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Qt基础009(HTTP编程和QJSON)

news 来源：原创 2025/6/23 20:55:57

文章目录

- 软件开发网络架构
- - BS架构/CS架构
- HTTP基本概念
- QT的HTTP编程
- JSON数据
- - 概述
  - QT生成JSON数据
  - QT解析JSON数据

软件开发网络架构

BS架构/CS架构

在计算机网络和软件开发中，CS架构（Client-Server Architecture，客户端-服务器架构）和BS架构（Browser-Server Architecture，浏览器-服务器架构）是两种主要的应用程序架构。

CS架构是一种典型的两层结构，包括客户端和服务器两个部分。在这种架构中，客户端和服务器通过网络进行通信，每部分都有明确的职责。

客户端：

用户界面通常在客户端呈现。
可以是桌面应用程序、移动应用或专用软件。
负责向服务器发送请求，接收和处理服务器响应。

服务器：

管理数据和业务逻辑。
处理来自客户端的请求，并发送回响应。
通常承载在远程系统上，如数据库服务器、应用服务器等。

特点：

需要为每种操作系统或平台单独开发客户端。
高效的数据处理和响应能力。
在客户端设备上占用资源（如内存和处理能力）。

BS架构(浏览器-服务器架构)

BS架构是一种基于Web的层或多层架构，主要通过Web浏览器作为客户端访问服务器上的应用程序。

浏览器（客户端）：

使用标准Web浏览器（如Chrome、Firefox等）作为客户端。
无需安装额外的软件，使用HTML、CSS和JavaScript显示内容。

服务器：

和CS架构中的服务器类似，处理业务逻辑和数据存储。
通过Web服务（如HTTP服务器）提供页面和数据。

特点：

跨平台兼容性强，可以在任何支持Web浏览器的设备上运行。
客户端无需安装专用软件，容易维护和更新。
可能依赖网络性能，因为所有操作都在服务器上进行。

对比

部署和维护：BS架构易于部署和维护，而CS架构通常需要在每个客户端单独安装和更新。
性能：CS架构可以更有效地利用客户端的计算资源，适合高性能要求的应用。BS架构依赖于服务器的性能和网络延迟。
安全性：CS架构中，数据经常在客户端和服务器之间传输，可能需要更复杂的安全措施。BS架构中，敏感数据主要存储在服务器端。
用户体验：CS架构通常能提供更丰富的用户界面和交互功能。BS架构的用户体验受限于Web技术的能力。

在实际应用中，选择哪种架构取决于具体的业务需求、目标用户群、性能要求以及开发和维护的成本。

HTTP基本概念

HTTP（超文本传输协议）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。它是万维网（WWW）的数据通信的基础。了解HTTP的基本概念对于理解现代网络通信至关重要。以下是HTTP的一些核心概念：

1. 请求和响应

HTTP是一个基于请求-响应模式的协议。客户端（通常是Web**浏览器）向服务器发送一个HTTP请求，然后服务器返回一个HTTP响应。**请求包含请求的资源（如网页），而响应包含请求的资源的内容。

HTTP方法

HTTP定义了一系列的方法来表明对资源的不同操作，最常用的包括：

GET: 用于请求资源。
POST: 用于提交数据给服务器（例如，表单数据）。
PUT: 用于上传文件或内容。
DELETE: 用于请求删除资源。
HEAD: 用于获取资源的元信息，而不是资源本身。

3. 状态码

服务器对请求的响应中包含一个状态码，它表示请求的成功或失败，以及失败的原因。常见的状态码包括：

200 OK: 请求成功。
404 Not Found: 请求的资源未找到。
500 Internal Server Error: 服务器内部错误。
301 Moved Permanently: 请求的资源已永久移动到新位置。

4. URL**（统一资源定位符）**

URL是Web上资源的地址。它指定了资源的位置以及用于访问资源的协议（例如，http://）。

HTTP头

HTTP请求和响应包含头部信息，这些信息包括元数据，如内容类型、内容长度、服务器信息、客户端信息等。例如， Content-Type 头部指示响应中的媒体类型（如text/html，application/json）。

6. 无状态协议

HTTP是一个无状态协议，这意味着服务器不会保留任何请求的数据（状态）。然而，通过使用如Cookies这样的机制，可以在多个请求之间维持状态。

7. **安全性（**HTTPS）

HTTPS是HTTP的安全版本，它在HTTP和TCP层之间增加了一个加密层（通常是SSL/TLS）。这提供了数据传输的加密和更好的安全性。

8. RESTful API

RESTful是一种使用HTTP协议的Web服务设计风格，它利用HTTP的方法来实现API的不同操作。在

RESTful架构中，每个URL代表一个资源，并使用HTTP的方法（如GET, POST）来处理这些资源。

9. Session和Cookies

由于HTTP本身是无状态的，Cookies和会话（Session）被用来在多个请求之间存储用户数据，从而为用户提供连贯的体验。

这些概念构成了HTTP的基础，是理解和使用HTTP协议的关键。每个概念都有它的具体细节和使用场景，了解这些有助于更好地在网络应用开发中应用HTTP。

QT的HTTP编程

Qt中的HTTP编程主要涉及使用Qt的网络模块来进行HTTP请求和处理HTTP响应。Qt提供了一系列类来处理网络通信，其中最常用的类是 QNetworkAccessManager 、 QNetworkRequest 、QNetworkReply 以及相关的支持类。

