前言

Qt 是一個跨平臺C++圖形界面開發(fā)庫，利用Qt可以快速開發(fā)跨平臺窗體應(yīng)用程序，在Qt中我們可以通過拖拽的方式將不同組件放到指定的位置，實現(xiàn)圖形化開發(fā)極大的方便了開發(fā)效率，本章將重點介紹如何運用QTcpSocket組件實現(xiàn)基于TCP的網(wǎng)絡(luò)通信功能。

QTcpSocket和QTcpServer是Qt中用于實現(xiàn)基于TCP（Transmission Control Protocol）通信的兩個關(guān)鍵類。TCP是一種面向連接的協(xié)議，它提供可靠的、雙向的、面向字節(jié)流的通信。這兩個類允許Qt應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上建立客戶端和服務(wù)器之間的連接。

以下是QTcpSocket類的一些常用函數(shù)：

以下是QTcpServer類的一些常用函數(shù)及其簡要解釋：

如上這些只是常用函數(shù)的簡要描述，詳細的函數(shù)說明和用法可以參考Qt官方文檔或相關(guān)文檔。

1.通信的流程

1.1服務(wù)端流程

在使用TCP通信時同樣需要導(dǎo)入Qt+=network模塊，并在頭文件中引入QTcpServer和QTcpSocket兩個模塊，當有了模塊的支持，接著就是偵聽套接字，此處可通過調(diào)用server.listen來實現(xiàn)偵聽，此函數(shù)原型如下；

bool QTcpServer::listen(
    const QHostAddress &address = QHostAddress::Any, 
    quint16 port = 0
);

這個函數(shù)用于開始在指定的地址和端口上監(jiān)聽連接。它的參數(shù)包括：

• address：一個QHostAddress對象，指定要監(jiān)聽的主機地址。默認為QHostAddress::Any，表示監(jiān)聽所有可用的網(wǎng)絡(luò)接口。
• port：一個quint16類型的端口號，指定要監(jiān)聽的端口。如果設(shè)置為0，系統(tǒng)將選擇一個可用的未使用端口。

函數(shù)返回一個bool值，表示是否成功開始監(jiān)聽。如果成功返回true，否則返回false，并且可以通過調(diào)用errorString()獲取錯誤消息。

緊隨套接字偵聽其后，通過使用一個waitForNewConnection等待新的連接到達。它的原型如下：

bool QTcpServer::waitForNewConnection(
    int msec = 0, 
    bool *timedOut = nullptr
);

該函數(shù)在服務(wù)器接受新連接之前會一直阻塞。參數(shù)包括：

• msec：等待連接的超時時間（以毫秒為單位）。如果設(shè)置為0（默認值），則表示無限期等待，直到有新連接到達。
• timedOut：一個可選的布爾指針，用于指示等待是否超時。如果傳遞了此參數(shù)，并且等待時間達到了指定的超時時間，*timedOut將被設(shè)置為true，否則為false。如果不關(guān)心超時，可以將此參數(shù)設(shè)置為nullptr。

函數(shù)返回一個布爾值，表示是否成功等待新連接。如果在超時時間內(nèi)有新連接到達，返回true，否則返回false。如果等待超時，可以通過檢查timedOut參數(shù)來確定。如果函數(shù)返回false，可以通過調(diào)用errorString()獲取錯誤消息。

套接字的接收會使用nextPendingConnection()函數(shù)來實現(xiàn)，nextPendingConnection 是 QTcpServer 類的成員函數(shù)，用于獲取下一個已接受的連接的套接字（QTcpSocket）。它的原型如下：

QTcpSocket *QTcpServer::nextPendingConnection();

函數(shù)返回一個指向新連接套接字的指針。如果沒有已接受的連接，則返回 nullptr。

使用這個函數(shù)，你可以在服務(wù)器接受連接之后獲取相應(yīng)的套接字，以便進行數(shù)據(jù)傳輸和通信。一般來說，在收到 newConnection 信號后，你可以調(diào)用這個函數(shù)來獲取新連接的套接字。

當有了套接字以后，就可以通過QTcpServer指針判斷對應(yīng)的套接字狀態(tài)，一般套接字的狀態(tài)被定義在QAbstractSocket類內(nèi)。以下是QAbstractSocket類中定義的一些狀態(tài)及其對應(yīng)的標志：

這些狀態(tài)反映了套接字在不同階段的連接和通信狀態(tài)。在實際使用中，可以通過調(diào)用state()函數(shù)獲取當前套接字的狀態(tài)，并根據(jù)需要處理相應(yīng)的狀態(tài)。例如，可以使用信號和槽機制來捕獲狀態(tài)變化，以便在連接建立或斷開時執(zhí)行相應(yīng)的操作。

