某物资管理调度系统的数据序列化技术

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Electronic Technology & Software Engineering
某物资管理调度系统的数据序列化技术
王玉龙 宁蒙 王卫涛
（中国船舶集团公司第七一三研究所 河南省郑州市450015 ）
摘 要：本文提出了一种基于Qt 跨平台的XML 序列化反序列化数据处理框架，该框架向软件开发人员提供一个高层次的功能接口来
对XML 文件进行读写操作。

最后在国产中标麒麟操作系统上进行仿真，取得了良好的效果。

关键词：XML;序列化；反序列化；Qt;国产操作系统
1引言
在某型号物资管理调度系统中，既有基于国产平台的中标麒 麟操作系统⑴，也有基于安卓平台的嵌入式系统，在每个计算机节
点中需将启动信息、运行信息等进行本地化，并且部分节点之间通
过网络以XML 形式传输给任务接收终端，任务接收后需要将数据
本地化及存储至人大金仓数据库l21o 另外任务执行情况和物资盘点
信息也要通过网络以XML 形式发送到管理调度计算机节点，最后
这些信息存储在人大金仓数据库服务器中。

不仅仅系统本身存在数
据交换，与外系统之间也存在数据交换的需求，物资管理调度系统 需要提供网络接收外部系统的基础数据信息，比如人员、单位、任
务等数据信息。

此外物资管理调度系统还需将一些数据信息发布出 去，供其他系统使用，这些信息在各系统之间进行交换时，都是以
XML 协议作为数据交换的载体。

该物资管理调度系统所在的数字化平台数据来源复杂，信息量 巨大，包括外围设备的实时采集数据、设备信息、调度过程数据、
盘库信息等，需要对其中的关键数据信息进行持久保存和在进程间
进行传输。

借鉴前期项目采用基于.net 的自带序列化反序列库⑴可
以解决此类问题。

XML 序列化就是将对象状态转换为XML 文件，
反序列化则是将XML 文件转换为对象实例，这两个过程可以轻松 实现存储和传输数据⑷。

本文提出…种基于Qt 跨平台的XML 序列化反序列化框架来解 决国产操作系统平台间的数据交换和共享问题，该框架扩展性强，
成员变量可以为基础数据类型（Int 、QString> QBool 、QDateTime 等）、
集合类型（QList 、QMap 等）以及自定义类型（指针）实现XML 序
列化反序列化功能，有效解决了信息存储、传输和共享的问题。

2算法实现
利用面向对象程序设计中的继承以及虚函数概念叫 结合Qt
中元对象机制，自研对业务软件提供的XML 序列化和反序列化功
能。

下面对XML 序列化和反序列化算法设计分别进行详细说明。

2. 1 XML 序列化算法
XML 序列化就是通过对外接口将类对象转化为可以网络传输 或者本地保存的XML 文件，核心思想是将类的名称映射成XML
文件的根节点元素；不同类型的各成员变量名称映射为XML 文件 的属性名称；成员变量的值映射为xml 文件内的属性值；对于成员
变量为基础数据类型的变量较容易映射，但是集合类型（QList 、
Start
图1：序列化功能内部函数之间调用图（虚线框内表示内部实现、箭头表示函数调用）
QMap 等）以及自定义类型（指针）需要进行复杂的嵌套循环和基
类指针调用；下面对XML 序列化功能设计相关的自研函数进行详
细说明，见表1所示。

其中函数InstanceToXml （）为序列化功能的唯一对外接口，实
现将类实例转换为XML 文件，函数与函数之间的调用关系见图1
所示。

XML 序列化功能内部主要函数接口 instanceToXml 的实现流程
主要分以下步骤，详细流程如图2所示。

（1） 首先获取待序列化实例的元对象（MetaObj ）；
（2） 通过元对象（MetaObj ）得到序列化类的N 个公有成员变量
（3） 依次遍历N 个公有成员变量，并且判断当前成员变量是 什么类型；
（4） 若为list 集合类型，调用listToXml 函数进行增加相应节点（5） 若为map 集合类型，调用mapToXml 函数进行增加相应 节点；
（6） 若为int 、string 、bool 等基础类型，直接增加相应xml 节
点即可；
（7） 若为自定义类型，使用该函数迭代即可；（8） 遍历完所有成员变量，函数退出。

