Qt 是一个跨平台C++图形界面开发库，利用Qt可以快速开发跨平台窗体应用程序，在Qt中我们可以通过拖拽的方式将不同组件放到指定的位置，实现图形化开发极大的方便了开发效率，本章将重点介绍如何运用QTcpSocket组件实现基于TCP的网络通信功能。
QTcpSocket和QTcpServer是Qt中用于实现基于TCP（Transmission Control Protocol）通信的两个关键类。TCP是一种面向连接的协议，它提供可靠的、双向的、面向字节流的通信。这两个类允许Qt应用程序在网络上建立客户端和服务器之间的连接。
以下是QTcpSocket类的一些常用函数：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
QTcpSocket() | 构造函数，创建一个新的QTcpSocket对象。 |
~QTcpSocket() | 析构函数，释放QTcpSocket对象及其资源。 |
void connectToHost(const QString &hostName, quint16 port) | 尝试与指定主机名和端口建立连接。 |
void disconnectFromHost() | 断开与主机的连接。 |
QAbstractSocket::SocketState state() const | 返回套接字的当前状态。 |
QHostAddress peerAddress() const | 返回与套接字连接的远程主机的地址。 |
quint16 peerPort() const | 返回与套接字连接的远程主机的端口。 |
QAbstractSocket::SocketError error() const | 返回套接字的当前错误代码。 |
qint64 write(const char *data, qint64 maxSize) | 将数据写入套接字，返回实际写入的字节数。 |
qint64 read(char *data, qint64 maxSize) | 从套接字读取数据，返回实际读取的字节数。 |
void readyRead() | 当套接字有可供读取的新数据时发出信号。 |
void bytesWritten(qint64 bytes) | 当套接字已经写入指定字节数的数据时发出信号。 |
void error(QAbstractSocket::SocketError socketError) | 当套接字发生错误时发出信号。 |
以下是QTcpServer类的一些常用函数及其简要解释：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| QTcpServer() | 构造函数，创建一个新的QTcpServer对象。 |
| ~QTcpServer() | 析构函数，释放QTcpServer对象及其资源。 |
| bool listen(const QHostAddress &address = QHostAddress::Any, quint16 port = 0) | 开始监听指定的地址和端口。 |
| void close() | 停止监听并关闭服务器。 |
| bool isListening() const | 返回服务器是否正在监听连接。 |
| QList<QTcpSocket*> pendingConnections() | 返回等待处理的挂起连接的列表。 |
| virtual void incomingConnection(qintptr socketDescriptor) | 当有新连接时调用，可以在子类中实现以处理新连接。 |
| void maxPendingConnections() const | 返回允许的最大挂起连接数。 |
| void setMaxPendingConnections(int numConnections) | 设置允许的最大挂起连接数。 |
| QNetworkProxy proxy() const | 返回服务器的代理设置。 |
| void setProxy(const QNetworkProxy &networkProxy) | 设置服务器的代理设置。 |
| QAbstractSocket::SocketError serverError() const | 返回服务器的当前错误代码。 |
| QString errorString() const | 返回服务器的错误消息字符串。 |
| void pauseAccepting() | 暂停接受新连接，但保持现有连接。 |
| void resumeAccepting() | 恢复接受新连接。 |
| void close() | 关闭服务器。 |
如上这些只是常用函数的简要描述，详细的函数说明和用法可以参考Qt官方文档或相关文档。
1 通信的流程
1.1 服务端流程
在使用TCP通信时同样需要导入Qt+=network模块，并在头文件中引入QTcpServer和QTcpSocket两个模块，当有了模块的支持，接着就是侦听套接字，此处可通过调用server.listen来实现侦听，此函数原型如下：
bool QTcpServer::listen(
const QHostAddress &address = QHostAddress::Any,
quint16 port = 0
);
这个函数用于开始在指定的地址和端口上监听连接。它的参数包括：
- address：一个QHostAddress对象，指定要监听的主机地址。默认为QHostAddress::Any，表示监听所有可用的网络接口。
- port：一个quint16类型的端口号，指定要监听的端口。如果设置为0，系统将选择一个可用的未使用端口。
函数返回一个bool值，表示是否成功开始监听。如果成功返回true，否则返回false，并且可以通过调用errorString()获取错误消息。
紧随套接字侦听其后，通过使用一个waitForNewConnection等待新的连接到达。它的原型如下：
bool QTcpServer::waitForNewConnection(
int msec = 0,
bool *timedOut = nullptr
);
该函数在服务器接受新连接之前会一直阻塞。参数包括：
- msec：等待连接的超时时间（以毫秒为单位）。如果设置为0（默认值），则表示无限期等待，直到有新连接到达。
- timedOut：一个可选的布尔指针，用于指示等待是否超时。如果传递了此参数，并且等待时间达到了指定的超时时间，*timedOut将被设置为true，否则为false。如果不关心超时，可以将此参数设置为nullptr。
