QT网络编程TCP/UDP开发流程制作网络调试助手

2023-05-16

目录标题

- 一、开发基础知识
- - 1、QT的网络编程: TCP和UDP
  - 2、网络编程接口
  - - 1. listen
    - 2. connect
- 二、TCP编程
- - 1、TCP服务端实现流程
  - 2、TCP客户端实现流程
- 三、UDP编程
- 四、源码
- - 1. TCP服务端
  - 2. TCP客户端
  - 3. UDP

一、开发基础知识

1、QT的网络编程: TCP和UDP

TCP编程需要用到俩个类: QTcpServer 和 QTcpSocket

QTcpSocket类提供了一个TCP套接字

QTcpSocket是QAbstractSocket的一个子类，它允许您建立TCP连接和传输数据流
注意:TCP套接字不能在QIODevice::Unbuffered模式下打开。

QTcpServer类提供一个基于tcp的服务器
2. 这个类可以接收传入的TCP连接。您可以指定端口或让QTcpServer自动选择一个端口。你可以监听一个特定的地址或所有机器的地址。
3. 调用listen()让服务器侦听传入的连接。然后，每当客户机连接到服务器时，都会发出newConnection()信号。
4. 调用nextPendingConnection()接受挂起的连接作为已连接的QTcpSocket。该函数返回一个指向QAbstractSocket::ConnectedState中的QTcpSocket的指针，您可以使用该指针

2、网络编程接口

1. listen

功能：设置监听数和分配端口，监听客户端连接

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

如果address为QHostAddress::Any，服务器将侦听所有网络接口；
为QHostAddress::LocalHost，IPv4本地主机地址，相当于QHostAddress(“127.0.0.1”)
当“port”为“0”时，系统自动分配端口
成功 true;失败 false

2. connect

功能：connect，是QT中的连接函数，将信号发送者sender对象中的信号signal与接受者receiver中的member槽函数联系起来。当指定信号signal时必须使用宏SIGNAL () ，当指定槽函数时必须使用宏SLOT()

connect(const typename QtPrivate::FunctionPointer<Func1>::Object *sender, Func1 signal, const QObject *context,	 
	Func2 slot, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

二、TCP编程

目标创建一个TCP服务端和一个TCP 客户端简单网络调试助手

1、TCP服务端实现流程

1. 创建项目

创建一个Qt Widgets Application项目

项目名称和位置都不要包含中文

基类选择QWidget

2. UI设计

接收窗口使用 QPlainTextEdit 并修改为只读
发送窗口使用 Line Edit

3. .h文件中包含头文件

#include <QTcpServer>
#include <QTcpSocket>

4. qmake文件中添加network

QT       += core gui network

5. Widget类构造函数中创建QTcpServer和QTcpSocket的对象用作监听套接字

tcpServer = new QTcpServer(this);
tcpSocket = new QTcpSocket(this);

tcpServer 和 tcpSocket 对象指针需要在Widget类中声明

QTcpServer *tcpServer;  
QTcpSocket *tcpSocket;

6. 使用listen()方法监听网卡的ip和端口（打开服务器）
侦听IPv4和IPv6接口，端口为portEdit输入的内容

void Widget::on_openBt_clicked()
{
    tcpServer->listen(QHostAddress::Any, ui->portEdit->text().toUInt());
}

7. 如果有新的连接过来，并且连接成功，服务器会触发newConnection()信号，通过槽函数取出连接成功的socket

connect(tcpServer, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(newConnection_Slot())); //连接请求到来，触发newConnection信号，并回调槽函数

void Widget::newConnection_Slot()
{
    while (tcpServer->hasPendingConnections()) //有待连接请求
    {
        tcpSocket = tcpServer->nextPendingConnection();	//连接并返回套接字
        connect(tcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readyRead_Slot())); //套接字有数据到来触发信号readyRead(),回调槽函数
    }
}

8. 如果有数据成功传送过来，对方的通信套接字QTcpSocket会触发readyRead()信号，在槽函数可以进行读取

void Widget::readyRead_Slot()
{
    QString buf = tcpSocket->readAll();	//读数据
    ui->recvEdit->appendPlainText(buf);	//追加显示
}

