序列化庫在C++中處理動態數據結構的序列化

在C++中，序列化庫允許我們將動態數據結構（如鏈表、樹或圖）轉換為字節流，以便于存儲或傳輸。然后，我們可以將這些字節流反序列化為原始數據結構。有許多可用的序列化庫，但在這里，我們將討論一個簡單的自定義實現。

首先，我們需要定義一個序列化類，該類將負責將數據結構轉換為字節流，以及從字節流中恢復數據結構。以下是一個簡單的示例：

#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) {
        // 實現序列化邏輯
    }

    static std::shared_ptr<Node> deserialize(const std::vector<uint8_t>& data) {
        // 實現反序列化邏輯
    }
};

接下來，我們需要實現serialize和deserialize方法。這里是一個簡單的實現，使用前序遍歷來序列化二叉樹：

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;
}

現在，我們可以使用Serializer類來序列化和反序列化二叉樹：

int main() {
    // 創建一個簡單的二叉樹
    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);

    // 序列化二叉樹
    auto serializedData = Serializer::serialize(root);

    // 反序列化二叉樹
    auto deserializedRoot = Serializer::deserialize(serializedData);

    // 驗證反序列化的二叉樹是否與原始二叉樹相同
    // ...

    return 0;
}

請注意，這個實現僅適用于二叉樹，并且假設所有節點值都是小于256的整數。對于更復雜的數據結構和更大的值范圍，我們需要實現更通用的序列化方法。