函数返回一个布尔值，表示是否成功等待新连接。如果在超时时间内有新连接到达，返回true，否则返回false。如果等待超时，可以通过检查timedOut参数来确定。如果函数返回false，可以通过调用errorString()获取错误消息。
套接字的接收会使用nextPendingConnection()函数来实现，nextPendingConnection 是 QTcpServer 类的成员函数，用于获取下一个已接受的连接的套接字（QTcpSocket）。它的原型如下：
QTcpSocket *QTcpServer::nextPendingConnection();
函数返回一个指向新连接套接字的指针。如果没有已接受的连接，则返回 nullptr。
使用这个函数，你可以在服务器接受连接之后获取相应的套接字，以便进行数据传输和通信。一般来说，在收到 newConnection 信号后，你可以调用这个函数来获取新连接的套接字。
当有了套接字以后，就可以通过QTcpServer指针判断对应的套接字状态，一般套接字的状态被定义在QAbstractSocket类内。以下是QAbstractSocket类中定义的一些状态及其对应的标志：
| 状态标志 | 描述 |
|---|---|
UnconnectedState | 未连接状态，套接字没有连接到远程主机。 |
HostLookupState | 正在查找主机地址状态，套接字正在解析主机名。 |
ConnectingState | 连接中状态，套接字正在尝试与远程主机建立连接。 |
ConnectedState | 已连接状态，套接字已经成功连接到远程主机。 |
BoundState | 已绑定状态，套接字已经与地址和端口绑定。 |
ClosingState | 关闭中状态，套接字正在关闭连接。 |
ListeningState | 监听中状态，用于QTcpServer，表示服务器正在监听连接。 |
这些状态反映了套接字在不同阶段的连接和通信状态。在实际使用中，可以通过调用state()函数获取当前套接字的状态，并根据需要处理相应的状态。例如，可以使用信号和槽机制来捕获状态变化，以便在连接建立或断开时执行相应的操作。
当套接字被连接后则可以通过socket->write()方法向上线客户端发送一个字符串，此处我们以发送lyshark为例，发送时需要向write()中传入两个参数。其原型如下：
qint64 QTcpSocket::write(const char *data, qint64 maxSize);
该函数接受两个参数：
data：指向要写入套接字的数据的指针。maxSize：要写入的数据的最大字节数。
函数返回实际写入的字节数，如果发生错误，则返回 -1。在写入数据之后，可以使用 bytesWritten 信号来获取写入的字节数。此外，你也可以使用 waitForBytesWritten 函数来阻塞等待直到所有数据都被写入。
1.2 客户端流程
客户端的流程与服务端基本保持一致，唯一的区别在于将server.listen更换为socket.connectToHost连接到对应的主机，QTcpSocket 的 connectToHost 函数的原型如下：
void QTcpSocket::connectToHost(
const QString &hostName,
quint16 port,
OpenMode openMode = ReadWrite
);
hostName：远程主机的主机名或IP地址。port：要连接的端口号。openMode：套接字的打开模式，默认为ReadWrite。
函数用于初始化与指定远程主机和端口的连接。在实际使用中，你可以通过调用这个函数来发起与目标主机的连接尝试。
读取数据时可以使用readAll函数来实现，socket.readAll() 是 QTcpSocket 类的成员函数，用于读取所有可用的数据并返回一个 QByteArray 对象。其函数函数原型如下：
QByteArray QTcpSocket::readAll();
该函数返回一个包含从套接字中读取的所有数据的 QByteArray 对象。通常，你可以通过这个函数来获取已经到达的所有数据，然后对这些数据进行进一步的处理。
2 图形化应用
2.1 服务端流程
与命令行版本的网络通信不同，图形化部分需要使用信号与槽函数进行绑定，所有的通信流程都是基于信号的，对于服务端而言我们需要导入QTcpServer、QtNetwork、QTcpSocket模块，并新增四个槽函数分别对应四个信号；
| 信号 | 槽函数 | 描述 |
|---|---|---|
| connected() | onClientConnected() | 当 tcpSocket 成功连接到远程主机时触发，执行 onClientConnected() 函数。 |
| disconnected() | onClientDisconnected() | 当 tcpSocket 断开连接时触发，执行 onClientDisconnected() 函数。 |
| stateChanged (QAbstractSocket::SocketState) | onSocketStateChange (QAbstractSocket::SocketState) | 当 tcpSocket 的状态发生变化时触发，执行 onSocketStateChange() 函数，传递新的状态。 |
| readyRead() | onSocketReadyRead() | 当 tcpSocket 有可读取的新数据时触发，执行 onSocketReadyRead() 函数。 |
在程序入口处我们通过new QTcpServer(this)新建TCP套接字类，并通过connect()连接到初始化槽函数上，当程序运行后会首先触发newConnection信号，执行newconect()槽函数。
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
: QMainWindow(parent)
, ui(new Ui::MainWindow)
{
ui->setupUi(this);
QString strip=GetLocalIpAddress();
//QMessageBox::information(this,"数据",strip,QMessageBox::Yes);
ui->comboBox_ip->addItem(strip);
tcpserver=new QTcpServer(this);
connect(tcpserver,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(newconect()));
}而在槽函数newconect()中，通过nextPendingConnection新建一个套接字，并绑定其他四个槽函数，这里的槽函数功能各不相同，将其对应的信号绑定到对应槽函数上即可；