以下是一个基本的HTTP编程示例，展示了如何使用Qt发送一个简单的HTTP GET请求并处理响应:

步骤 1: 包含必要的头文件

#include <QCoreApplication>
#include <QNetworkAccessManager>
#include <QNetworkRequest>
#include <QNetworkReply>
#include <QObject>
#include <QDebug>

步骤 2: 发送HTTP请求

创建一个 QNetworkAccessManager 对象，并使用它发送HTTP请求。 QNetworkAccessManager 对象会异步地处理请求，并返回一个 QNetworkReply 对象

int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);QNetworkAccessManager manager;QNetworkRequest request(QUrl("http://example.com"));QNetworkReply *reply = manager.get(request);QObject::connect(reply, &QNetworkReply::finished, [&]() {if (reply->error()) {qDebug() << "Error:" << reply->errorString();return;}QString response = reply->readAll();qDebug() << "Response:" << response;});return a.exec();
}

在这个例子中，我们使用 QNetworkAccessManager 的 get 方法发送了一个HTTP GET请求到"http://example.com"。然后，我们连接了 QNetworkReply 对象的 finished 信号到一个lambda函数，该函数在收到HTTP响应时被调用。

注意事项

异步处理: QNetworkAccessManager 的请求是异步的。这意味着 get 方法会立即返回，而HTTP响应将在稍后通过信号处理。
错误处理: 应该检查 QNetworkReply 对象是否有错误，并相应地处理。
内存管理: QNetworkReply 对象需要被正确地管理，以避免内存泄漏。通常情况下，使用QObject::deleteLater 来安排删除它是一个好方法。

JSON数据

概述

==JSON（JavaScript Object Notation）==是一种轻量级的数据交换格式。它易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。JSON是基于JavaScript的一个子集，尽管它是独立于语言的，且有多种语言支持。JSON常用于网络应用程序中的数据传输，尤其是在Web应用程序中与后端服务器通信。

使用JSON的原因总结如下：

原因	描述
易于阅读和编写	JSON的结构简单、清晰，对人类来说易于阅读和编写。
轻量级数据格式	相较于XML等标记语言，JSON更轻量，使用更少的符号，数据体积更小。
易于解析和生成	大多数编程语言都提供了解析和生成JSON的内置支持或库。
跨语言支持	JSON是独立于语言的，被广泛支持和使用在多种编程语言中。

BS/CS开发过程中，会使用不同的编程语言，JSON作为数据传输的标准化格式，方便程序员协议约定和数据处理，以下是不同编程语言处理JSON的方案

语言/平台	JSON处理库/接口	特点/描述
C	Jansson	提供JSON的编码、解码和处理功能
C++	nlohmann/json	现代C++（从C++11开始）的JSON库，易于使用
Java	Jackson	强大的JSON处理库，支持JSON的序列化和反序列化
Python	json	Python标准库中的JSON处理模块
Qt	QJsonDocument	Qt框架中用于JSON处理的类
Android	org.json	Android SDK自带的JSON处理类，提供基础JSON操作功能

QT生成JSON数据

在Qt中生成JSON数据并将其保存到文件的一个基本示例涉及使用 QJsonDocument 、 QJsonObject 和QJsonArray 类。以下是创建一个简单JSON对象并将其保存到文件的示例代码。

#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>
#include <QFile>
#include <QDebug>
void createJsonFile() {// 创建一个JSON对象 键值对QJsonObject jsonObj;jsonObj["name"] = "John Doe";jsonObj["age"] = 30;jsonObj["email"] = "john.doe@example.com";// 创建一个JSON数组QJsonArray jsonArr;jsonArr.append("C++");jsonArr.append("Python");jsonArr.append("JavaScript");jsonArr.append(123);// 将数组添加到JSON对象jsonObj["languages"] = jsonArr;// 将JSON对象转换为JSON文档QJsonDocument jsonDoc(jsonObj);// 将JSON文档转换为字符串（也可以是压缩格式）QByteArray jsonData = jsonDoc.toJson(QJsonDocument::Indented);// 将JSON数据写入文件QFile file("output.json");if (!file.open(QIODevice::WriteOnly)) {qDebug() << "Failed to open file for writing";return;}file.write(jsonData);file.close();qDebug() << "JSON data saved to output.json";
}
int main() {createJsonFile();return 0;
}

说明

创建JSON对象：使用 QJsonObject 来构建JSON对象，并使用键值对填充数据。
创建JSON数组**：使用 QJsonArray 来创建一个数组，并添加元素。
组合JSON结构：将JSON数组添加到JSON对象中。
生成JSON文档：通过 QJsonDocument 来处理JSON数据，可以选择格式化（缩进）或压缩形式。
保存到文件：创建 QFile 对象，打开文件，写入JSON数据，并关闭文件。

