Qt_网络编程

news/2024/9/29 22:21:09 标签: qt, 开发语言, 网络, c++

目录

1、Qt的UDP Socket

1.1 用Udp实现服务器 

1.2 用Udp实现客户端 

2、Qt的TCP Socket 

2.1 用Tcp实现服务器

2.2 用Tcp实现客户端

3、Qt的HTTP

3.1使用Qt的HTTP

结语 

前言：

        网络协议是每个平台都必须遵守的，只是不同的平台所提供的网络API不相同，而Qt具有跨平台性，因此Qt对网络编程也封装了一套自己的API。值得注意的是，在使用Qt进行网络编程之前, 需要在项目中的.pro文件中添加network模块。

1、Qt的UDP Socket

        Qt使用UDP通信，需要用到两个类，分别是：1、QUdpSocket，2、QNetworkDatagram。其中在网络通信中关于socket的相关工作都被集成在QUdpSocket类中，而数据传输用到的数据报则用QNetworkDatagram类表示（数据报包括数据内容，对方的端口号、ip地址）。

        QUdpSocket提供的接口介绍如下：

bind(const QHostAddress&, quint16)
绑定端口号、ip地址
receiveDatagram()
返回 QNetworkDatagram，即 对方发送过来的数据报
writeDatagram(const QNetworkDatagram&)
向对方发送一个QNetworkDatagram
readyRead（是一个信号）
在收到数据并准备就绪后触发

        QNetworkDatagram提供的接口介绍如下：

QNetworkDatagram(const QByteArray&, const QHostAddress& , quint16 )
通过 QByteArray， 目标IP地址，目标端⼝号构造⼀个 UDP数据报，通常用于发送数据时
data()
返回QByteArray，表示数据报内部持有的文本
senderAddress()
获取数据报中对方的IP地址
senderPort()
获取数据报中对方的端⼝号

        QByteArray是⼀个字节数组，可以和QString进行相互转换。例如: 使⽤QString的构造函数即可把QByteArray转成QString，使用QString的toUtf8函数即可把QString转成QByteArray。

1.1 用Udp实现服务器 

         服务器的界面设计比较简单，因为服务器只需要显示消息即可，服务器回馈给客户端的信息也是程序自动触发的，所以只需要一个QListWidget控件即可，界面设计如下：

        1、首先在widget.h文件中创建一个QUdpSocket对象，代码如下：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QUdpSocket>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();
    void request();//槽函数

private:
    Ui::Widget *ui;
    QUdpSocket* ser;
};
#endif // WIDGET_H

        2、在widget.cpp文件中new出一个QUdpSocket对象给到udp指针，并完成信号readyRead与槽函数的连接，而所有的发送、接收逻辑都在该槽函数中实现。于此同时还要完成绑定，目的是让服务器能够接收到客户端的消息。代码如下：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QMessageBox>
#include <QNetworkDatagram>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    ser = new QUdpSocket(this);

    this->setWindowTitle("服务器");//设置窗口标题

    connect(ser,&QUdpSocket::readyRead,this,&Widget::request);//绑定操作

    bool ret = ser->bind(QHostAddress::Any,8080);//连接信号与槽
    if(!ret)
    {
        QMessageBox::critical(nullptr, "服务器启动出错", ser->errorString());
        return;
    }
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

QString ser_response(QString request)
{
    return "服务器说："+request;
}

void Widget::request()
{
    QNetworkDatagram request = ser->receiveDatagram();//获取一个请求的数据报
    QString request_text = request.data();//拿到数据报中的文本内容
    QString response_text = ser_response(request_text);//模拟服务器处理请求的动作，生成一个答复

    //将答复发送回去
    QNetworkDatagram response(request_text.toUtf8(),request.senderAddress(),request.senderPort());
    ser->writeDatagram(response);

    //在界面的listwidget中打印出以上信息
    QString log = "["+request.senderAddress().toString()+" "+
            QString::number(request.senderPort())+"]"+"客户端说："+request_text;

    log+=" "+response_text;
    ui->listWidget->addItem(log);

}

        运行结果：

        此时的运行结果什么也观察不到，原因就是服务器的接收和反馈功能都是在触发readyRead信号时才会执行的，而只有当客户端发送数据才会触发readyRead信号，所以还需要写一个客户端才能看到具体的效果。

1.2 用Udp实现客户端 

         设计一个界面，该界面包含⼀个QLineEdit , QPushButton , QListWidget。其中将要发送的文本写进QLineEdit中，点击QPushButton按钮就进行发送操作，并且发送的信息会显示在QListWidget，方便后续的查看。界面如下：