void MainWindow::newconect()
{
// 创建新套接字
tcpsocked=tcpserver->nextPendingConnection();
// 连接触发信号
connect(tcpsocked,SIGNAL(connected()),this,SLOT(clientconnect()));
clientconnect();
// 关闭触发信号
connect(tcpsocked,SIGNAL(disconnected()),this,SLOT(clientdisconnect()));
// 状态改变触发信号
connect(tcpsocked,SIGNAL(stateChanged(QAbstraSocket::SocketState)),this,
SLOT(OnSocketStateChanged(tcpsocked->state())));
// 读入数据触发信号
connect(tcpsocked,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(socketreaddata()));
}当读者点击侦听时则直接调用tcpserver->listen实现对本地IP的函数实现，如下所示；端口的侦听功能，停止侦听则是调用tcpServer->close
void MainWindow::on_pushButton_Start_clicked()
{
QString ip=ui->comboBox_ip->currentText();
quint16 port=ui->spinBox_port->value();
QHostAddress address(ip);
tcpserver->listen(address,port);
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("$$$$$$$$开始监听$$$$$$$$");
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("$$$$$$$$服务器地址:"+tcpserver->serverAddress().toString());
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("$$$$$$$$服务器端口:"+QString::number(tcpserver->serverPort()));
ui->pushButton_Start->setEnabled(false);
ui->pushButton_Stop->setEnabled(true);
}
void MainWindow::on_pushButton_Stop_clicked()
{
if(tcpserver->isListening()){
tcpserver->close();
ui->pushButton_Start->setEnabled(true);
ui->pushButton_Stop->setEnabled(false);
}
}对于读取数据可以通过canReadLine()函数判断行，并通过tcpClient->readLine()逐行读入数据，相对应的发送数据可通过调用tcpsocket->write函数实现，在发送之前需要将其转换为QByteArray类型的字符串格式，如下所示；
void MainWindow::socketreaddata()
{
//读取数据
while(tcpsocked->canReadLine()){
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("[in]"+tcpsocked->readLine());
}
}
void MainWindow::on_pushButton_InputMesg_clicked()
{
QString strmsg=ui->lineEdit->text();
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("[out]:"+strmsg);
ui->lineEdit->clear();
QByteArray str=strmsg.toUtf8();
str.append("\n");
tcpsocked->write(str);
}
2.2 客户端流程
对于客户端而言同样需要绑定四个信号并对应到特定的槽函数上，其初始化部分与服务端保持一致，唯一不同的是客户端使用connectToHost函数链接到服务端上，断开连接时使用的是disconnectFromHost函数，如下所示；
void MainWindow::on_pushButton_connect_clicked()
{
QString addr=ui->comboBox->currentText();
quint16 port=ui->spinBox->value();
tcpclient->connectToHost(addr,port);
}
void MainWindow::on_pushButton_disconnect_clicked()
{
if(tcpclient->state()==QAbstractSocket::ConnectedState){
tcpclient->disconnectFromHost();
}
}此处的读取数据与服务端保持一致，发送数据时则是通过tcpClient->write(str)函数直接传递给客户端，代码如下所示；
void MainWindow::socketreaddata()
{
qDebug()<<"hahahah";
while(tcpclient->canReadLine()){
ui->plainTextEdit->appendPlainText("[in]:"+tcpclient->readLine());
}
}
void MainWindow::on_pushButton_send_clicked()
{
QString strmsg=ui->lineEdit->text();
ui->plainTextEdit->appendPlainText("[out]:"+strmsg);
ui->lineEdit->clear();
QByteArray str=strmsg.toUtf8();
str.append('\n');
tcpclient->write(str);
}运行后，服务端启用侦听等待客户端连接，客户端连接后，双方则可以实现数据的收发功能，由于采用了信号机制，两者的收发并不会阻断可同时进行，如下图所示；
