简洁易懂：利用Qt实现简易聊天软件（小白入门）
简易版聊天软件的Qt实现
这个学期我们的C++实验课给出的课题是实现一个简易版的聊天软件，总言之，要求如下：
1、需要实现群组和好友的管理；
2、聊天平台的独立实现；
3、以及最关键的一点，实现消息的传输；
不得不说对于仅仅接触了一个学期C++的学生来讲这个单人实验课题的难度属实不小，但是非常值得挑战，经历一个半月的尝试与努力，我最终还是写出了一个至少能让自己满意的聊天平台，这里我想总结一下自己的编写过程，以及整个程序的设计思路：
开发软件的选择
这次的实验课题只要求开发语言是C++
比起大家都选择也最熟悉的控制台
我想将这次的课题做的更像一个“软件”，最终我选择了Qt
当然配置Qt的环境真的非常艰辛，尝试了若干次以后才终于成功
（不得不说Qt的安装包实在是太核善了）
软件设计的整体思路
设计思路在编写的过程中调整了很多次，用文字描述起来稍显繁琐，这里就用在结课时使用的UML图来呈现一下
UML画的不一定标准，但我认为能较为清晰地展现这个软件的设计框架
大二咸鱼，能力有限，如果有大佬发现错误，欢迎指正交流
（2020.4.1：当时自己还没有学UML，现在看看画的真的是一塌糊涂，大家就凑合着看吧）
软件数据存储
大二学生暂时还没有接触数据库
所以实验课的数据我们存放在本地的txt文件中
以下给出一些关键的存储文件：
各类文件夹是每个用登录记录用户的独立信息
currentuser.txt是当前登录用户的信息
groupqq.txt , groupweix.txt是所有已创建的群组信息（对应不同的服务）
newaccount.txt对应下一次随机新生成的用户账号
user.txt存储每个用户的密码和账号，便于登录时的匹配
userinform.txt存储每个用户的完整信息
软件的具体实现
软件主要涉及以下3个界面：
· 登录界面
· 用户注册界面
· 用户使用界面
除此以外还包含若干提示界面和引导界面，当然这些界面的代码行数相对较少
有些可以直接使用QMessageBox实现
在上述3个界面中，核心的是最后一个：
用户使用界面
在这个界面中，涉及到聊天平台的多数主要功能，
接下来逐次分析各类界面的实现：
登录界面
先展示效果图：
这是登录前的引导界面：
这是登录界面的本体：
刷新系统 用于新用户注册后重新读取本地信息
其余按钮的意义如其字面意义
用户账户和登录密码中输入的内容会和user.txt进行匹配
（暂时还没有学过数据库）
如下是匹配代码：
void cusLoginJC::on_pushButton_clicked()
{
if(isEmpty == false) {
QString id = this->ui->le_account->text();
QString password = this->ui->le_password->text();
int count = 0;
for(Map::iterator it = inform.begin();it != inform.end();it++) {
if(id == it.key() && password == it.value()) {
QFile file("./inform/currentuser.txt");
file.open(QIODevice::WriteOnly);
QTextStream twrite(&file);
twrite << id << endl;
file.close();
ccj = new cusChatJC(this);
void (cusChatJC::*findSignal) () = &cusChatJC::mySignal;
void (cusLoginJC::*findSlot) () = &cusLoginJC::showCusChatJC;
connect(ccj, findSignal, this, findSlot);
this->close();
ccj->show();
break;
}
else count++;
if(count == inform.size()) {
this->ui->le_notice->setText("登录信息错误");
delayTime(1500);
this->ui->le_notice->setText("");
break;
}
}
}
}
这是这个界面所涉及的最核心的操作；
其余的按钮基本是打开子窗口，利用Qt已有的机制非常容易实现；
用户注册界面
同样，也先展示效果图：
由于实验课时间不长，整个编写过程稍显匆忙，有些细节我没有给予重视
比如窗口的名称：dialog我没有修改，不过修改起来是一件非常简单的事
注册信息所输入的内容会写进userinform.txt中
同时，为了确保用户只能通过点击确定或是取消按钮退出该界面
我通过在界面构造函数中添加
Qt::WindowTitleHint | Qt::CustomizeWindowHint
取消了原有的关闭键（右上的红叉）
同时，为了避免在设置昵称和密码出现的不规范表达
我利用函数：
void cusLoginJC::setTextLabel()
{
QRegExp regx("[A-Za-z0-9]+$"); //正则表达式(在A-Z和0-9之间有效输入)
QValidator *validator = new QRegExpValidator(regx,this->ui->le_account); //QRegExpValidator用于检测对应的line edit中文字是否合乎正则表达式
this->ui->le_account->setValidator(validator); //通过QValidator类指针validator将判断条件传入相应的控件
}
限制了对应文本框内输入的格式
以下是注册时所涉及的整个函数体
同时包括了查重和密码确认等过程，但总体实现的难度不大
函数体的实现可能不是最优，欢迎大佬指正交流