9. 发送数据

void Widget::on_sendBt_clicked()
{
    tcpSocket->write(ui->sendEdit->text().toLocal8Bit().data());
}

10. 关闭套接字（关闭服务器）

void Widget::on_closeButton_clicked()
{
    tcpSocket->close();
}

2、TCP客户端实现流程

1. 创建项目
基类选择QWidget
2. UI设计

3. .h文件中包含头文件

#include <QTcpServer>
#include <QTcpSocket>

4. qmake文件中添加network

QT       += core gui network

5. Widget类构造函数中创建QTcpSocket的对象用作监听套接字

tcpSocket = new QTcpSocket(this);

tcpSocket 对象指针需要在Widget类中声明

QTcpSocket *tcpSocket;

6. connectTohost()绑定ip和端口号进行连接，连接成功会触发connected()信号，将该信号与槽函数关联

void Widget::on_openBt_clicked()
{
    tcpSocket->connectToHost(ui->ipEdit->text(), ui->portEdit->text().toUInt());
    connect(tcpSocket, SIGNAL(connected()), this, SLOT(connected_Slot()));
}

7. readyRead()信号和槽函数关联

void Widget::connected_Slot()
{
    connect(tcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readyRead_Slot()));
}

8. 读数据

void Widget::readyRead_Slot()
{
    QString buf = tcpSocket->readAll();
    ui->recvEdit->appendPlainText(buf);
}

9. 发送数据

void Widget::on_sendBt_clicked()
{
    tcpSocket->write(ui->sendEdit->text().toLocal8Bit());
}

10. 关闭套接字

void Widget::on_sendBt_clicked()
{
    tcpSocket->write(ui->sendEdit->text().toLocal8Bit());
}

三、UDP编程

udp通信这里不分服务端和客户端

1. 创建项目
基类选择QWidget
2. UI设计

3. .h文件中包含头文件

#include <QUdpSocket>

4. qmake文件中添加network

QT       += core gui network

5. Widget类构造函数中创建QTcpSocket的对象用作监听套接字

udpSocket = new QUdpSocket(this); //获取套接字

udpsocket对象指针需要在Widget类中声明

QUdpSocket *udpSocket;

6. bind()设置本地端口号，准备读信号与槽函数关联（打开udp连接）

void Widget::on_openBt_clicked()
{
    udpSocket->bind(ui->localPort->text().toUInt());  //绑定本地端口

    connect(udpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readyRead_slot()));  //准备读信号与槽函数关联
}

7. 读数据

void Widget::readyRead_slot()
{
    while(udpSocket->hasPendingDatagrams()) {   //udp与tcp不同，udp需要判断数据是否读完
        QByteArray array;
        array.resize(udpSocket->pendingDatagramSize()); //调整array数组大小与数据报大小一致
        udpSocket->readDatagram(array.data(), array.size()); //读取数据报到array.data中、

        QString buf = array.data(); //将数据类型转换成string类型
        ui->recvEdit->appendPlainText(buf); //将数据显示到接收窗口
    }
}

8. 发送数据

void Widget::on_sendBt_clicked()
{
    QHostAddress address;

    address.setAddress(ui->aimIp->text());
    udpSocket->writeDatagram(ui->sendEdit->text().toLocal8Bit().data(), //发送内容 const char *
                             ui->sendEdit->text().length(), //内容长度 qint64
                             address, //目标IP const QHostAddress &
                             ui->aimPort->text().toUInt()); //目标端口 quint16
}

关闭套接字

udpSocket->close();

四、源码

1. TCP服务端

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QTcpServer>
#include <QTcpSocket>
#include <QString>

namespace Ui {
class Widget;
}

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit Widget(QWidget *parent = 0);
    ~Widget();

    QTcpServer *tcpServer;  //声明套接字
    QTcpSocket *tcpSocket;

private slots:  //槽函数声明
    void newConnection_Slot();
    void readyRead_Slot();
    void on_openBt_clicked();
    void on_closeButton_clicked();
    void on_sendBt_clicked();

private:
    Ui::Widget *ui;
};