2. 2 XML 反序列化算法
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Electronic Technology&Software Engineering 表2：反序列化相关函数及说明
表1:序列化相关函数及说明
序号接口名称接口类型说明
1static XmlSerializer*instance()公共创建唯一xml序列化反序列化类实例，便于内存管理：
2void instanceToXml(QObject*object,const
QString&xmlName)
公共
通过XmlSerializer类实例进行访问该函数，参数object为将要序列化的类
指针(必须绅承自QObjcct类)，xmlName为序列化为xml文件的名称；
3void instanceToXml(QObject*object,
QDomElement*parentElement)
私有
该函数为门加义类型的xmi序列化核心函数，自定义类型(成员变量)相对
应的非根结点，若初始化parentElement参数为null,则对应整个xml文件的
根结点，具体流程如图2所示；
4void listToXml(const int&listCnt,QVariant
&listType,QDomElement*parentElement)
私有
被私有函数instanceToXml()内部调用。

将list类型成员变量转换为xml结
点信息。

各参数具体含义，listCnt为list类型成员变量的空间大小；listType
为list类型成员变量；parentElement为list类型成员变量所对应的结点指针；
5void mapToXmi(const int&mapCnt,QVariant
&mapType,QDomElement*parentElement)
私有
被私有函数instanceToXml()内部调用。

将map类型成员变量转换为xml
结点信息。

各参数具体含义，mapCnt为map类型成员变量的空间大小；
mapType为map类型成员变量；parentElement为map类型成员变量所对应
的结点指针；
6void saveXml(const QString&xmIName)私有将序列化得到的xml文件进行保存。

序号接口名称接口类型说明
1static XmlSerializer*instance()公共创建唯一xml序列化反序列化类实例，便于内存管理;
void XmlToInstanse(QObject*object,const QString&xmlName)公共
通过XmlSerializer类实例进行访问该函数，参数object为将要反序列化的类指针(必须继承自QObject类),xmlName为反序列化为xml文件的名称。

3void xmlToInstanse(QObject*object, QDomElement*parentElement)
QDomNode compareTagName(const 4QDomElement*parent Element,con st QString&propertyName)
该私有函数为xml反序列化核心函数，参数object为结点对应的实例指针，私有参数parentElement为非根结点(自定义类型)或者根结点(反序列化类型)的反序列化，若对根结点进行反序列化则该参数为null,具体流程如图4所示。

私有供私有函数xmlToInstanse()内部调用。

用于父结点下所有子结点的标签内容与propertyName进行对比,若查找到相同的，则返回该子结点，否则返回null。

6QList<QVariant>xmlToList(const
QDomElement&xmlListElement)
私有
供私有函数xmlToInstanse()内部调用。

用于将xml文件内相应List集合结点
转换为QList<QVariant〉类型。

QMap<QString,QVariant>xmlToMap(const
QDomElement&xmlMapElement)
私有
供私有函数xmlToInstanse()内部调用。