具体ui文件布局和头文件没有放出来，就是定义一些量和函数等
完整代码：客户端：
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
: QMainWindow(parent)
, ui(new Ui::MainWindow)
{
ui->setupUi(this);
tcpclient=new QTcpSocket(this);
QString strip=getlocalip();
ui->comboBox->addItem(strip);
connect(tcpclient,SIGNAL(connected()),this,SLOT(connectfunc()));
connect(tcpclient,SIGNAL(disconnected()),this,SLOT(disconnectfunc()));
connect(tcpclient,SIGNAL(stateChanged(QAbstraSocket::SocketState)),this,
SLOT(OnSocketStateChanged(tcpclient->state())));
connect(tcpclient,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(socketreaddata()));
}
MainWindow::~MainWindow()
{
delete ui;
}
QString MainWindow::getlocalip()
{
QString hostname=QHostInfo::localHostName();
QHostInfo hostinfo=QHostInfo::fromName(hostname);
QString localip="";
QList<QHostAddress> addlist=hostinfo.addresses();
if(!addlist.isEmpty()){
for (int i=0;i<addlist.count();i++) {
QHostAddress ahost=addlist.at(i);
if(QAbstractSocket::IPv4Protocol==ahost.protocol()){
localip=ahost.toString();
break;
}
}
}
return localip;
}
void MainWindow::closeEvent(QCloseEvent *event)
{
if(tcpclient->state()==QAbstractSocket::ConnectedState){
tcpclient->disconnectFromHost();
}
event->accept();
}
void MainWindow::connectfunc()
{
ui->plainTextEdit->appendPlainText("********连接到服务器端********");
ui->plainTextEdit->appendPlainText("********peer address:"+tcpclient->peerAddress().toString());
ui->plainTextEdit->appendPlainText("********peer port:"+QString::number(tcpclient->peerPort()));
ui->pushButton_connect->setEnabled(false);
ui->pushButton_disconnect->setEnabled(true);
}
void MainWindow::disconnectfunc()
{
ui->plainTextEdit->appendPlainText("********已断开与服务器之间连接********");
ui->pushButton_connect->setEnabled(true);
ui->pushButton_disconnect->setEnabled(false);
}
void MainWindow::socketreaddata()
{
qDebug()<<"hahahah";
while(tcpclient->canReadLine()){
ui->plainTextEdit->appendPlainText("[in]:"+tcpclient->readLine());
}
}
void MainWindow::on_pushButton_connect_clicked()
{
QString addr=ui->comboBox->currentText();
quint16 port=ui->spinBox->value();
tcpclient->connectToHost(addr,port);
}
void MainWindow::on_pushButton_disconnect_clicked()
{
if(tcpclient->state()==QAbstractSocket::ConnectedState){
tcpclient->disconnectFromHost();
}
}
void MainWindow::on_pushButton_send_clicked()
{
QString strmsg=ui->lineEdit->text();
ui->plainTextEdit->appendPlainText("[out]:"+strmsg);
ui->lineEdit->clear();
QByteArray str=strmsg.toUtf8();
str.append('\n');
tcpclient->write(str);
}
服务器端：
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include<QMessageBox>
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
: QMainWindow(parent)
, ui(new Ui::MainWindow)
{
ui->setupUi(this);
QString strip=GetLocalIpAddress();
//QMessageBox::information(this,"数据",strip,QMessageBox::Yes);
ui->comboBox_ip->addItem(strip);
tcpserver=new QTcpServer(this);
connect(tcpserver,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(newconect()));