#endif // WIDGET_H

widget.cpp

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

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

    tcpServer = new QTcpServer(this);   //获取套接字
    tcpSocket = new QTcpSocket(this);

    connect(tcpServer, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(newConnection_Slot())); //新连接请求信号与连接槽函数关联
}

void Widget::newConnection_Slot()
{
    while (tcpServer->hasPendingConnections())  //有待连接请求
    {
        tcpSocket = tcpServer->nextPendingConnection(); //连接并返回套接字
        connect(tcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readyRead_Slot())); //读准备信号与读槽函数关联
    }
}

void Widget::readyRead_Slot()   //读取数据并显示到接收窗口
{
    QString buf = tcpSocket->readAll();
    ui->recvEdit->appendPlainText(buf);
}

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

void Widget::on_openBt_clicked()   //打开服务器
{
    tcpServer->listen(QHostAddress::Any, ui->portEdit->text().toUInt()); //监听接口，设计端口号
}

void Widget::on_closeButton_clicked()   //关闭套接字
{
    tcpSocket->close();
}

void Widget::on_sendBt_clicked()   //发送数据
{
    tcpSocket->write(ui->sendEdit->text().toLocal8Bit().data());
}

2. TCP客户端

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QTcpSocket>
#include <QString>

namespace Ui {
class Widget;
}

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit Widget(QWidget *parent = 0);

    QTcpSocket *tcpSocket;

    ~Widget();

private slots:
    void connected_Slot();
    void readyRead_Slot();
    void on_closeBt_clicked();
    void on_sendBt_clicked();
    void on_openBt_clicked();

private:
    Ui::Widget *ui;
};

#endif // WIDGET_H

widget.cpp

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

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

    tcpSocket = new QTcpSocket(this);	//获取套接字
}

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

void Widget::connected_Slot()
{
    connect(tcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readyRead_Slot()));	//读准备信号关联槽函数
}

void Widget::readyRead_Slot()	//读数据
{
    QString buf = tcpSocket->readAll();
    ui->recvEdit->appendPlainText(buf);
}

void Widget::on_sendBt_clicked()	//发送数据
{
    tcpSocket->write(ui->sendEdit->text().toLocal8Bit());
}

void Widget::on_closeBt_clicked()	//关闭套接字
{
    tcpSocket->close();
}

void Widget::on_openBt_clicked()	//连接服务器，连接成功信号和槽函数关联
{
    tcpSocket->connectToHost(ui->ipEdit->text(), ui->portEdit->text().toUInt());
    connect(tcpSocket, SIGNAL(connected()), this, SLOT(connected_Slot()));  //可替换如下
    //connect(tcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readyRead_Slot()));
}

3. UDP

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QUdpSocket>
#include <QString>

namespace Ui {
class Widget;
}

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit Widget(QWidget *parent = 0);
    ~Widget();

    QUdpSocket *udpSocket;

private slots:
    void on_openBt_clicked();
    void readyRead_slot();
    void on_sendBt_clicked();
    void on_closeBt_clicked();

private:
    Ui::Widget *ui;
};

#endif // WIDGET_H

widget.cpp

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

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

    udpSocket = new QUdpSocket(this); //获取套接字
}

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

void Widget::on_openBt_clicked()
{
    udpSocket->bind(ui->localPort->text().toUInt());  //绑定本地端口

    connect(udpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readyRead_slot()));  //准备读信号与槽函数关联
}

void Widget::readyRead_slot()
{
    while(udpSocket->hasPendingDatagrams()) {   //udp与tcp不同，udp需要判断数据是否读完
        QByteArray array;
        array.resize(udpSocket->pendingDatagramSize()); //调整array数组大小与数据报大小一致
        udpSocket->readDatagram(array.data(), array.size()); //读取数据报到array.data中、

        QString buf = array.data(); //将数据类型转换成string类型
        ui->recvEdit->appendPlainText(buf); //将数据显示到接收窗口
    }
}

void Widget::on_sendBt_clicked()
{
    QHostAddress address;

    address.setAddress(ui->aimIp->text());
    udpSocket->writeDatagram(ui->sendEdit->text().toLocal8Bit().data(), //发送内容 const char *
                             ui->sendEdit->text().length(), //内容长度 qint64
                             address, //目标IP const QHostAddress &
                             ui->aimPort->text().toUInt()); //目标端口 quint16
}

void Widget::on_closeBt_clicked()
{
    udpSocket->close(); //关闭套接字
}

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