當套接字被連接后則可以通過socket->write()方法向上線客戶端發(fā)送一個字符串，此處我們以發(fā)送lyshark為例，發(fā)送時需要向write()中傳入兩個參數(shù)。其原型如下：

qint64 QTcpSocket::write(const char *data, qint64 maxSize);

該函數(shù)接受兩個參數(shù)：

• data：指向要寫入套接字的數(shù)據(jù)的指針。
• maxSize：要寫入的數(shù)據(jù)的最大字節(jié)數(shù)。

函數(shù)返回實際寫入的字節(jié)數(shù)，如果發(fā)生錯誤，則返回 -1。在寫入數(shù)據(jù)之后，可以使用 bytesWritten 信號來獲取寫入的字節(jié)數(shù)。此外，你也可以使用 waitForBytesWritten 函數(shù)來阻塞等待直到所有數(shù)據(jù)都被寫入。

至此服務(wù)端代碼可總結(jié)為如下案例；

#include <QCoreApplication>
#include <QTcpServer>
#include <QTcpSocket>
#include <iostream>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    QTcpServer server;

    server.listen(QHostAddress::Any,9000);
    server.waitForNewConnection(100000);

    QTcpSocket *socket;

    socket = server.nextPendingConnection();
    if(socket->state() && QAbstractSocket::ConnectedState)
    {
        QByteArray bytes = QString("lyshark").toUtf8();
        socket->write(bytes.data(),bytes.length());
    }

    socket->close();
    server.close();
    return a.exec();
}

1.2客戶端流程

客戶端的流程與服務(wù)端基本保持一致，唯一的區(qū)別在于將server.listen更換為socket.connectToHost連接到對應(yīng)的主機，QTcpSocket 的 connectToHost 函數(shù)的原型如下：

void QTcpSocket::connectToHost(
const QString &hostName, 
quint16 port, 
OpenMode openMode = ReadWrite
);

• hostName：遠程主機的主機名或IP地址。
• port：要連接的端口號。
• openMode：套接字的打開模式，默認為 ReadWrite。

函數(shù)用于初始化與指定遠程主機和端口的連接。在實際使用中，你可以通過調(diào)用這個函數(shù)來發(fā)起與目標主機的連接嘗試。

讀取數(shù)據(jù)時可以使用readAll函數(shù)來實現(xiàn)，socket.readAll() 是 QTcpSocket 類的成員函數(shù)，用于讀取所有可用的數(shù)據(jù)并返回一個 QByteArray 對象。其函數(shù)函數(shù)原型如下：

QByteArray QTcpSocket::readAll();

該函數(shù)返回一個包含從套接字中讀取的所有數(shù)據(jù)的 QByteArray 對象。通常，你可以通過這個函數(shù)來獲取已經(jīng)到達的所有數(shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)進行進一步的處理。其客戶端功能如下所示；

#include <QCoreApplication>
#include <QTcpServer>
#include <QTcpSocket>
#include <iostream>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    QTcpSocket socket;
    socket.connectToHost(QHostAddress::LocalHost,9000);

    if(socket.state() && QAbstractSocket::ConnectedState)
    {
        socket.waitForReadyRead(10000);

        QByteArray ref = socket.readAll();

        QString ref_string;

        ref_string.prepend(ref);

        std::cout << ref_string.toStdString() << std::endl;
    }

    socket.close();
    return a.exec();
}

2.圖形化應(yīng)用

2.1 服務(wù)端流程

與命令行版本的網(wǎng)絡(luò)通信不同，圖形化部分需要使用信號與槽函數(shù)進行綁定，所有的通信流程都是基于信號的，對于服務(wù)端而言我們需要導(dǎo)入QTcpServer、QtNetwork、QTcpSocket模塊，并新增四個槽函數(shù)分別對應(yīng)四個信號；

在程序入口處我們通過new QTcpServer(this)新建TCP套接字類，并通過connect()連接到初始化槽函數(shù)上，當程序運行后會首先觸發(fā)newConnection信號，執(zhí)行onNewConnection槽函數(shù)。

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

    // 新建TCP套接字類
    tcpServer=new QTcpServer(this);

    // 連接信號初始化其他信號
    connect(tcpServer,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(onNewConnection()));
}

而在槽函數(shù)onNewConnection中，通過nextPendingConnection新建一個套接字，并綁定其他四個槽函數(shù)，這里的槽函數(shù)功能各不相同，將其對應(yīng)的信號綁定到對應(yīng)槽函數(shù)上即可；

// 初始化信號槽函數(shù)
void MainWindow::onNewConnection()
{
    // 創(chuàng)建新套接字
    tcpSocket = tcpServer->nextPendingConnection();

