protobuf 简介
概念
protobuf 全称 Protocol buffers，是 Google 研发的一种跨语言、跨平台的序列化数据结构的方式，是一个灵活的、高效的用于序列化数据的协议。
特点
在序列化数据时常用的数据格式还有 XML、JSON 等，相比较而言，protobuf 更小、效率更高且使用更为便捷，protobuf 内置编译器，可以将 protobuf 文件编译成 C++、Python、Java、C#、Go 等多种语言对应的代码，然后可以直接被对应语言使用，轻松实现对数据流的读或写操作而不需要再做特殊解析。
Protobuf的优点如下：
1.高效一一序列化后字节占用空间比 XML 少3-10倍，序列化的时间效率比 XML 快 20-100 倍；
2.便捷——可以将结构化数据封装为类，使用方便；
3.跨语言——支持多种编程语言；
4.高兼容性——当数据交互的双方使用同一数据协议，如果一方修改了数据结构，不影响另一方的使
用。
Protobuf 也有缺点：
1.二进制格式易读性差；
2.缺乏自描述。
基本使用流程
在bazel中已经集成了protobuf的编译器，所以直接使用即可。
protobuf的基本使用，需求如下:
创建 protobuf 文件，在该文件中需要生命学生的姓名、年龄、身高、所有的书籍…等信息，然后分别使用C++和Python实现学生数据的读写操作。
实现大致流程如下：
1.编写 proto 文件；
2.配置 BUILD 文件，编译生成对应的 C++ 或 Python 文件；
3.在 C++ 或 Python 中调用。
proto 使用之文件创建
创建 proto 文件
在 /apollo/cyber 目录下新建文件夹 demo_base_proto，文件夹下新建文件 student.proto，并输入如下内容：
//使用的 proto 版本，cyber RT 中目前使用的是 proto2
syntax = "proto2";
//包
package apollo.cyber.demo_base_proto;
//消息 ——message 是关键字，Student 消息名称
message Student {
//字段
//字段格式：字段规则，数据类型，字段名称，字段编号
required string name = 1;
optional uint64 age = 2;
optional double height = 3;
repeated string books = 4;
}
proto 中的字段语法，字段就格式而言主要有四部分组成:字段规则、数据类型、字段名称、字段编号。
1.字段规则
字段类型主要有如下三种：
required——调用时，必须提供该字段的值，否则该消息将被视为"未初始化"，不建议使用，当需要把字段修改为其他规则时，会存在兼容性问题。
optional——调用时该字段的值可以设置也可以不设置，不设置时，会根据数据类型生成默认值。repeated ——该规则字段可以以动态数组的方式存储多个数据。
2.数据类型
protobuf 中的数据类型与不同的编程语言存在一定的映射关系，具体可参考官方资料，如下:
官方网站：https://protobuf.dev/programming-guides/proto2/
3.字段名称
变量名
4.字段编号
每个字段都有唯一编号，用于在二进制格式中标识字段。
proto 文件编译
1.编辑 BUILD 文件
在 demo_base_proto 目录下新建 BUILD 文件，并输入以下内容：
load("//tools:python_rules.bzl","py_proto_library")
package(default_visibility = ["//visibility:public"])
proto_library(
name="student_proto",
srcs=["student.proto"]
)
cc_proto_library(
name = "student_cc",
deps = [":student_proto"],
)
py_proto_library(
name = "student_py",
deps = [":student_proto"]
)
代码解释：
1.proto_library 函数
该函数用于生成 proto 文件对应的库，该库被其他编程语言创建依赖库时所依赖。
参数：
name：目标名称
srcs：proto 文件
2.cc_proto_library 函数
该函数用于生成C++相关的proto依赖库
参数：
name：目标名称
deps：依赖的 proto 库名称
3.py_proto_library 函数
该函数用于生成 python 相关的 proto 依赖库
参数：
name：目标名称
deps：依赖的proto 库名称。
注意：
1.使用 py_proto_library 必须声明 load(“M/ltools:python_rules.bzl”, “py_proto_library”)；
2.proto_library 函数的参数 name 值必须后缀 _proto 否则，python调用时会抛出异常；
3.为了方便后期使用，建议先添加语句：package(default_visibility = [“//visibility_public”])。
2.编译
终端进入 /apollo 目录，执行编译命令：
bazel build cyber/demo_base_proto/...
在 /apollo/bazel-bin/cyber/demo_base_proto 下将生成可以被 C++ 和 python 调用的中间文件。
proto 读写之 C++ 实现
大致步骤如下:
1.编写C++源文件；
2.配置 BUILD 文件；
3.编译；
4.执行。
1.编写 C++ 源文件
/*
演示C++ 中 protobuf 的基本读写使用
*/
#include "cyber/demo_base_proto/student.pb.h"
using namespace std;
int main(int argc, char const *argv[])
{
//创建对象
apollo::cyber::demo_base_proto::Student stu;
//数据写
stu.set_name("zhangsan");
stu.set_age(18);
stu.set_height(1.75);
stu.add_books("yuwen");
stu.add_books("shuxue");
stu.add_books("english");
//读数据
string name=stu.name();
uint64_t age=stu.age();
double height=stu.height();
cout<<"name:"<<name<<"; age:"<<age<<";height:"<<height<<endl;
for(int i=0;i<stu.books_size();i++){
string book = stu.books(i);
cout << book<<" ";
}
cout<<endl;
return 0;
}
代码解释:
proto 文件生成的对应的 C++ 源码中，字段的设置与获取有其默认规则：
1.如果是非repeated规则的字段：那么字段值的设置函数对应的格式为: set_xxx(value)，获取函数对应的格式为xxx()。
2.如果是repeated规则的字段：那么字段值的设置函数对应的格式为: add_xxx()，获取函数对应的格式为xxx(索引)，另外还可以通过函数xxx_size()获取数组中元素的个数。
2.编写BUILD文件
cc_binary(
name="test_student",
srcs=["test_student.cc"],
deps=[":student_cc"]
)
3.编译以及执行
proto 读写之python实现
1.编写 Python源文件；
2.配置 BUILD文件；
3.编译；
4.执行。
1.编写 python 源文件
#!/usr/bin/env python3
from cyber.demo_base_proto.student_pb2 import Student
if __name__ =="__main__":
#创建 student对象
stu = Student()
# 写数据
stu.name="automan"
stu.age=8
stu.height=1.4
stu.books.append("class1")
stu.books.append("class2")
stu.books.append("class3")
# 读数据
print("name = %s, age = %d, height = %.2f" %(stu.name,stu.age,stu.height))
for book in stu.books:
print("book = %s" %book)
2.编辑 BUILD
py_binary(
name="test_student_py",
srcs=["test_student_py.py"],
deps=[":student_py"]
)
3.编译和执行
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-803306.html
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