}
MainWindow::~MainWindow()
{
delete ui;
}
QString MainWindow::GetLocalIpAddress()
{
QString hostname=QHostInfo::localHostName();
QHostInfo hostinfo=QHostInfo::fromName(hostname);
QString localip="";
QList<QHostAddress> addresslist=hostinfo.addresses();
if(!addresslist.isEmpty()){
for(int i=0;i<addresslist.count();i++){
QHostAddress addrhost=addresslist.at(i);
if(QAbstractSocket::IPv4Protocol==addrhost.protocol()){
localip=addrhost.toString();
break;
}
}
}
return localip;
}
void MainWindow::clientconnect()
{
//客户端连接
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("***********客户端socket链接***********");
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("***********peer address:"+tcpsocked->peerAddress().toString());
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("***********peer port:"+QString::number(tcpsocked->peerPort()));
}
void MainWindow::clientdisconnect()
{
//客户端断开连接
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("***********客户端断开连接***********");
tcpsocked->deleteLater();
}
void MainWindow::socketreaddata()
{
//读取数据
while(tcpsocked->canReadLine()){
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("[in]"+tcpsocked->readLine());
}
}
void MainWindow::newconect()
{
tcpsocked=tcpserver->nextPendingConnection();
connect(tcpsocked,SIGNAL(connected()),this,SLOT(clientconnect()));
clientconnect();
connect(tcpsocked,SIGNAL(disconnected()),this,SLOT(clientdisconnect()));
connect(tcpsocked,SIGNAL(stateChanged(QAbstraSocket::SocketState)),this,
SLOT(OnSocketStateChanged(tcpsocked->state())));
connect(tcpsocked,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(socketreaddata()));
}
void MainWindow::on_pushButton_Start_clicked()
{
QString ip=ui->comboBox_ip->currentText();
quint16 port=ui->spinBox_port->value();
QHostAddress address(ip);
tcpserver->listen(address,port);
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("$$$$$$$$开始监听$$$$$$$$");
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("$$$$$$$$服务器地址:"+tcpserver->serverAddress().toString());
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("$$$$$$$$服务器端口:"+QString::number(tcpserver->serverPort()));
ui->pushButton_Start->setEnabled(false);
ui->pushButton_Stop->setEnabled(true);
}
void MainWindow::on_pushButton_Stop_clicked()
{
if(tcpserver->isListening()){
tcpserver->close();
ui->pushButton_Start->setEnabled(true);
ui->pushButton_Stop->setEnabled(false);
}
}
void MainWindow::on_pushButton_InputMesg_clicked()
{
QString strmsg=ui->lineEdit->text();
ui->plainTextEdit_DispMsg->appendPlainText("[out]:"+strmsg);
ui->lineEdit->clear();
QByteArray str=strmsg.toUtf8();
str.append("\n");
tcpsocked->write(str);
}
void MainWindow::closeEvent(QCloseEvent *event)
{
if(tcpserver->isListening()){
tcpserver->close();
}
event->accept();
}
![[力扣]——387.字符串中的第一个唯一字符](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/9121aa197197402cb95c3cb53b9afab4.png)
