Boost.uuid

uuid库是一个小的使用工具，可以表示和生成UUID
 UUID是University Unique Identifier的缩写，它是一个128位的数字(16字节),不需要有一个中央认证机构就可以创建全国唯一的标示符。别名：GUID
 uuid位于名字空间boost::uuisd,没有集中的头文件,把功能分散在了若干小文件中，因此为了使用uuid组件，需要包含数个头文件,即:
#include <boost/uuid/uuid.hpp>
#include <boost/uuid/uuid_generators.hpp>
#include <boost/uuid/uuid_io.hpp>
using namespace boost::uuids;

uuid还全面支持比较操作和流输入输出，两个uuid值的比较是基于字典序的，分别使用了标准算法std
::equal()和std::lexicographical_compare().

用法：
 uuid是一个很小的类，它特意被设计为没有构造函数，可以像POD数据类型一样使用.
 uuid内部使用一个16字节的数组data作为UUID值的存储，这个数组是public的，因此可以任意访问，比如拷贝或者赋值。基于data数 组，uuid提供了begin()和end()的迭代器支持，可以像一个容器一样操作UUID值的每个字节。成员函数size()和静态成员函数 static_size()可以获得UUID的长度，是一个固定值，大小总为16，元素类型为unsigned char的容器。
示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <assert.h>
#include <boost/uuid/uuid.hpp>
#include <boost/uuid/uuid_generators.hpp>
#include <boost/uuid/uuid_io.hpp>
using namespace boost::uuids;
using namespace std;
int main()
{
 uuid u;
 assert(uuid::static_size() == 16);
 assert(u.size() == 16);
 vector<unsigned char> v(16, 7);
 //使用标准拷贝算法
 std::copy(v.begin(), v.end(), u.begin());
 assert(u.data[0] == u.data[1] && u.data[15] == 7);  //数组方式访问
 cout<<u<<endl;
 std::fill_n(u.data + 10, 6, 8); //标准算法fill_n直接操纵数组
 cout<<u<<endl;
 system("pause");
 return 0;
}

 

 uuid内部定义的枚举类型variant_type标识了UUID的变体号，表示了UUID的布局类型，成员函数variant()可以获得这个UUID的变体号.
 UUID的生成有不同的算法，这些算法使用枚举version_type来标识，version()函数可以获得UUID的算法版本，uuid类可以识别现在的有五种生成算法：
 【1】基于时间和MAC的算法(version_time_based);
 【2】分布计算环境算法(dce_security);
 【3】MD5摘要算法(version_name_based_md5);
 【4】随机数算法(version_random_number)based)
 【5】SHA1摘要算法(version_name_based_shal)
在数量庞大的UUID中有一个特殊的全零值nil，它表示一个无效的UUID，成员函数is_nil()可以检测uuid是否是nil。
示范：uuid用于表示UUID用法的代码如下:

uuid u;
std::fill_n(u.begin(), u.size(), 0xab);
assert(!u.is_nil);
assert(u.variant() == u.variant_rfc_4122); //4122变体类型
assert(!u.version() == u.version_unknown); //生成算法未知
cout<<u<<endl;
std::memset(u.data, 0, 16);
assert(u.is_nil());
uuid u1,u2;
std::file_n(u1.begin(), u1.size(), 0xab);
std::file_n(u2.begin(), u2.size(), 0xa0);
assert(u1 != u2 && u1>u2);
u2.data[0] = 0xff; //u2的第一个字节改为0xff
assert(u1 < u2);
std::memset(u1.data, 0, 16);
std::memset(u2.data, 0, 16);
assert(u1 == u2);

 

生成器：
 使用uuid提供的数组和迭代器接口，可以直接写出任意的UUID值，但因为不使用规定的算法，手工创建的UUID值很容易重复，这种方式只适合于从其他地方获得的原始UUID值导入到uuid对象中，如果要创建属于自己的UUID，需要使用UUID生成器。
 uuid库提供了四种生成器，分别是Nil生成器，字符串生成器，名字生成器和随机生成器，它们都是函数对象，重载了operator(),可以直接调用uuid对象.