    // 連接觸發(fā)信號
    connect(tcpSocket, SIGNAL(connected()),this, SLOT(onClientConnected()));
    onClientConnected();

    // 關(guān)閉觸發(fā)信號
    connect(tcpSocket, SIGNAL(disconnected()),this, SLOT(onClientDisconnected()));

    // 狀態(tài)改變觸發(fā)信號
    connect(tcpSocket,SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)),this,SLOT(onSocketStateChange(QAbstractSocket::SocketState)));
    onSocketStateChange(tcpSocket->state());

    // 讀入數(shù)據(jù)觸發(fā)信號
    connect(tcpSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(onSocketReadyRead()));
}

當讀者點擊偵聽時則直接調(diào)用tcpServer->listen實現(xiàn)對本地IP的8888端口的偵聽功能，停止偵聽則是調(diào)用tcpServer->close函數(shù)實現(xiàn)，如下所示；

// 開始偵聽
void MainWindow::on_pushButton_2_clicked()
{
    // 此處指定綁定本機的8888端口
    tcpServer->listen(QHostAddress::LocalHost,8888);
    ui->plainTextEdit->appendPlainText("[+] 開始監(jiān)聽");
    ui->plainTextEdit->appendPlainText(" 服務(wù)器地址：" + tcpServer->serverAddress().toString() +
                                       " 服務(wù)器端口："+QString::number(tcpServer->serverPort())
                                       );
}

// 停止偵聽
void MainWindow::on_pushButton_3_clicked()
{
    if (tcpServer->isListening())
    {
        tcpServer->close();
    }
}

對于讀取數(shù)據(jù)可以通過canReadLine()函數(shù)判斷行，并通過tcpClient->readLine()逐行讀入數(shù)據(jù)，相對應(yīng)的發(fā)送數(shù)據(jù)可通過調(diào)用tcpSocket->write函數(shù)實現(xiàn)，在發(fā)送之前需要將其轉(zhuǎn)換為QByteArray類型的字符串格式，如下所示；

// 讀取數(shù)據(jù)
void MainWindow::onSocketReadyRead()
{
    while(tcpSocket->canReadLine())
        ui->plainTextEdit->appendPlainText("[接收] | " + tcpSocket->readLine());
}

// 發(fā)送數(shù)據(jù)
void MainWindow::on_pushButton_clicked()
{
    QString  msg=ui->lineEdit->text();
    ui->plainTextEdit->appendPlainText("[發(fā)送] | " + msg);

    QByteArray str=msg.toUtf8();
    str.append('\n');
    tcpSocket->write(str);
}

運行服務(wù)端程序，并點擊偵聽按鈕此時將會在本地的8888端口上啟用偵聽，如下圖所示；

2.2客戶端流程

對于客戶端而言同樣需要綁定四個信號并對應(yīng)到特定的槽函數(shù)上，其初始化部分與服務(wù)端保持一致，唯一不同的是客戶端使用connectToHost函數(shù)鏈接到服務(wù)端上，斷開連接時使用的是disconnectFromHost函數(shù)，如下所示；

// 連接服務(wù)器時觸發(fā)
void MainWindow::on_pushButton_2_clicked()
{
    // 連接到8888端口
    tcpClient->connectToHost(QHostAddress::LocalHost,8888);
}

// 斷開時觸發(fā)
void MainWindow::on_pushButton_3_clicked()
{
    if (tcpClient->state()==QAbstractSocket::ConnectedState)
        tcpClient->disconnectFromHost();
}

此處的讀取數(shù)據(jù)與服務(wù)端保持一致，發(fā)送數(shù)據(jù)時則是通過tcpClient->write(str)函數(shù)直接傳遞給客戶端，代碼如下所示；

// 讀取數(shù)據(jù)時觸發(fā)
void MainWindow::onSocketReadyRead()
{
    while(tcpClient->canReadLine())
    {
        ui->plainTextEdit->appendPlainText("[接收] | " + tcpClient->readLine());
    }
}

// 發(fā)送消息時觸發(fā)
void MainWindow::on_pushButton_clicked()
{
    QString msg=ui->lineEdit->text();
    ui->plainTextEdit->appendPlainText("[發(fā)送] | " + msg);
    QByteArray str=msg.toUtf8();
    str.append('\n');
    tcpClient->write(str);
}

運行后，服務(wù)端啟用偵聽等待客戶端連接，客戶端連接后，雙方則可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)功能，由于采用了信號機制，兩者的收發(fā)并不會阻斷可同時進行，如下圖所示；

到此這篇關(guān)于C++ Qt開發(fā)之使用QTcpSocket實現(xiàn)TCP網(wǎng)絡(luò)通信的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Qt QTcpSocket TCP網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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