11、QT基础——文件系统

r囧r小猫 2023-01-13 06:04 107阅读 0赞

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文件操作是应用程序必不可少的部分。Qt 作为一个通用开发库，提供了跨平台的文件操作能力。Qt 通过QIODevice提供了对 I/O 设备的抽象，这些设备具有读写字节块的能力。下面是 I/O 设备的类图（Qt5）：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hoaGhoaGhoaGh3d3d3d3d3d3d3_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

1.  QIODevice：所有 I/O 设备类的父类，提供了字节块读写的通用操作以及基本接口；
2.  QFileDevice：Qt5新增加的类，提供了有关文件操作的通用实现。
3.  QFlie：访问本地文件或者嵌入资源；
4.  QTemporaryFile：创建和访问本地文件系统的临时文件；
5.  QBuffer：读写QbyteArray, 内存文件；
6.  QProcess：运行外部程序，处理进程间通讯；
7.  QAbstractSocket：所有套接字类的父类；
8.  QTcpSocket：TCP协议网络数据传输；
9.  QUdpSocket：传输 UDP 报文；
10. QSslSocket：使用 SSL/TLS 传输数据；

**文件系统分类:**

1.  顺序访问设备:

是指它们的数据只能访问一遍：从头走到尾，从第一个字节开始访问，直到最后一个字节，中途不能返回去读取上一个字节，这其中，QProcess、QTcpSocket、QUdpSoctet和QSslSocket是顺序访问设备。

1.  随机访问设备:

可以访问任意位置任意次数，还可以使用QIODevice::seek()函数来重新定位文件访问位置指针，QFile、QTemporaryFile和QBuffer是随机访问设备，

## 11.1 基本文件操作 ##

文件操作是应用程序必不可少的部分。Qt 作为一个通用开发库，提供了跨平台的文件操作能力。在所有的 I/O 设备中，文件 I/O 是最重要的部分之一。因为我们大多数的程序依旧需要首先访问本地文件（当然，在云计算大行其道的将来，这一观点可能改变）。**QFile提供了从文件中读取和写入数据的能力。**

**我们通常会将文件路径作为参数传给QFile的构造函数。不过也可以在创建好对象最后，使用setFileName()来修改**。QFile需要使用 / 作为文件分隔符，不过，它会自动将其转换成操作系统所需要的形式。例如 C:/windows 这样的路径在 Windows 平台下同样是可以的。

QFile主要提供了有关文件的各种操作，比如打开文件、关闭文件、刷新文件等。**我们可以使用QDataStream或QTextStream类来读写文件，也可以使用QIODevice类提供的read()、readLine()、readAll()以及write()这样的函数。**值得注意的是，**有关文件本身的信息，比如文件名、文件所在目录的名字等，则是通过QFileInfo获取**，而不是自己分析文件路径字符串。

下面我们使用一段代码来看看QFile的有关操作：

int main(int argc, char \*argv\[\])

QApplication app(argc, argv);

QFile file("in.txt");

if (!file.open(QIODevice::ReadOnly | QIODevice::Text)) \{

qDebug() << "Open file failed.";

return -1;

\} else \{

while (!file.atEnd()) \{

qDebug() << file.readLine();

QFileInfo info(file);

qDebug() << info.isDir();

qDebug() << info.isExecutable();

qDebug() << info.baseName();

qDebug() << info.completeBaseName();

qDebug() << info.suffix();

qDebug() << info.completeSuffix();

return app.exec();

1.  我们首先使用QFile创建了一个文件对象。

这个文件名字是 in.txt。如果你不知道应该把它放在哪里，可以使用QDir::currentPath()来获得应用程序执行时的当前路径。只要将这个文件放在与当前路径一致的目录下即可。

1.  使用open()函数打开这个文件，打开形式是只读方式，文本格式。

这个类似于fopen()的 r 这样的参数。open()函数返回一个 bool 类型，如果打开失败，我们在控制台输出一段提示然后程序退出。否则，我们利用 while 循环，将每一行读到的内容输出。

1.  可以使用QFileInfo获取有关该文件的信息。

QFileInfo有很多类型的函数，我们只举出一些例子。比如：

1.  1.  isDir()检查该文件是否是目录；
    2.  isExecutable()    检查该文件是否是可执行文件等。
    3.  baseName()    可以直接获得文件名；
    4.  completeBaseName()   获取完整的文件名
    5.  suffix()   则直接获取文件后缀名。
    6.  completeSuffix() 获取完整的文件后缀

我们可以由下面的示例看到，baseName()和completeBaseName()，以及suffix()和completeSuffix()的区别：

QFileInfo fi("/tmp/archive.tar.gz");

QString base  = fi.baseName();  // base = "archive"

QString base  = fi.completeBaseName();  // base = "archive.tar"

QString ext   = fi.suffix();  // ext = "gz"

QString ext   = fi.completeSuffix();  // ext = "tar.gz"

## 11.2 二进制文件读写 ##

**QDataStream**提供了基于QIODevice的二进制数据的序列化。数据流是一种二进制流，这种流**完全不依赖**于底层操作系统、CPU 或者字节顺序（大端或小端）。例如，在安装了 Windows 平台的 PC 上面写入的一个数据流，可以不经过任何处理，直接拿到运行了 Solaris 的 SPARC 机器上读取。由于数据流就是二进制流，因此我们也可以**直接读写没有编码的二进制数据，例如图像、视频、音频**等。