        1、和服务器一样，先在widget.h文件中创建一个QUdpSocket对象，代码如下：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QUdpSocket>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

private slots:
    void on_pushButton_clicked();//按钮的槽函数
    void response();//接收的数据时，会执行该槽函数
private:
    Ui::Widget *ui;
    QUdpSocket* cli;
};
#endif // WIDGET_H

        2、首先实现发送消息的逻辑：QPushButton的槽函数，点击QPushButton时，则客户端向服务器发送信息，其次实现接收逻辑，因为客户端要拿到服务器的反馈，因此可以连接readyRead信号与槽，在槽函数中实现接收逻辑。代码如下：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QNetworkDatagram>

const QString& ser_ip = "127.0.0.1";//服务器ip
const int ser_port = 8080;//服务器端口号

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    cli = new QUdpSocket(this);

    //设置窗口标题
    this->setWindowTitle("客户端");
    //连接信号与槽，目的是处理服务器反馈的消息
    connect(cli,&QUdpSocket::readyRead,this,&Widget::response);

}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}


void Widget::on_pushButton_clicked()//按钮的槽函数
{
    QString text = ui->lineEdit->text();//获取要发送给服务器的内容

    //构造数据报
    QNetworkDatagram resquest(text.toUtf8(),QHostAddress(ser_ip),ser_port);
    cli->writeDatagram(resquest);//发送给客户端
    ui->listWidget->addItem("客户端说："+text);//将发送的内容显示在界面上
    ui->lineEdit->clear();//发送过后情况输入框中的内容

}

void Widget::response()
{
    QString response = cli->receiveDatagram().data();
    ui->listWidget->addItem("服务器说："+response);
}

        运行结果：

2、Qt的TCP Socket 

        Qt使用TCP 通信，需要用到两个类：1、QTcpServer，2、QTcpSocket。其中QTcpServer是专门给服务器提供的类，客户端用不到该类，服务器用该类进行绑定、监听以及建立连接，连接建立好后，使用QTcpSocket类进行数据的传输和接收。

        QTcpServer提供的函数介绍如下：

listen(const QHostAddress&, quint16 port)
绑定指定的地址和端口号, 并开始监听
nextPendingConnection()
用于建立连接，返回⼀个QTcpSocket类型的指针，表示与客户端建立好了连接，通过这个指针完成与客户端的通信
newConnection （是一个信号）
与新的客户端建立好连接后触发

        QTcpSocket提供的函数介绍如下：

readAll()
读取当前接收缓冲区中的所有数据存放到QByteArray对象并返回
write(const QByteArray& )
将数据发送给对方
deleteLater()
暂时把socket对象标记为⽆效，在下个事件循环中析构释放当前对象
readyRead
在收到数据并准备就绪后触发
disconnected
连接断开时触发
connectconst QHostAddress&, quint16用于给客户端连接上服务器

2.1 用Tcp实现服务器

         Tcp实现服务器的界面逻辑和Udp相似，只需要一个QListWidget即可，界面设计如下：

         1、在widget.h文件中创建一个QUdpSocket对象，代码如下：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QTcpServer>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();
    void new_cli();//建立连接时调用的槽函数

private:
    Ui::Widget *ui;
    QTcpServer* ser;
};
#endif // WIDGET_H

        2、当有客户端进行连接时，服务器的QTcpServer会产生newConnection信号，说明有客户端连接服务器了，这时候可以在对应的槽函数中实现通信逻辑，即调用nextPendingConnection函数获取到QTcpSocket指针，通过该指针与新连接的客户端进行数据传输。此时，当客户端发送信息时，QTcpSocket也会产生readyRead信号，在该信号的槽函数中实现具体接收和发送逻辑，最后可以在客户端断开连接的时候，依靠信号disconnected来做一个提示。服务器的widget.cpp代码如下：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QTcpSocket>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    ser = new QTcpServer(this);

    //设置窗口标题
    this->setWindowTitle("服务器");
    //当有新客户端来连接时，执行new_cli函数
    connect(ser,&QTcpServer::newConnection,this,&Widget::new_cli);
    //绑定、监听
    ser->listen(QHostAddress::Any,8080);

}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

QString ser_response(QString request)
{
    return request;
}

void Widget::new_cli()
{
    QTcpSocket* client = ser->nextPendingConnection();//拿到客户端的socket
    QString text = "["+client->peerAddress().toString()+" "
            +QString::number(client->peerPort())+"]"+"客户端上线";
    ui->listWidget->addItem(text);

    //lambda处理数据传输
    connect(client,&QTcpSocket::readyRead,this,[=](){
        QString request = client->readAll();//拿到客户端的请求
        QString response = ser_response(request);//模拟服务器处理请求，得到答复
        client->write(response.toUtf8());//反馈给客户端

