Qt学习（14）——使用QByteArray
本节学习 QByteArray 的两种用法，第一种作为字符串处理类，类似 QString ，但 QByteArray内部字符编码不确定，所以要慎用。第二种是作为纯的字节数组，里面可以包含多个 ' ' ，经常用于网络数据的接收和发送。
1、QByteArray和char
Qt最常用的字符串类是内码固定的QString，而针对传统类似C语言char*的字符串，Qt提供了QByteArray类来处理。QString的字符单元是QChar，QByteArray的字节单元是char。头文件<QByteArray>不仅自身以类的形式提供，它还针对传统C语言的字符串函数做了安全版本的封装，都加了q字母前缀，如qstrlen、qstrncmp、qstrcpy，这些是全局函数，专门处理传统C语言的char*字符串，用法与C语言风格完全类似，比较简单。
QByteArray类可以处理以‘ ’结尾的传统字符串，包括UTF-8编码和其他如GBK、Big5等多字节编码的字符串，在作为字符串使用时，QByteArray内部字符编码格式是不限定的，可以是任意的编码，所以程序员自己必须要事先确定程序会用到哪种编码的QByteArray。因为Qt5源文件规定是UTF-8编码，所以QByteArray内部使用UTF-8编码的字符串居多。QByteArray在赋值、传参数、返回值时也是使用隐式共享机制提高运行效率，只有字符串发生修改时才会执行深拷贝。
在文件处理、网络数据收发等场景，QByteArray类是作为纯字节数组来使用的，里面可以包含任意数据，比如一堆‘ ’,这是不要拿他当字符串看，它的存储长度与qstrlen计算的长度经常不一致。对于网络数据收发，QByteArray经常配合QDateStream使用，对Qt数据类型做串行化（Serializing）。
2、QByteArray作为字符串使用
QByteArray类作为字符串使用时，它会自动在字符串末尾添加' ' ，末尾的' ' 不计入字符串长度。QByteArray字符串的内部编码是不固定的，比如前面QString的toLocal8Bit和toUtf8函数返回的对象全是QByteArray类型。QByteArray字符串的数据来源可能有：
- 源代码里的字符串，这时QByteArray内码与源文件的编码有关，UTF-8编码源文件生成的很可能就是UTF-8编码的字符串。
- 本地文本文件，从文件读取的字符串与该文件使用的字符编码有关，Linux上常用UTF-8，而Windows经常使用ANSI多字节编码，Windows简体中文系统一般是GBK，而繁体中文默认是Big5.
- 网页数据，网页本身也是文本文件，有自己的文本编码格式，这时网页文件编码格式决定QByteArray字符串的编码格式。
我们这里示范的是第一种，全部用UTF-8编码的QByteArray字符串。QByteArray类关于字符串处理的成员函数基本和QString类一样，函数名和参数都是类似的。但是注意因为QByteArray内码不固定，它没有arg函数，也没有字符编码转换的函数。QByteArray关于字符串处理的函数就不枚举了与上一大节QString的差不多，下面直接看示例代码：
void TestStr() //内码 UTF-8
{ //数值与字符串转换 int nDec = 800; QByteArray basDec; basDec.setNum(nDec); //数值转字符串 qDebug()<<basDec; QByteArray basReal = "125.78999"; double dblReal = basReal.toDouble(); //字符串转数值 qDebug()<<fixed<<dblReal; //运算符 QByteArray basABCD = "ABCD"; QByteArray basXYZ = "XYZ"; qDebug()<<(basABCD < basXYZ); //二者字符编码一致才能比较！ qDebug()<<(basABCD == basXYZ); qDebug()<<(basABCD >= basXYZ); qDebug()<<(basABCD + basXYZ); //子串处理 QByteArray basHanzi = "1234打印汉字"; //作为字符串时 QByteArray::length() 和 qstrlen() 一致 qDebug()<<basHanzi.length()<<" "<<qstrlen( basHanzi.data() ); //重复 QByteArray basMoreHanzi = basHanzi.repeated(2); qDebug()<<basMoreHanzi.count("1234"); //统计次数 qDebug()<<basMoreHanzi.startsWith("1234"); //开头判断 qDebug()<<basMoreHanzi.endsWith("汉字"); //结尾判断 qDebug()<<basMoreHanzi.indexOf("1234"); //从左边查出现位置 qDebug()<<basMoreHanzi.lastIndexOf("1234"); //从右边查出现位置 //替换 basMoreHanzi.replace("1234", "一二三四"); qDebug()<<basMoreHanzi; //切割字符串 QByteArray basComplexFile = " /home/user/somefile.txt "; QByteArray basFileName = basComplexFile.trimmed(); //剔除两端空白 qDebug()<<basFileName; //分隔得到新的 QByteArray 对象列表 QList<QByteArray> baList = basFileName.split('/'); //打印 for(int i=0; i<baList.length(); i++) { qDebug()<<i<<" "<<baList[i]; } //没有段落函数 }
上面测试函数第一段是数值与字符串互相转换的，比较简单，打印结果是：
"800"
125.789990
