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在C++中,序列化库允许我们将动态数据结构(如链表、树或图)转换为字节流,以便于存储或传输。然后,我们可以将这些字节流反序列化为原始数据结构。有许多可用的序列化库,但在这里,我们将讨论一个简单的自定义实现。
首先,我们需要定义一个序列化类,该类将负责将数据结构转换为字节流,以及从字节流中恢复数据结构。以下是一个简单的示例:
#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>
class Node {
public:
int value;
std::shared_ptr<Node> left;
std::shared_ptr<Node> right;
Node(int value) : value(value), left(nullptr), right(nullptr) {}
};
class Serializer {
public:
static std::vector<uint8_t> serialize(const std::shared_ptr<Node>& root) {
// 实现序列化逻辑
}
static std::shared_ptr<Node> deserialize(const std::vector<uint8_t>& data) {
// 实现反序列化逻辑
}
};
接下来,我们需要实现serialize
和deserialize
方法。这里是一个简单的实现,使用前序遍历来序列化二叉树:
std::vector<uint8_t> Serializer::serialize(const std::shared_ptr<Node>& root) {
std::vector<uint8_t> result;
serializeHelper(root, result);
return result;
}
void Serializer::serializeHelper(const std::shared_ptr<Node>& node, std::vector<uint8_t>& data) {
if (node == nullptr) {
data.push_back(0);
return;
}
data.push_back(1);
data.push_back(node->value);
serializeHelper(node->left, data);
serializeHelper(node->right, data);
}
std::shared_ptr<Node> Serializer::deserialize(const std::vector<uint8_t>& data) {
return deserializeHelper(data, 0);
}
std::shared_ptr<Node> Serializer::deserializeHelper(const std::vector<uint8_t>& data, size_t index) {
if (index >= data.size() || data[index] == 0) {
return nullptr;
}
auto node = std::make_shared<Node>(data[index]);
index++;
node->left = deserializeHelper(data, index);
node->right = deserializeHelper(data, index);
return node;
}
现在,我们可以使用Serializer
类来序列化和反序列化二叉树:
int main() {
// 创建一个简单的二叉树
auto root = std::make_shared<Node>(1);
root->left = std::make_shared<Node>(2);
root->right = std::make_shared<Node>(3);
root->left->left = std::make_shared<Node>(4);
root->left->right = std::make_shared<Node>(5);
// 序列化二叉树
auto serializedData = Serializer::serialize(root);
// 反序列化二叉树
auto deserializedRoot = Serializer::deserialize(serializedData);
// 验证反序列化的二叉树是否与原始二叉树相同
// ...
return 0;
}
请注意,这个实现仅适用于二叉树,并且假设所有节点值都是小于256的整数。对于更复杂的数据结构和更大的值范围,我们需要实现更通用的序列化方法。
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