如何序列化/反序列化std::chrono::zoned_time？

Question

std::chrono::zoned_time

不是 POD 类型（因为它不是 trivial 类型），因此它不能作为原始数据序列写入文件或从文件读取。它有一个时间点成员（

std::chrono::time_point

）。它还有一个指向

std::chrono::time_zone

对象的指针成员。

问题在于指针成员无法序列化/反序列化。但我也想存储和检索

zoned_time

对象的时区（而不仅仅是时间点）。我想一种方法可能是使用 std::chrono::time_zone

 获取 

std::chrono::time_zone::name 的名称，并将该 string_view 及其大小保存在文件中。

我需要以某种方式获取成员对象并序列化它们。但如何呢？

#include <chrono>
#include <fstream>


std::ofstream& operator<<( std::ofstream& ofs, const std::chrono::zoned_seconds& time )
{
    // What should go here?
    return ofs;
}

std::ifstream& operator>>( std::ifstream& ifs, std::chrono::zoned_seconds& time )
{
    // What should go here?
    return ifs;
}

Answer 1

A

std::chrono::zoned_seconds

是一个非常简单的数据结构：

{std::chrono::time_zone const*, std::chrono::sys_seconds}

。

并且这些数据成员中的每一个都可以从现有的

zoned_seconds

中轻松检索，并且

zoned_seconds

可以根据这两条信息构造。

因此您可以将问题简化为两部分：

1. 序列化/反序列化

   std::chrono::time_zone const*

   。
2. 序列化/反序列化

   std::chrono::sys_seconds

   。

此外，大体而言，我强烈建议您不要使用

operator<<

/

operator>>

作为这些函数的名称。这将导致您遇到不方便的 ADL（参数依赖查找）问题。我建议您选择放入您自己的命名空间中的其他名称。我将任意选择这些名称来引用这些函数，但任何描述性名称都可以：

std::ostream&
put(std::ostream& os, std::chrono::zoned_seconds const& time);

std::istream&
get(std::istream& is, std::chrono::zoned_seconds& time);

另请注意，我选择使用更通用的

ostream

和

istream

，而不是文件版本

ofstream

和

ifstream

。无论哪种方式，编码都是相同的。对于更通用的版本，您可以使用

std::stringstream

轻松测试。

所以类似：

std::ostream&
put(std::ostream& os, std::chrono::zoned_seconds const& time)
{
    auto tz = time.get_time_zone();
    auto tp = time.get_sys_time();
    put(os, tz);
    put(os, tp);
    return os;
}

std::istream&
get(std::istream& is, std::chrono::zoned_seconds& time)
{
    auto tz = get_time_zone(is);
    auto tp = get_sys_seconds(is);
    time = std::chrono::zoned_seconds{tz, tp};
    return is;
}

put

函数以

time_zone const*

的精度提取

sys_time

和

seconds

，即

sys_seconds

，然后调用函数来序列化每个部分。

get

函数反序列化每一段数据，然后用这两条数据构造一个

zoned_seconds

并将其分配给

time

。

现在我们要看看如何实现这些较低级别的功能：

put

第一：

std::ostream&
put(std::ostream& os, std::chrono::time_zone const* tz)
{
    return os << tz->name() << ' ';
}

这通过提取名称并将其写出来来序列化

time_zone const*

。

time_zone

名称遵循 IANA 时区数据库 制定的规则。有效字符是 ASCII 字母数字以及一些其他详细信息。您需要在名称后面添加一个在 IANA 时区名称中不是有效字符的分隔符。

' '

是一个方便的分隔符。

std::chrono::time_zone const*
get_time_zone(std::istream& is)
{
    std::string tz_name;
    char delimiter;
    is >> tz_name >> delimiter;
    return std::chrono::locate_zone(tz_name);
}

要反序列化

time_zone const*

，只需读取名称和分隔符即可。如果您想对分隔符是否为

' '

进行错误检查，或进行任何其他错误检查，请在此处执行此操作。然后可以通过调用

string

将

time_zone const*

变成

locate_zone

。

接下来我们需要序列化

sys_seconds

。在引擎盖下，

sys_seconds

只持有一个

std::chrono::seconds

。并且

std::chrono::seconds

持有一个有符号整数类型，该类型 至少有 35 位（所以实际上是

int64_t

）。

std::ostream&
put(std::ostream& os, std::chrono::sys_seconds tp)
{
    put(os, tp.time_since_epoch().count());
    return os;
}

可以使用

.time_since_epoch().count()

提取内部整数。首先从

duration

seconds

中提取精度

time_point

的基础

sys_seconds

，然后从

seconds

duration

中提取积分值。

现在序列化整型。我不会详细介绍这一点，因为其他地方已经详细介绍了这一点。 例如这里。。如果需要的话，还有一个 boost 库。

std::chrono::sys_seconds
get_sys_seconds(std::istream& is)
{
    return std::chrono::sys_seconds{std::chrono::seconds{get_int64_t(is)}};
}

要反序列化

sys_seconds

，请首先反序列化 

int64_t

，将其转换为 

seconds

，然后将其转换为 

sys_seconds

。

这些简单的步骤将为您提供数据库中最紧凑的表示。让它更紧凑的唯一方法是使用比

int64_t

 更小的整数类型，这当然是你的设计选择，而不是我。

如果您选择使用

int32_t

（例如），您的范围将仅限于大约 1902 年至 2038 年。而 2038 年很快就会到来。所以我不建议这样做。

如果您选择

uint32_t

，您的范围将是 1970 年到 2106 年左右。这意味着您将无法存储我的生日。 ;-)

您还可以选择序列化有符号的 6 字节整数，为每个条目节省 2 个字节。这将为您提供足够的范围（大约+/- 400万年）。我将把如何修改

此代码以序列化 6 个字节而不是 4 或 8 个字节作为练习。