**QDataStream****既能够存取 C++ 基本类型，如 int、char、short 等，也可以存取复杂的数据类型，例如自定义的类。实际上，QDataStream对于类的存储，是将复杂的类分割为很多基本单元实现的。**

结合QIODevice，QDataStream可以很方便地对文件、网络套接字等进行读写操作。我们从代码开始看起：

QFile file("file.dat");

file.open(QIODevice::WriteOnly);

QDataStream out(&file);

out << QString("the answer is");

out << (qint32)42;

1.  在这段代码中，我们首先打开一个名为 file.dat 的文件（注意，我们为简单起见，并没有检查文件打开是否成功，这在正式程序中是不允许的）。然后，我们将刚刚创建的file对象的指针传递给一个QDataStream实例out。类似于std::cout标准输出流，QDataStream也重载了输出重定向<<运算符。后面的代码就很简单了：将“the answer is”和数字 42 输出到数据流。由于我们的 out 对象建立在file之上，因此相当于将问题和答案写入file。
2.  需要指出一点：最好使用 Qt 整型来进行读写，比如程序中的qint32。这保证了在任意平台和任意编译器都能够有相同的行为。

如果你直接运行这段代码，你会得到一个空白的 file.dat，并没有写入任何数据。这是因为我们的file没有正常关闭。**为性能起见，数据只有在文件关闭时才会真正写入**。因此，我们必须在最后添加一行代码：

file.close(); // 如果不想关闭文件，可以使用 file.flush();

接下来我们将存储到文件中的答案取出来

QFile file("file.dat");

file.open(QIODevice::ReadOnly);

QDataStream in(&file);

QString str;

qint32 a;

in >> str >> a;

**唯一需要注意的是，你必须按照写入的顺序，将数据读取出来。顺序颠倒的话，程序行为是不确定的，严重时会直接造成程序崩溃。**

那么，既然QIODevice提供了read()、readLine()之类的函数，为什么还要有QDataStream呢？QDataStream同QIODevice有什么区别？区别在于，**QDataStream提供流的形式，性能上一般比直接调用原始 API 更好一些。**我们通过下面一段代码看看什么是流的形式：

QFile file("file.dat");

file.open(QIODevice::ReadWrite);

QDataStream stream(&file);

QString str = "the answer is 42";

stream << str;

## 11.3 文本文件读写 ##

上一节我们介绍了有关二进制文件的读写。二进制文件比较小巧，却不是人可读的格式。而文本文件是一种人可读的文件。为了操作这种文件，我们需要使用QTextStream类。QTextStream和QDataStream的使用类似，只不过它是操作纯文本文件的。

QTextStream会自动将 Unicode 编码同操作系统的编码进行转换，这一操作对开发人员是透明的。它也会将换行符进行转换，同样不需要自己处理。**QTextStream使用 16 位的QChar作为基础的数据存储单位，同样，它也支持 C++ 标准类型，如 int 等。实际上，这是将这种标准类型与字符串进行了相互转换。**

QTextStream同QDataStream的使用基本一致，例如下面的代码将把“The answer is 42”写入到 file.txt 文件中：

QFile data("file.txt");

if (data.open(QFile::WriteOnly | QIODevice::Truncate))

QTextStream out(&data);

out << "The answer is " << 42;

这里，我们在open()函数中增加了QIODevice::Truncate打开方式。我们可以从下表中看到这些打开方式的区别：

枚举值                描述

1.  QIODevice::NotOpen       未打开
2.  QIODevice::ReadOnly      以只读方式打开
3.  QIODevice::WriteOnly     以只写方式打开
4.  QIODevice::ReadWrite     以读写方式打开
5.  QIODevice::Append        以追加的方式打开，

新增加的内容将被追加到文件末尾

1.  QIODevice::Truncate      以重写的方式打开，在写入新的数据时会将原有

数据全部清除，游标设置在文件开头。

1.  QIODevice::Text          在读取时，将行结束符转换成 \\n；在写入时，

将行结束符转换成本地格式，例如 Win32 平台

上是 \\r\\n

1.  QIODevice::Unbuffered    忽略缓存

我们在这里使用了QFile::WriteOnly | QIODevice::Truncate，也就是以只写并且覆盖已有内容的形式操作文件。注意，QIODevice::Truncate会直接将文件内容清空。

虽然QTextStream的写入内容与QDataStream一致，但是读取时却会有些困难：

QFile data("file.txt");

if (data.open(QFile::ReadOnly))

QTextStream in(&data);

QString str;

int ans = 0;

in >> str >> ans;

在使用QDataStream的时候，这样的代码很方便，但是使用了QTextStream时却有所不同：读出的时候，str 里面将是 The answer is 42，ans 是 0。这是因为**当使用QDataStream写入的时候，实际上会在要写入的内容前面，额外添加一个这段内容的长度值。而以文本形式写入数据，是没有数据之间的分隔的。**因此，使用文本文件时，很少会将其分割开来读取，而是使用诸如使用：

1.  QTextStream::readLine()  读取一行
2.  QTextStream::readAll()读取所有文本

这种函数之后再对获得的QString对象进行处理。

默认情况下，QTextStream的编码格式是 Unicode，如果我们需要使用另外的编码，可以使用：

stream.setCodec("UTF-8");

这样的函数进行设置。

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