Nil生成器：
 Nil生成器是最简单的UUID生成器，只能生成一个无效的UUID值，它的存在只是为了方便地表示无效UUID。
 Nil生成器的类名是nil_generator,另外有一个内联函数nil_uuid(),相当于直接调用了Nil生成器。
示范:
 uuid u = nil_generator()();//第一对圆括号与nil_generator()结合,结果是调用nil_generator的构造函数，生成一 个临时对象，然后第二对圆括号是nil_generator对象的operator()操作符重载，就像是一个函数调用，产生了一个nil uuid对象.
 assert(u.is_nil);
 u = nil_uuid();
 assert(u.is_nil());

字符串生成器：
 字符串生成器string_generator可以从一个字符串创建出uuid对象，字符串可以是C数组(NULL结尾),string,wstring,或者是一对迭代器指定的字符序列的区间。
 string_generator对字符串的格式有严格的要求，有两种格式是可接受的，一种是没有连字符的全16进制数字，另一种是使用连字符，但必须 符合UUID的定义，在第5,7,9,11,字节前使用连字符，其他位置出现连字符都不允许。UUID字符串也可以使用花括号括起来，除了花括号不能出现 16进制数以外的任何字符，否则会抛出runtime_error异常。
示范string_generator用法的代码如下:

string_generator sgen; //声明字符串生成器对象
uuid u1 = sgen("0123456789abcdef0123456789abcdef");
cout<<u1<<endl;
uuid u2 = sgen("01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef");
cout<<u2<<endl;
uuid u3 = sgen(L"{01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef}");
cout<<u3<<endl;

 

名字生成器：
 名字生成器name_generator使用基于名字的SHA1摘要算法，它需要先指定一个基准UUID，然后使用字符串名字派生出基于这个UUID的 一系列UUID，名字生成器的典型的应用场景是为一个组织内的所有成员创建UUID标识，只有基准UUID不变，那么相同的名字总会产生相同的UUID。
示范：name_generator用法：
//首先生成一个组织的UUID

uuid www_xxx_com = string_generator()("{0123456789abcdef0123456789abcdef}");
name_generator ngen(www_xxx_com);//构造名字生成器
uuid u1 = ngen("mario");//为名字mario生成UUID
assert(!u1.is_nil() && u1.version() == uuid::version_name_based_sha1);//version是sha1算法
uuid u2 = ngen("link");//为名字link生成uuid
cout<<u2<<endl;

 

随机生成器：
 随机生成器采用随机数生成UUID，uuid库使用Boost库的另一个组件random作为随机数的发生源，它可以产生高质量的伪随机数，保证生成的随机UUID不会重复。
 随机生成器basic_random_generator是一个模板类，可以用模板参数指定要使用的随机数发生器，具有的随机数类可以参考random 库，为了方便使用，uuid定义了一个常用的生成器random_generator,它使用mt19937作为随机数发生器。
示范随机生成器用法的代码：
random_generator rgen;//随机生成器
uuid u = rgen();//生成一个随机的UUID
assert(u.version() == uuid::version_random_number_based)
cout<<u<<endl;

增强的uuid类:
 uuid类为了追求效率而没有提供构造函数，要生成一个UUID值，必须要使用生成器，但有时候这个操作步骤显得有些麻烦，因此可以从uuid类派生一个可以自动产生uuid值的增强类，以简化uuid的使用。

 uuid_t，它是uuid的子类，具有uuid的全部能力，它内部定义了两个生成器的静态成员变量，分别用来产生随机uuid和字符串 uuid，对应地也提供了两种重载形式的构造函数，对于Nil生成器，uuid_t使用带int参数的构造函数来调用实现，而名字生成器则使用了接受 uuid和字符串参数的构造函数。
 uuid_t还实现了两个类型转换操作符重载，可以隐式地转换uuid对象，方便被应用在其他使用uuid类型的场景。

