QT学习笔记16文件系统

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):

QT学习笔记16文件系统_第1张图片

  • 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;
  • QFileDevice:Qt5新增加的类,提供了有关文件操作的通用实现。
  • QFlie:访问本地文件或者嵌入资源;
  • QTemporaryFile:创建和访问本地文件系统的临时文件;
  • QBuffer:读写QbyteArray, 内存文件;
  • QProcess:运行外部程序,处理进程间通讯;
  • QAbstractSocket:所有套接字类的父类;
  • QTcpSocket:TCP协议网络数据传输;
  • QUdpSocket:传输 UDP 报文;
  • QSslSocket:使用 SSL/TLS 传输数据;

文件系统分类:

  • 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。

  • 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,

1 基本文件操作

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();

}

  • 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。

  • 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。

  • 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:

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

示例:


#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::on_buttonRead_clicked()
{
    QString path = QFileDialog::getOpenFileName(this,
                "open", "../", "TXT(*.txt)");
    if(path.isEmpty() == false)
    {
        //文件对象
        QFile file(path);

        //打开文件,只读方式
        bool isOk = file.open(QIODevice::ReadOnly);
        if(isOk == true)
        {
#if 0
            //读文件,默认只识别utf8编码
            QByteArray array = file.readAll();
            //显示到编辑区
            //ui->textEdit->setText(QString(array));
            ui->textEdit->setText(array);
#endif

            QByteArray array;
            while( file.atEnd() == false)
            {
                //读一行
                array += file.readLine();
            }
            ui->textEdit->setText(array);

        }

        //关闭文件
        file.close();

        //获取文件信息
        QFileInfo info(path);
        qDebug() << "文件名字:" << info.fileName().toUtf8().data();
        qDebug() << "文件后缀:" << info.suffix();
        qDebug() << "文件大小:" << info.size();
        qDebug() << "文件创建时间:" <<
         info.created().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss"); //2016-01-04 15:13:00

    }


}

void Widget::on_buttonWrite_clicked()
{
    QString path = QFileDialog::getSaveFileName(this, "save", "../", "TXT(*.txt)");
    if(path.isEmpty() == false)
    {
        QFile file; //创建文件对象
        //关联文件名字
        file.setFileName(path);

        //打开文件,只写方式
        bool isOk = file.open(QIODevice::WriteOnly);
        if(isOk == true)
        {
            //获取编辑区内容
            QString str = ui->textEdit->toPlainText();
            //写文件
            // QString -> QByteArray
            //file.write(str.toUtf8());

            //QString -> c++ string -> char *
            //file.write(str.toStdString().data());

            //转换为本地平台编码
            file.write(str.toLocal8Bit());


            //QString -> QByteArray
            QString buf = "123";
            QByteArray a = buf.toUtf8(); //中文
            a = buf.toLocal8Bit(); //本地编码

            //QByteArray -> char *
            char *b = a.data();

            //char * -> QString
            char *p = "abc";
            QString c = QString(p);


        }

        file.close();

    }




}



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;

  • 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。
  • 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;


示例:


#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include 
#include 
#include 
#include 
#define cout qDebug() << "[" << __FILE__ <<":" << __LINE__ << "]"

Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    writeData();
    readData();
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::writeData()
{
    //创建文件对象
    QFile file("../test.txt");

    //打开文件, 只写方式打开
    bool isOk = file.open(QIODevice::WriteOnly);
    if(true == isOk)
    {
        //创建数据流,和file文件关联
        //往数据流中写数据,相当于往文件里写数据
        QDataStream stream(&file);

        stream << QString("主要看气质") << 250;

        file.close();

    }

}

void Widget::readData()
{
    //创建文件对象
    QFile file("../test.txt");

    //打开文件, 只读方式打开
    bool isOk = file.open(QIODevice::ReadOnly);
    if(true == isOk)
    {
        //创建数据流,和file文件关联
        //往数据流中读数据,相当于往文件里读数据
        QDataStream stream(&file);
        //读的时候,按写的顺序取数据
        QString str;
        int a;
        stream >> str >> a;
        //qDebug() << str.toUtf8().data() << a;
        cout << str.toUtf8().data() << a;

        file.close();

    }
}








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

  • QIODevice::NotOpen        未打开
  • QIODevice::ReadOnly        以只读方式打开
  • QIODevice::WriteOnly        以只写方式打开
  • QIODevice::ReadWrite        以读写方式打开
  • 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

  • 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。

  • 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

  • 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:

  • QTextStream::readLine()    读取一行
  • 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。


#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define cout qDebug() << "[" << __FILE__ <<":" << __LINE__ << "]"

Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    writeData();

    readData();
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::writeData()
{
    QFile file;
    file.setFileName("../demo.txt");

    bool isOk = file.open(QIODevice::WriteOnly);
    if(true == isOk)
    {
        QTextStream stream(&file);
        //指定编码
        stream.setCodec("UTF-8");

        stream << QString("主要看气质") << 250;

        file.close();
    }
}

void Widget::readData()
{
    QFile file;
    file.setFileName("../demo.txt");

    bool isOk = file.open(QIODevice::ReadOnly);
    if(true == isOk)
    {
        QTextStream stream(&file);
        //指定编码
        stream.setCodec("UTF-8");
        QString str;
        int a;
        stream >> str >> a;

        cout << str.toUtf8().data() << a;

        file.close();

    }
}

void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    QString path = QFileDialog::getOpenFileName(this,
             "open", "../"  );
    if(false == path.isEmpty())
    {
        QFile file;
        file.setFileName(path);

        bool isOk = file.open(QIODevice::ReadOnly);
        if(true == isOk)
        {
            QTextStream stream(&file);
            //指定编码
            stream.setCodec("UTF-8");

            QString str = stream.readAll();
            ui->textEdit->setText(str);

            file.close();
        }

    }


}

QBuffer


#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include //内存文件
#include 
#include 

Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    QByteArray array;
    QBuffer memFile(&array); //创建内存文件
    memFile.open(QIODevice::WriteOnly);

    memFile.write("11111111111111111");
    memFile.write("22222222222222222222");

    memFile.close();

    qDebug() << memFile.buffer();
    qDebug() << "array" << array;


    QBuffer memFile1;
    memFile1.open(QIODevice::WriteOnly);
    QDataStream stream(&memFile1);
    stream << QString("测试") << 250;
    memFile1.close();

    qDebug() <<  memFile1.buffer();

    memFile1.open(QIODevice::ReadOnly);
    QDataStream in;
    in.setDevice(&memFile1);
    QString str;
    int a;
    in >> str >> a;
    memFile1.close();

    qDebug() << str.toUtf8().data() << a;

}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}




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