ProtobufC++ 使用詳解

一、安裝與環境配置

1、ProtobufC++ 是 Google 開發的一個開源序列化數據格式，支持多語言，對數據進行聲明式的描述，可以生成代碼用於數據的序列化和反序列化。使用 protobuf 前，需要先在本機上安裝 Protocol Buffer，可以在官網下載安裝包，也可以通過源代碼進行安裝。安裝完 protobuf 後，還需要在環境變數中加入 protoc 的路徑。

2、接著，下載 ProtobufC++ 的源碼，使用命令行進入解壓後的目錄，使用 make 進行編譯，生成 libprotobuf.a 和 libprotobuf-lite.a 兩個靜態庫文件，將文件放入 lib 目錄下，再將 include 目錄下的頭文件拷貝到系統目錄中。

示例代碼：

#安裝 protobuf
$ sudo apt-get install protobuf-compiler
$ sudo apt-get install libprotobuf-dev

#下載 ProtobufC++

$ wget https://github.com/protobuf-c/protobuf-c/releases/download/v1.3.3/protobuf-c-1.3.3.tar.gz
$ tar -xvf protobuf-c-1.3.3.tar.gz
$ cd protobuf-c-1.3.3/
$ ./configure --prefix=/usr
$ make
$ sudo make install
$ sudo ldconfig

#檢驗安裝是否成功
$ protoc --version

二、ProtobufC++ 的基本使用

1、定義 proto 文件

定義一個 proto 文件需要遵循一定的格式和規範，定義了消息的名稱、欄位個數、類型和順序。下面是一個簡單的 proto 文件：

syntax = "proto3";

message Person {
  string name = 1;
  int32 age = 2;
  bool is_student = 3;
}

2、生成 C++ 代碼

使用 protoc 命令將 proto 文件編譯成 C++ 代碼。如下所示：

$ protoc --cpp_out=. person.proto

命令會生成 person.pb.h 和 person.pb.cc 兩個文件。

3、序列化

使用生成的 C++ 代碼對數據進行序列化，將數據打包成二進位格式。下面是一個序列化的示例代碼：

Person person;
person.set_name("Tom");
person.set_age(20);
person.set_is_student(true);

std::string pbStr = person.SerializeAsString();

4、反序列化

使用生成的 C++ 代碼將二進位數據反序列化為原始數據。下面是一個反序列化的示例代碼：

Person person;
person.ParseFromString(pbStr);

std::cout << person.name() << std::endl;
std::cout << person.age() << std::endl;
std::cout << person.is_student() << std::endl;

三、ProtobufC++ 的進階用法

1、自定義數據類型

除了支持基本數據類型，ProtobufC++ 還支持自定義數據類型。例如，我們可以定義一個枚舉類型：

enum Gender {
  UNKNOWN = 0;
  MALE = 1;
  FEMALE = 2;
}

message Person {
  string name = 1;
  int32 age = 2;
  Gender gender = 3;
}

2、嵌套類型

可以在 message 中定義其他的 message 或枚舉類型，例如定義一個 Address 類型：

message Address {
  string province = 1;
  string city = 2;
  string area = 3;
}

message Person {
  string name = 1;
  int32 age = 2;
  Address address = 3;
}

3、使用 protobuf 對象作為欄位

可以將一個 message 對象作為另一個 message 的欄位類型，例如定義一個 Student 類型：

message Course {
  string name = 1;
  float score = 2;
}

message Student {
  string name = 1;
  int32 age = 2;
  repeated Course courses = 3;
}

4、使用 oneof 定義多個可選欄位

使用 oneof 關鍵字可以定義一個 message 中多個可選欄位，只能同時存在一個欄位有值。例如定義一個成績類型，可以有學生得分或者課程得分：

message Score {
  oneof score {
    float student_score = 1;
    float course_score = 2;
  }
}

四、ProtobufC++ 常用函數

1、set_欄位名()

設置 message 中某個欄位的值，函數的名稱為 set_欄位名()，例如：

person.set_name("Tom");

2、欄位名() 和 mutable_欄位名()

獲取 message 中某個欄位的值，其中欄位名() 用於獲取 const 類型的欄位，mutable_欄位名() 用於獲取非 const 類型的欄位：

std::string name = person.name();
person.mutable_address()->set_city("Shanghai");

3、SerializeToString() 和 ParseFromString()

對 message 進行序列化和反序列化的函數：

std::string pbStr = person.SerializeAsString();

Person person;
person.ParseFromString(pbStr);

五、總結

以上就是 ProtobufC++ 的基本使用和進階用法，包括環境配置、 proto 文件定義、生成 C++ 代碼、序列化和反序列化、自定義類型、嵌套類型、使用 message 作為欄位、使用 oneof 定義多個可選欄位以及常用函數。

通過對 ProtobufC++ 的學習和使用，可以更高效地進行數據序列化和反序列化，使得程序性能更優。