浮点数转换时，定点计数法和科学计数法都是可以接受的，上面示范的是定点数。这些函数声明和功能都可以查阅 QByteArray 类的帮助文档。
第二段代码是运算符函数的，需要注意的是一定要在确定字符串内部字符编码的情况下，才能进行比较和拼接，上面用的全是 UTF-8 。不能将不同编码格式的字符串比较，因为得到的结果没意义，反而会造成误导。上面比较运算符的打印结果为：
true
false
false
"ABCDXYZ"
第三段是子串查询处理的，注意只有当 QByteArray 作为字符串处理时，它的 length() 函数计算的长度才会和全局函数 qstrlen( )计算的结果一致。子串部分打印的结果为：
16 16
2
true
true
0
16
"一二三四打印汉字一二三四打印汉字"
上面示范的 basMoreHanzi.replace("1234", "一二三四") ，这种形式的替换函数会对所有匹配的子串进行替换，它的声明是：
QByteArray & replace(const char * before, const char * after)
如果要对指定位置的子串替换，需要换一个声明形式的 replace 函数，比如：
QByteArray & replace(int pos, int len, const char * after)
这个函数会对指定位置 pos 开始的长度为 len 的子串进行替换，这个函数声明只做一次替换。
对于 replace 函数，必须注意字符编码的问题，UTF-8 的英文字符占用 1 字节，汉字通常是 3 字节，这种不确定性在替换函数和其他分隔子串函数时尤其需要注意，因为 3 字节的汉字如果被截断，就成错误的字符，造成信息损失。因此尽量不要用 QByteArray 类来处理字符串，尤其是涉及分割和替换的。QString 类的字符长度是固定的，所以最适合做字符串处理。
最后一段代码是子串分隔的，trimmed 函数功能也是去除两端的空白区域，split 函数将字符串分隔为多个子串之后按照QList<QByteArray> 类型返回，QList 是一个模板类，QList<QByteArray> 就是存储多个QByteArray 对象的列表，可以直接用中括号 [] 访问里面的各个对象。最后一段代码打印的结果如下：
"/home/user/somefile.txt"
0 ""
1 "home"
2 "user"
3 "somefile.txt"
分隔结果与上一节 QString 是一样的，对于开头 '/' 左边没有字符的情况，一样会分出来一个空字符串对象。因为一般用 QString 来处理文本字符串，QByteArray 类没有 section 函数，所以字符串处理时优先用QString类。
3、QByteArray作为字节数组使用
在读写文件、网络数据收发过程中经常将QByteArray作为缓冲区存储字节数据，这时QByteArray就是纯的字节数组，里面可以包含任意个' '字节。下面以网络数据传输为例讲解，比如网络传输过程中既要传输数值类型int、double，又要传输字符串类型char*，对于普通的C++，最常用的是自定义一个结构体：
struct NetDate { int nVresion; double dblValue; char strName[256]; };
发数据时就将数值赋值给结构体对象的成员变量，字符串就用 strcpy函数塞进去。这种方式可行，但缺乏灵活性，下次如果要传个不同的数据组合，就得重新定义。
Qt对这类组合数据的打包方法叫做串行化（Serializing），在Qt帮助文档的索引里输入关键词Serializing就可以看到关于Qt串行化的帮助主题（Serializing Qt Data Types），除了C++基本数值类型，Qt还对大量自身的类对象做了串行化。串行化得到一个字节数组QByteArray，可以直接用于发送。Qt串行化数据接收就是发送的逆过程，都是通过QDataStream流实现。下面简单示范一对函数，首先是串行化输出：
QByteArray TestSerialOut() { //数据 int nVersion = 1; double dblValue = 125.78999; QString strName = QObject::tr("This an example."); //字节数组保存结果 QByteArray baResult; //串行化的流 QDataStream dsOut(&baResult, QIODevice::ReadWrite); //做输出，构造函数用指针 //设置Qt串行化版本 dsOut.setVersion(QDataStream::Qt_5_0);//使用Qt 5.0 版本流 //串行化输出 dsOut<<nVersion<<dblValue<<strName; //显示长度 qDebug()<<baResult.length()<<" "<<qstrlen(baResult.data()); //返回对象 return baResult; }
该函数里给定了三个数据：整数、浮点数和字符串对象，通过流 dsOut 将三个数据打包存到字节数组 baResult 里。对于串行化输出，QDataStream 的构造函数是以字节数组的指针和读写模式 QIODevice::ReadWrite 为参数，其构造函数声明为：
QDataStream(QByteArray * a, QIODevice::OpenMode mode)
然后设置串行化流的版本兼容，上面代码使用的是 Qt 5.0 版本的流格式；流格式设置好之后，就可以用 << 将数据输出到流里面，QDataStream 类的函数会将数据打包好存到字节数组里面，最后返回这个字节数组对象就行了。以字节数组方式使用的 QByteArray 对象，它的长度是不能用 qstrlen 之类的函数计算的，上面函数打印的结果如下：
48 0
字节数组实际占用 48 字节空间，而 qstrlen 函数计算的是 0，因为该字节数组第一个字节就是 ' ' 。
该函数返回的 baResult 就包含了三个要发送的数据，baResult 里面具体的数据格式不需要关心，收发两端 setVersion 的版本号一致就可以了。使用串行化就不再需要自定义结构体，所以用起来很方便。