这个例子展示了Qt中处理JSON的基础流程，包括创建、填充数据、转换为字符串，以及写入文件。您可以根据需要调整这个流程来适应更复杂的JSON结构或数据。

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QFile>
#include <QJsonArray>
#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget){ui->setupUi(this);QJsonObject rootObj;rootObj["cityid"] = "1010100";rootObj["date"] = "2024-01-23";rootObj["weather"] = "雨夹雪";rootObj["tmp"] = 3;QJsonArray jsonArray;jsonArray.append("data1");jsonArray.append("data2");jsonArray.append("data3");jsonArray.append(100);rootObj["testArry"] = jsonArray;QJsonDocument jsonDoc(rootObj);QByteArray jsonArry = jsonDoc.toJson();QFile file("D:/QT/test.json");file.open(QIODevice::WriteOnly);file.write(jsonArry);file.close();}
Widget::~Widget()
{delete ui;
}

在JSON中，数组可以包含多种类型的元素，包括对象。当您在Qt中处理JSON数组，其中的元素是对象时，您可以使用 QJsonArray 和 QJsonObject 来创建和处理这些数据结构。以下是一个示例，展示了如何创建一个包含多个对象的JSON数组，并将该数组添加到一个JSON对象中。

示例：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QFile>
#include <QJsonArray>
#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget){ui->setupUi(this);QJsonObject rootObj;rootObj["cityid"] = "1010100";rootObj["date"] = "2024-01-23";rootObj["weather"] = "雨夹雪";rootObj["tmp"] = 3;//Json数组QJsonArray jsonArray;jsonArray.append("data1");jsonArray.append("data2");jsonArray.append("data3");jsonArray.append(100);rootObj["testArry"] = jsonArray;QJsonObject alarmObj;alarmObj["alamType"] = "雪灾";alarmObj["alamLeve"] = "黄色";alarmObj["alamTitle"] = "福州市警告老陈多穿点衣服";rootObj["alam"] = alarmObj;QJsonObject day0;day0["day"] = "星期一";day0["wea"] = "晴";day0["tem"] = 5.7;QJsonObject day1;day1["day"] = "星期二";day1["wea"] = "晴";day1["tem"] = 7;QJsonObject day2;day2["day"] = "星期三";day2["wea"] = "多云";day2["tem"] = 17;QJsonArray dayArray;dayArray.append(day0);dayArray.append(day1);dayArray.append(day2);rootObj["days"] = dayArray;//通过QJsonDocument把JSON数据转换成QByteArrayQJsonDocument jsonDoc(rootObj);QByteArray jsonArry = jsonDoc.toJson();QFile file("D:/QT/test.json");file.open(QIODevice::WriteOnly);file.write(jsonArry);file.close();}
Widget::~Widget()
{delete ui;
}

QT解析JSON数据

在Qt中解析JSON数据通常涉及到使用 QJsonDocument 、 QJsonObject 和 QJsonArray 类。这些类提供了处理JSON数据的必要工具，使您能够从JSON字符串中提取信息、遍历JSON对象或数组，并访问具体的数据项。以下是一个基本的示例，展示了如何在Qt中解析JSON字符串。

示例：解析JSON字符串

{
"name": "John Doe",
"age": 30,
"email": "john.doe@example.com",
"skills": ["C++", "Python", "JavaScript"]
}

以下是如何在Qt中解析这个JSON字符串的步骤：

#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>
#include <QDebug>
void parseJson() {// JSON字符串/*
R 是用于定义原始字符串字面量（Raw String Literal）的标记。
在C++中，原始字符串字面量是一种方便的语法，
用于创建包含多行文本和特殊字符的字符串，而无需转义。
R"("chenlichen")"
*/QString testStr = "chenli\"c";QString jsonString = R"(
{
"name": "John Doe",
"age": 30,
"email": "john.doe@example.com",
"skills": ["C++", "Python", "JavaScript"]
}
)";/*jsonString = "{\n"
" \"name\": \"John Doe\",\n"
" \"age\": 30\n"
"}";
*/// 将JSON字符串转换为QJsonDocumentQJsonDocument jsonDoc = QJsonDocument::fromJson(jsonString.toUtf8());// 检查JSON文档是否包含一个对象if (!jsonDoc.isNull() && jsonDoc.isObject()) {// 获取JSON对象QJsonObject jsonObj = jsonDoc.object();// 访问对象的键值QString name = jsonObj["name"].toString();int age = jsonObj["age"].toInt();QString email = jsonObj["email"].toString();qDebug() << "Name:" << name;qDebug() << "Age:" << age;qDebug() << "Email:" << email;// 处理JSON数组if (jsonObj.contains("skills") && jsonObj["skills"].isArray()) {QJsonArray skillsArray = jsonObj["skills"].toArray();for (const QJsonValue &value : skillsArray) {qDebug() << "Skill:" << value.toString();}}} else {qDebug() << "Invalid JSON...";}
}
int main() {parseJson();return 0;
}