uuid_t的全部实现代码：

class uuid_t:pubilc uuid
{
private:
 static random_generator rgen; //随机生成器
 static string_generator sgen;//字符串生成器
public:
 uuid_t(): uuid(rgen()){}//缺省构造函数，生成随机UUID
 uuid_t(int):uuid(nil_uuid()){}//0值的uuid构造函数
 uuid_t(const char*str):uuid(sgen(str)){}//字符串构造函数
 uuid_t(const uuid&u, const char* str)://名字生成器构造函数
  uuid(name_generator(u)(str)){}
 explicit uuid_t(const uuid& u):uuid(u){}拷贝构造函数
 operator uuid()//转换到uuid类型
 { return static_cast<uuid&>(*this);}
 operator uuid() const //常函数，转换到const uuid类型
 { return static_cast<const uuid&>(*this);}
};

random_generator uuid_t::rgen;//静态成员变量的定义
string_generator uuid_t::sgen;

 

 由于uuid_t类封装了uuid的所有生成器，故它比uuid用起来更加方便容易，例如：

uuid_t u0 =0;
assert(u0.is_nil());;
uuid_t u1,u2;
cout<< u1<<endl;
cout<< u2<<endl;
uuid_t u3("{01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef}");//字符串构造
cout<<u3<<endl;
cout<< uuid_t(u3, "test name gen")<<endl; //通过名字构造

 

与字符串的转换:
 uuid不能直接获得一个uuid的字符串表示，但因为uuid支持流输入输出，故可以使用std::stringstream转换为字符串,例如;
uuid u = string_generator()("01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef");
stringstream ss;
ss << u; //uuid输出到字符串流
string str;
ss>>str;//字符串流输出到字符串对象
cout<<str<<endl;

另一个Boost库组件lexical_cast,它可以方便地实现字符串与uuid的双向转换
示例:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <assert.h>
#include <boost/uuid/uuid.hpp>
#include <boost/uuid/uuid_generators.hpp>
#include <boost/uuid/uuid_io.hpp>
#include <boost/lexical_cast.hpp>
using namespace boost;
using namespace boost::uuids;
using namespace std;
int main()
{
 uuid u = lexical_cast<uuid>("01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef");
 cout<<u<<endl;
 string str = lexical_cast<string>(u);  //uuid转换到字符串
 cout<<str<<endl;
}

 

 lexical_cast的字符串转换uuid的用法很类似字符串生成器string_generator,但功能要弱很多，因为lexical_cast的转换功能是基于uuid的流输入能力，因此只能接受连字符格式的字符串，而且不能有花括号.

SHA1摘要算法:
 SHA1算法广泛地应用于防篡改，身份鉴定等安全认证领域.
#include <boost/uuid/sha1.hpp>
boost::uuids::detail
shal类的用法很简单，使用成员函数process_byte(),process_block()和process_bytes()以不用的方式把数据"喂"给shal对象，当输入所有数据后用get_digest()获得计算出的摘要值。
示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <assert.h>
#include <boost/uuid/uuid.hpp>
#include <boost/uuid/uuid_generators.hpp>
#include <boost/uuid/uuid_io.hpp>
#include <boost/lexical_cast.hpp>
#include <boost/uuid/sha1.hpp>
using namespace boost;
using namespace boost::uuids::detail;
using namespace std;
int main()
{
 sha1 sha;

 char *szMsg = "a short message";   //用于摘要的消息
 sha.process_byte(0x10);      //处理一个字节
 sha.process_bytes(szMsg, strlen(szMsg)); //处理多个字节
 sha.process_block(szMsg, szMsg + strlen(szMsg));
 unsigned int digest[5];      //摘要的返回值
 sha.get_digest(digest);
 for (int i = 0; i< 5; ++i)
  cout<< hex << digest[i];    //16进制输出
}