C++备忘录模式如何实现持久化对象状态序列化存储方案-C++-PHP中文网

C++备忘录模式如何实现持久化对象状态序列化存储方案

P粉602998670

发布： 2025-07-24 08:28:02

原创

820人浏览过

备忘录模式在c++++中结合序列化可实现对象状态的持久化存储。1. 备忘录模式通过原发器创建备忘录、看护人管理备忘录、备忘录保存状态快照，实现对象状态的保存与恢复；2. 持久化需将状态序列化为字符串或二进制格式，常用方案包括手动实现、json/xml库（如nlohmann/json）、二进制协议（如protobuf）及boost.serialization，选择依据为调试友好性、性能或开发效率；3. 备忘录类应封装状态并提供序列化/反序列化方法，或由外部工具处理以增强灵活性；4. 看护人负责将备忘录的序列化结果存储至文件或数据库，并在恢复时反序列化生成备忘录对象，从而实现完整状态历史的持久化。

C++备忘录模式如何实现持久化对象状态序列化存储方案

备忘录模式常用于保存和恢复对象的状态，而当需要将状态持久化存储时，通常会结合序列化技术。在 C++ 中实现这一功能，核心在于如何设计备忘录类以及如何将对象状态转化为可存储的格式。

1. 理解备忘录模式与持久化的结合点

备忘录模式的基本结构包括三个角色：原发器（Originator）、备忘录（Memento）和看护人（Caretaker）。原发器负责创建备忘录，看护人负责存储和管理备忘录，而备忘录本身则持有原发器的状态快照。

要实现持久化，关键在于将备忘录中的状态数据序列化为字符串或二进制格式，以便写入文件、数据库或通过网络传输。之后再通过反序列化还原状态。

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

这一步的关键是：确保对象状态的数据结构适合序列化，比如避免包含指针、句柄等运行时依赖。

2. 序列化方案的选择与实现建议

C++ 没有内置的序列化机制，因此需要自行实现或使用第三方库。常见的做法包括：

手动序列化/反序列化：适用于结构简单、性能要求高的场景。
使用 JSON 或 XML 格式：如 nlohmann/json、PugiXML 等，便于调试和跨平台交互。
使用二进制协议：如 Google 的 Protocol Buffers、FlatBuffers、Cap’n Proto，适合高性能、低延迟系统。
Boost.Serialization：C++ 社区广泛使用的序列化库，支持多种存档格式（文本、XML、二进制）。

建议根据项目需求选择：调试友好 → JSON性能优先 → FlatBuffers / Protobuf快速开发 → Boost.Serialization

例如，用 nlohmann/json 实现一个简单的序列化逻辑：

序列猴子开放平台

具有长序列、多模态、单模型、大数据等特点的超大规模语言模型

查看详情

#include <nlohmann/json.hpp>

struct State {
    int value;
    std::string name;

    // 序列化方法
    std::string serialize() const {
        nlohmann::json j;
        j["value"] = value;
        j["name"] = name;
        return j.dump();
    }

    // 反序列化方法
    void deserialize(const std::string& data) {
        auto j = nlohmann::json::parse(data);
        value = j.value("value", 0);
        name = j.value("name", "");
    }
};

登录后复制

3. 备忘录类的设计要点

备忘录类应封装状态，并提供获取状态的方法。为了支持持久化，可以将序列化逻辑放在备忘录中，或者由外部工具处理。

示例结构如下：

class Memento {
public:
    explicit Memento(const State& state) : state_(state) {}

    std::string save() const {
        return state_.serialize(); // 返回序列化后的字符串
    }

    State restore() const {
        return state_;
    }

private:
    State state_;
};

登录后复制

如果希望分离序列化逻辑，也可以让 Caretaker 在保存时调用全局或工具函数进行转换，这样更灵活。

4. 看护人（Caretaker）与持久化操作

看护人通常负责保存多个备忘录，并在需要时恢复。为了实现持久化，看护人需要将备忘录的序列化结果写入磁盘或数据库。

示例伪代码：

class Caretaker {
public:
    void addMemento(const Memento& memento) {
        history_.push_back(memento.save()); // 存储的是字符串形式
    }

    Memento getMemento(int index) const {
        State state;
        state.deserialize(history_[index]); // 从字符串还原状态
        return Memento(state);
    }

private:
    std::vector<std::string> history_;
};

登录后复制

这种方式允许你将整个 history_ 容器直接写入文件或数据库，实现完整的状态历史持久化。

基本上就这些。只要在设计时考虑好状态结构的可序列化性，并合理划分各组件职责，就能在 C++ 中顺利实现备忘录模式的持久化功能。

以上就是C++备忘录模式如何实现持久化对象状态序列化存储方案的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！