用于将xml文件内相应的map集合结
点转换为QMap<QVariant>类型。

表3：某调度台位配置信息(ConsoleConfig)结构
类名成员变量类型成员变量名称备注
ConsoleConfig Qlist<Qvariant>mConsoleContainer Qvariant内置Console*类型，表示多个台位信息的集合
Qstring mConsoleldentity台位名称
Qstring mOuterlp台位外网IP
Console Qstring mlnterlp台位内网1P
Bool mConsoleStatus台位状态
QDateTime mLastLogin最后一次登录时间
XML反序列化是XML序列化的反过程，通过对外接口将网络思想是将XML文件的根节点元素映射成类的名称；XML文件的属传输中XML文件流或者本地保存的XML文件转化类对象，核心性名称映射为不同类型的各成员变量名称；XML文件内的属性值
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T
图2:序列化---虚函数instanceToXml （）流程图图4：反序列化---虚函数xmlToInstanse （）流程图
r
Start
图3:反序列化功能内部函数之间调用图 （虚线框内表示内部实现、箭头表示函数调用）
///台位配置信息序列化
ConsoleConfig *console_config=new ConsoleConfig();Console *console_l ,*console_2;//A 台设置参数
console l=new Console ();
console_l->mOuterIp=QString ::fromUtf8("192.168.14.1"); console_l->mInterIp=QString ::fromUtf8("192.168.15.1"); console_l->mConsoleIdentity=
QString :: fromUtf8("调度A 台");
console_l->nConsoleStatus=true;
console_l->mLastLogin=QDateTine::currentDateT ime ();//B 台设晝参数
console_2=new Console ();
console_2->ni0uterIp=QString ::fromUtf8("192.168.14.2"); console_2->mInterIp=QString ::fromUtf 8("192.168.15.3M ); console_2->mConsoleIdentity=QString::fromUtf 8("调度B 台")； console 2->raConsoleStatrue;
cons o le_2->mLas t Log i n =QDateTine::currentDateTime (); QVariant ql,q2;
ql .setValue<Console *>{console_l );q2・setValue<Console *>(console 2);
consoleconfig->mConsoleContainer ・append(ql ); console_conf ig->mConsoleContainer .append (q2); Xml S erialize i ■:: instance () ->InstanceToXnil
(console_conf ig ,"ConsoleConfig . xml M );
图5: XML 序列化上层调用代码
映射为成员变量的值；对于XML 文件或流存在嵌套或者重复结构 映射比较复杂，即映射为类中集合类型（QList 、QMap 等）以及自
定义类型（指针）的成员变量；接下来对XML 反序列化功能设计 相关的自研函数进行详细说明，见表2所示。

其中函数XmlToInstanceO 为反序列化功能的唯一对外接口，
实现将XML 文件转换为类实例，函数与函数之间的调用关系见图
3所示。

XML 反序列化功能内部主要函数接口 xmlToInstance （）的
实现流程主要分以下步骤，详细流程如图4所示：
（1）首先获取待反序列化的XML 文件的根节点或者自定义
类型根节点；
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⑥ ConsoleConfigjtml x \
<?x«l version=M l .0" encoding="UTF -8"?> <ConsoleConfig>
<i>ConsoleContainer>
vConsole 二〉
<m0uterIp>192.168.14.l</mOuterIp><mlnterlp>192.168.15.l</mlnterlp>
<aConsoleIdentity>ifl^A 台 v/«KonsoleIdentity> <mConsoleStatus>true</«ConsoleStatus>
<mLastLogin>2018-01-08 10:25:05</«LastLogin> v/Console 二〉<Console^>
<»0uterIp>192.168.14.2</»0uterIp> <«lnterlp>192.168.15.3</«InterIp>
<«ConsoleIdentity>^WTB 台 v/MonsoleIdentity> <nConsoleStatus>t rue</»ConsoleStatus>
<mLastLogin>2018-01-08 10:25:05</«LastLogin> v/Console 二〉
</mConsoleContainer> </ConsoleConfig>
图 6:生成"ConsoleConf ig. xml ” 文件
//台位配囂信息反序列化
ConsoleConfig* re_console_config=new ConsoleConfig();
XnlSerializer ::instance!)->XnlToInstansefre_console_config,"ConsoleConfig .xnl 1'); qDebug( )«■ •**••***•••*台位配買信息打印
•***•••***•****";
qDebug()«" 台位数■■:
"<<re console config->nConsoleContainer.count(); Console *re console=NULL;
for(int i=0;i<re_console_config->nConsoleContainer.count();i++){
re_console=dynaraic cast<Console*>(re_con«ole_config->
mConsoleContainer.at(i).value<QObject*>());
qDebug()«"台位名称："<<re console->nConsoleIdentity;qDebug ()«" "«re_console->mConsoleIdentity
<<"外W lP ： U<<re_con8ole->n0uterlp;
qDebug ()«" "«re_console->mConsoleIdentity
<v “ 内W lP ："«re_con8ole->mInterIp;
qDebug ()«" "«re_console->mConsoleIdentity
<<"tt*："<<re_console->nCon8oleStatuBj
qDebug ()«" "«re_console->mConsoleIdentity
<v"最后豎录时间：
-<<re_console->raLastLogin .toString (-yyyy-MM-dd hh ：nira ：8s");
re_console=NULL;
图7: XML 反序列化上层调用代码
*•1A
1X
1X 1A 1X e
» • O • • O
8 8 2 8 8 2 丁
6 6 ■ 6 6 ■ 1 1 1 1 息2.
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台・图8:反序列化程序运行结果
(2) 获取实例元对象，并通过元对象得到N 个公有成员变量；(3) 依次遍历N 个公有成员变量，通过当前成员变量名，使 用compareTagName()函数返回相对应结点，接下来判断成员变量
的类型，并且一一赋值；
(4) 若为list 集合类型，调用xmlToList 函数对相同成员变量 赋值；
(5) 若为map 集合类型，调用xmlToMap 函数对相同成员变
量赋值；
(6) 若为int 、string 、bool 等基础类型，对当前成员变量赋值；
(7) 若为自定义类型，使用该函数迭代并对当前指针变量字
段进行赋值；
(8)遍历完所有成员变量，函数退出。