        QString log = "["+client->peerAddress().toString()+" "
                +QString::number(client->peerPort())+"]"+"客户端说："+request
                +" "+"服务器说："+response;
        ui->listWidget->addItem(log);
    });

    //lambda处理断开连接
    connect(client,&QTcpSocket::disconnected,this,[=](){
        QString log = "["+client->peerAddress().toString()+" "
                 + QString::number(client->peerPort()) + "]客⼾端下线!";
         ui->listWidget->addItem(log);
         // 删除 clientSocket
         client->deleteLater();
    });
}

        仅仅有一个服务器的代码是无法测试结果的，因此还需要些一个客户端代码，如下文。 

2.2 用Tcp实现客户端

        Tcp实现的客户端界面和Udp客户端界面是一样的，因此这里不再展示。不同的是，Tcp的客户端无需使用QTcpServer，直接使用QTcpSocket类进行通信即可，客户端的widget.cpp代码如下：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

const QString& ser_ip = "127.0.0.1";//服务器ip
const int ser_port = 8080;//服务器端口号

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    cli = new QTcpSocket(this);
    //设置标题
    this->setWindowTitle("客户端");
    //连接服务器
    cli->connectToHost(ser_ip,ser_port);
    //实现客户端接收服务器反馈的逻辑
    connect(cli,&QTcpSocket::readyRead,this,[=]()
    {
       QString ser_text = cli->readAll();
       ui->listWidget->addItem("服务器说："+ser_text);
    });

}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}


void Widget::on_pushButton_clicked()//按钮的槽函数
{
    QString text = ui->lineEdit->text();//获取输入框的文本
    cli->write(text.toUtf8());//发送该文本
    ui->listWidget->addItem("客户端说："+text);//显示在listwidget上
    ui->lineEdit->clear();//发送完成后清空输入框

}

        运行结果：

        客户端关闭后：

3、Qt的HTTP

         Qt对HTTP协议做了封装，以供开发者方便使用HTTP协议进行与服务器的交互。Qt使用HTTP协议的核心三个类分别是：1、QNetworkRequest，2、QNetworkAccessManager，3、QNetworkReply。

        1、其中QNetworkRequest提供的核心API如下：

QNetworkRequest(const QUrl& )
通过URL构造⼀个 HTTP 请求

        2、QNetworkAccessManager提供的核心API如下：

get(const QNetworkRequest& )
以QNetworkRequest为参数， 发起⼀个 HTTP GET 请求，返回 QNetworkReply对象

        3、QNetworkReply提供的核心API如下：

readAll()
读取响应body
error()
获取出错状态
errorString()
获取出错原因的文本
finished（是一个信号）在客户端收到完整的响应数据之后触发，使用逻辑和上文的readyRead一样，即该信号触发后就可以从网络中读取内容了

3.1使用Qt的HTTP

        界面设计和上述的客户端例子一样，通过发送输入框中的文本内容给服务器，从而从服务器获取到答复，再将该答复显示在QListWidget。

        widget.h代码如下：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QNetworkAccessManager>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

private slots:
    void on_pushButton_clicked();

private:
    Ui::Widget *ui;
    QNetworkAccessManager* manager;
};
#endif // WIDGET_H

         widget.cpp代码如下：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QNetworkReply>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    manager = new QNetworkAccessManager(this);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}


void Widget::on_pushButton_clicked()//实现按钮的槽函数
{
    // 1. 获取到输⼊框中的 URL, 构造 QUrl 对象
     QUrl url(ui->lineEdit->text());
     // 2. 构造 HTTP 请求对象
     QNetworkRequest request(url);
     // 3. 发送 GET 请求
     QNetworkReply* response = manager->get(request);
     // 4. 通过信号槽来处理响应
     connect(response, &QNetworkReply::finished, this, [=]() {
     if (response->error() == QNetworkReply::NoError) {
     // 响应正确
     QString html(response->readAll());
     ui->listWidget->addItem(html);
     // qDebug() << html;
     } else {
     // 响应出错
     ui->listWidget->addItem(response->errorString());
     }
     response->deleteLater();
     });
}

        运行结果：

结语 

        以上就是关于Qt网络编程的讲解，网络编程在任何平台下的编写逻辑都大同小异，不同的只是细节上的问题，Qt中对网络API进行了封装，这不仅让Qt可以在不同的平台下进行网络编程，还方便了开发者的使用。

        最后如果本文有遗漏或者有误的地方欢迎大家在评论区补充，谢谢大家！！    


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