网络收发过程到后面网络专题的学习再讲，现在仅学习一下串行化输出和输入的函数，baResult 数据的解析函数如下：
void TestSerialIn(const QByteArray& baIn) { //输入流 QDataStream dsIn(baIn); //只读的流，构造函数用常量引用 //设置Qt串行化版本 dsIn.setVersion(QDataStream::Qt_5_0);//使用Qt 5.0 版本流 //变量 int nVersion; double dblValue; QString strName; //串行化输入 dsIn>>nVersion>>dblValue>>strName; //打印 qDebug()<<nVersion; qDebug()<<fixed<<dblValue; qDebug()<<strName; }
对于输入流的构造，参数是常量引用，其声明如下：
QDataStream(const QByteArray & a)
这个声明是针对只读的输入流。输入流定义好之后，同样是设置流的版本号，要与输出端的一致。然后使用 >> 从输入流提取数据即可。上面函数打印的结果如下：
1
125.789990
"This an example."
可见与输出函数里的完全一样。对于 Qt 程序的网络通信，都可以类似上面方法对数据进行打包和解析，是比较方便的。
QByteArray 有针对数据处理的一些函数，比如基 64转换和压缩解压函数：fromBase64、toBase64、qCompress、qUncompress 等，这些函数可以到使用的时候再查帮助文档。
4、QByteArray和QString合理的使用方式
因为 QByteArray 既可以用作字符串，又可以用作字符数组，它的使用方式比较多。而且作为字符串时，它内部的字符编码格式又是不固定的，所以QByteArray 有诸多的不确定性。Qt 帮助文档里面明确说了，如果要做字符串方面的处理，都应当使用 QString ，除非是嵌入式系统里面内存有限，不得不用 QByteArray 的情况。对于本地化编码的字符串，可以用 QString::fromLocal8Bit 函数将字符串源转为 QString 对象；对于 UTF-8 编码的字符串，可以用 QString::fromUtf8 函数实现转换。如果要反过来转换，就用对应的 to*** 函数。通常情况下有这些函数就够用了。
对于文件读写和网络数据收发，这些一般都是用 QByteArray 对象作为输入输出缓冲区，并且可以利用 QDataStream做串行化，将多个数据打包成 QByteArray 。通常情况下，对于纯字节数据的处理使用 QByteArray 。
在有些情况下，需要 QString 和 QByteArray 对多种编码格式字符串进行转换，需要二者协作，下面给个协作的示例：
void TestCooperation() { //源字符串 QString strSrc = QObject::tr("1234abcd 千秋萬載 壹統江湖"); //转为 UTF-8 qDebug()<<strSrc.toUtf8(); //明确地转为 GB18030 QTextCodec *codecGB = QTextCodec::codecForName("GB18030"); QByteArray strGB = codecGB->fromUnicode(strSrc); //转为GB18030 qDebug()<<strGB; qDebug()<<codecGB->toUnicode(strGB); //转回QString //明确地转为 Big5 QTextCodec *codecBig5 = QTextCodec::codecForName("Big5"); QByteArray strBig5 = codecBig5->fromUnicode(strSrc); //转为Big5 qDebug()<<strBig5; qDebug()<<codecBig5->toUnicode(strBig5); //转回QString }
除了 QString 自带的 to*** 等函数实现不同字符编码的转换，更为专业的是 QTextCodec类，专门用于不同文本编码格式的转换。上面示例函数以源字符串 strSrc 为起点，首先实现与 GB18030 编码互相转换，然后实现与 Big5编码互相转换。
获取编码器的语法格式是：
QTextCodec *codecGB = QTextCodec::codecForName("GB18030");
codecGB 是保存编码器的指针，静态函数 QTextCodec::codecForName 根据指定的编码名称获取相应的编码器，示例的是"GB18030"。如果要将 QString 转成其他编码的 QByteArray，就用 fromUnicode 函数，反过来就用 toUnicode函数。
上面对 GB18030 和 Big5 都做了示范，打印的结果如下图所示：
5、QByteArray示例代码：
//testqbytearray.cpp #include <QApplication> #include <QTextBrowser> #include <QDebug> #include <QByteArray> #include <QDataStream> #include <QTextCodec> void TestStr() //内码 UTF-8 { //数值与字符串转换 int nDec = 800; QByteArray basDec; basDec.setNum(nDec); //数值转字符串 qDebug()<<basDec; QByteArray basReal = "125.78999"; double dblReal = basReal.toDouble(); //字符串转数值 qDebug()<<fixed<<dblReal; //运算符 QByteArray basABCD = "ABCD"; QByteArray basXYZ = "XYZ"; qDebug()<<(basABCD < basXYZ); //二者字符编码一致才能比较！ qDebug()<<(basABCD == basXYZ); qDebug()<<(basABCD >= basXYZ); qDebug()<<(basABCD + basXYZ); //子串处理 QByteArray basHanzi = "1234打印汉字"; //作为字符串时 QByteArray::length() 和 qstrlen() 一致 qDebug()<<basHanzi.length()<<" "<<qstrlen( basHanzi.data() ); //重复 QByteArray basMoreHanzi = basHanzi.repeated(2); qDebug()<<basMoreHanzi.count("1234"); //统计次数 qDebug()<<basMoreHanzi.startsWith("1234"); //开头判断 qDebug()<<basMoreHanzi.endsWith("汉字"); //结尾判断 qDebug()<<basMoreHanzi.indexOf("1234"); //从左边查出现位置 qDebug()<<basMoreHanzi.lastIndexOf("1234"); //从右边查出现位置 //替换 basMoreHanzi.replace("1234", "一二三四"); qDebug()<<basMoreHanzi; //切割字符串 QByteArray basComplexFile = " /home/user/somefile.txt "; QByteArray basFileName = basComplexFile.trimmed(); //剔除两端空白 qDebug()<<basFileName; //分隔得到新的 QByteArray 对象列表 QList<QByteArray> baList = basFileName.split('/'); //打印 for(int i=0; i<baList.length(); i++) { qDebug()<<i<<" "<<baList[i]; } //没有段落函数 } /* //C++ 结构体方法 struct NetData { int nVersion; double dblValue; char strName[256]; }; */ //Qt 串行化方法 QByteArray TestSerialOut() { //数据 int nVersion = 1; double dblValue = 125.78999; QString strName = QObject::tr("This an example."); //字节数组保存结果 QByteArray baResult; //串行化的流 QDataStream dsOut(&baResult, QIODevice::ReadWrite); //做输出，构造函数用指针 //设置Qt串行化版本 dsOut.setVersion(QDataStream::Qt_5_0);//使用Qt 5.0 版本流 //串行化输出 dsOut<<nVersion<<dblValue<<strName; //显示长度 qDebug()<<baResult.length()<<" "<<qstrlen(baResult.data()); //返回对象 return baResult; } void TestSerialIn(const QByteArray& baIn) { //输入流 QDataStream dsIn(baIn); //只读的流，构造函数用常量引用 //设置Qt串行化版本 dsIn.setVersion(QDataStream::Qt_5_0);//使用Qt 5.0 版本流 //变量 int nVersion; double dblValue; QString strName; //串行化输入 dsIn>>nVersion>>dblValue>>strName; //打印 qDebug()<<nVersion; qDebug()<<fixed<<dblValue; qDebug()<<strName; } //测试协作 void TestCooperation() { //源字符串 QString strSrc = QObject::tr("1234abcd 千秋萬載 壹統江湖"); //转为 UTF-8 qDebug()<<strSrc.toUtf8(); //明确地转为 GB18030 QTextCodec *codecGB = QTextCodec::codecForName("GB18030"); QByteArray strGB = codecGB->fromUnicode(strSrc); //转为GB18030 qDebug()<<strGB; qDebug()<<codecGB->toUnicode(strGB); //转回QString //明确地转为 Big5 QTextCodec *codecBig5 = QTextCodec::codecForName("Big5"); QByteArray strBig5 = codecBig5->fromUnicode(strSrc); //转为Big5 qDebug()<<strBig5; qDebug()<<codecBig5->toUnicode(strBig5); //转回QString } int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc, argv); QString strText = QObject::tr("测试 QByteArray"); QTextBrowser tb; tb.setText(strText); tb.setGeometry(40, 40, 400, 300); tb.show(); //str TestStr(); qDebug()<<endl; //serialization QByteArray baSerial = TestSerialOut(); //baSerial 可用于网络发送 //接收到 baSerial 之后解析 TestSerialIn(baSerial); qDebug()<<endl; //测试协作 TestCooperation(); return a.exec(); }