3仿真
在中标麒麟操作系统桌面版V6.0上，以某调度台位配置信息 为例进行仿真说明，该调度台配置信息类(ConsoleConfig)包含了字 符串、布尔、时间、集合及自定义类型等类型，具体类结构如表3 所示。

3. 1 XML 序列化上层调用实例
首先定义ConsoleConfig 类并且对其进行初始化，然后使
用序列化功能接口，具体代码如图5所示，运行程序后生成
41 ConsoleConfig. xml"文件，如图 6 所示。

3. 2 XML 反序列化上层调用实例
接下来将序列化程序生成的“ConsoleConfig. xml ”文件进行反
序列化，具体代码如图7所示，程序运行结果如图8所示。

根据运行结果看出使用该序列化反序列化方法可以完成相应功
能，满足预期效果。

4结论
本文利用面向对象程序设计中的继承以及虚函数概念，结合Qt 中元对象机制，在国产中标麒麟操作系统上设计开发出一套XML
序列化反序列化框架，该框架可扩展性和维护性强并且支持的数据
类型(基础类型、集合类型以及自定义类型等)较丰富，可满足大
部分物资调度管理系统业务软件的使用需求，提高了软件开发效率
和软件产品质量。

参考文献
［1］ 张京林.国产操作系统产业化现状和发展探讨［J ］.科技与创
新, 2016 (20).
［2］ 张晔嘉.国内信息系统自主可控生态环境分析［J1.电子质
量, 2019 (07).
［3］ 高殳群，俞家文，丁俊松.NET Framework 中序列化与反序列
化方法的分析和应用［J ］,微计算机应用,2007, 29 (11).⑷李雯，谢辅雯.XML 数据交换技术的应用与研究［J ］.计算机与
现代化，2008. 191-99.
［5］和力，吴丽贤.关于C 卄虚函数底层实现机制的研究与分析［J ］. 计算机工程与设计,2008 (10).
作者简介
王玉龙(1988-),男，山西省长治市人.硕士研究生.研究方向
为某军用物资管理调度系统设计.
宁蒙(1988-),男，河南省郑州市人.硕士研究生.研究方向为
某军用物资管理调度系统设计数据库设计.
王卫涛(1989-),男.工程师.研究方向为某物资管理系统设计.
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