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C++ Qt 网络编程学习笔记

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一、网络编程基础知识

1. IP地址与端口

   • IP地址：设备在网络中的唯一标识（IPv4如192.168.1.1，IPv6如fe80::1）
   • 端口号：应用程序的通信入口（0-65535，1024以下为系统保留）
   • 组合意义：IP:Port 唯一标识网络中的进程

2. 封包与拆包

   • 封包：将数据按协议格式封装成网络数据包

   • 拆包：从接收的字节流中解析出完整数据包

   常见问题

   ：

   • TCP粘包（需自定义协议处理消息边界）
   • UDP无粘包（每个数据报独立）

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二、UDP协议编程

1. 核心特点

   • 无连接、不可靠但高效
   • 适用于实时性要求高的场景（如视频流）

2. 编程流程

   mermaid

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   graph LR
   A[创建QUdpSocket] --> B[绑定端口bind()]
   B --> C[接收数据readDatagram()]
   B --> D[发送数据writeDatagram()]
   

3. 服务端实现

   cpp

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   // 初始化Socket
   void Server::initSocket() {udpSocket = new QUdpSocket(this);udpSocket->bind(QHostAddress::LocalHost, 7755); // 绑定本地端口connect(udpSocket, &QUdpSocket::readyRead,this, &Server::readPendingDatagrams); // 事件驱动
   }// 读取数据报
   void Server::readPendingDatagrams() {while (udpSocket->hasPendingDatagrams()) {QByteArray datagram;datagram.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());QHostAddress sender;quint16 senderPort;udpSocket->readDatagram(datagram.data(), datagram.size(),&sender, &senderPort);// 处理datagram数据...}
   }
   

4. 客户端发送

   cpp

   Copy

   QUdpSocket udpSocket;
   QByteArray data = "Hello UDP!";
   qint64 ret = udpSocket.writeDatagram(data.constData(), data.size(),QHostAddress::LocalHost, 7755); // 目标地址+端口
   

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三、TCP协议编程

1. 核心特点

   • 面向连接、可靠传输
   • 适用于需要数据完整性的场景（如文件传输）

2. 编程流程

   mermaid

   Copy

   graph TB
   Server[服务端] -->|1. 监听| listen()
   Client[客户端] -->|2. 连接| connectToHost()
   Server -->|3. 接受连接| nextPendingConnection()
   Both -->|4. 通信| read()/write()
   

3. 服务端实现

   cpp

   Copy

   // 创建QTcpServer
   QTcpServer *tcpServer = new QTcpServer(this);
   if (!tcpServer->listen(QHostAddress::Any, 8888)) {// 错误处理...
   }// 新连接信号
   connect(tcpServer, &QTcpServer::newConnection, [=](){QTcpSocket *clientSocket = tcpServer->nextPendingConnection();connect(clientSocket, &QTcpSocket::readyRead, [=](){QByteArray data = clientSocket->readAll();// 处理数据...});
   });
   

4. 客户端实现

   cpp

   Copy

   QTcpSocket *tcpSocket = new QTcpSocket(this);
   tcpSocket->connectToHost("127.0.0.1", 8888);// 连接成功信号
   connect(tcpSocket, &QTcpSocket::connected, [=](){tcpSocket->write("Hello TCP!");
   });// 接收数据
   connect(tcpSocket, &QTcpSocket::readyRead, [=](){QByteArray data = tcpSocket->readAll();
   });
   

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四、关键对比

特性	UDP	TCP
连接方式	无连接	面向连接
可靠性	可能丢包	可靠传输
传输效率	高	相对较低
数据边界	保留消息边界	字节流模式
适用场景	视频会议、实时游戏	文件传输、Web服务

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五、注意事项

1. TCP粘包处理
   • 固定长度法
   • 分隔符法
   • 长度前缀法（推荐）
2. 跨平台特性
   • Qt网络模块自动处理不同平台的套接字差异
3. 线程安全
   • 建议在单独的线程中处理网络I/O
4. 错误处理
   • 必须处理errorOccurred信号
   • 检查所有网络操作的返回值

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六、扩展学习

1. 高级主题
   • 多线程网络服务
   • SSL加密通信（QSslSocket）
   • HTTP协议实现（QNetworkAccessManager）
2. 调试技巧
   • 使用qDebug() << "Received:" << data;输出调试信息
   • 使用Wireshark抓包分析