void cusRegisterJC::on_pushButton_clicked()
{
QString nickName = this->ui->le_name->text();
QString password1 = this->ui->le_setting->text();
QString password2 = this->ui->le_ensure->text();
QString birthDay = this->ui->le_birthday->text();
QString homePlace = this->ui->le_homePlace->text();
QFile file0("./inform/user.txt");
file0.open(QIODevice::ReadOnly);
QTextStream tread(&file0);
while(!tread.atEnd()) {
QString linestr = tread.readLine();
cusId.append(linestr);
tread.readLine();
}
file0.close();
loop:
int num = rand()%90000000 + 10000000;
name = QString::number(num,10);
for(int i = 0; i < cusId.size(); i++)
if(name == cusId[i]) goto loop;
if(password1.length() < 6 || password1.length() > 12) {
this->ui->le_warning->setText("密码长度不合要求");
delayTime(1500);
this->ui->le_warning->setText("");
return;
}
if(password1 == password2 && password1 != "") {
QFile file("./inform/user.txt");
QFile filex("./inform/userinform.txt");
if(file.open(QIODevice::WriteOnly|QIODevice::Append) == true) {
QTextStream twrite(&file);
twrite << name << endl << password1 << endl;
}
file.close();
if(filex.open(QIODevice::WriteOnly|QIODevice::Append) == true) {
QTextStream twrite(&filex);
QDateTime *time = new QDateTime(QDateTime::currentDateTime());
QString strtime = time->toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
twrite << name << endl <<nickName << endl << password1 << endl << homePlace << endl << birthDay << endl << strtime << endl;
}
filex.close();
srj = new sucRegsiterJC;
srj->show();
this->close();
}
else if(password1 != password2 || name == "" || password1 == "" || password2 == "") {
this->ui->le_warning->setText("两次密码输入不一致");
this->ui->le_setting->setText("");
this->ui->le_ensure->setText("");
delayTime(1500);
this->ui->le_warning->setText("");
return;
}
}
用户使用界面
终于到了最关键的界面了！
这个界面的设计较为复杂，按钮较多
话不多说，先来看看：
该界面对大量的按钮进行了复用
例如：
好友列表；群组列表；“管理群组”中的所有按钮；创建群组等等
这些按钮均作为函数体，封装于对好友和群组管理的基类中
针对服务（QQ和微信等）的差异，派生出略有差异的派生类
具体的实现不多赘述，主要是对本地txt文件的反复操作
有兴趣具体了解的读者可以在文章末尾下载完整文件自行操作
而界面的左下是一个内嵌窗口，可以查询不同服务所拥有的的共同好友：
#include "cusfrirecommjc.h"
#include "ui_cusfrirecommjc.h"
#include 这是点击好友推荐共享时所弹出的内嵌窗口的完整代码；
当点击关于开发者时所弹出的内嵌窗口的代码略去
主要是因为其中只包含一些TextLabel和一个小小的彩蛋
其次，为了使用户能退回登录界面实现账户切换，
我添加了退出登录的按钮
关闭和打开窗口本身并不难，但是由于涉及子窗口调用父窗口，故需要特殊的处理，笔者在此处仅附上操作代码，具体的原理解释可以查看笔者的其他博客
用户使用界面中：
void cusChatJC::on_back_clicked()
{
emit mySignal();
}
登录界面中：
void cusLoginJC::showCusChatJC()
{
ccj->close();
this->show();
this->ui->le_account->setText("");
this->ui->le_password->setText("");
}
额外的connect信号：
ccj = new cusChatJC(this);
void (cusChatJC::*findSignal) () = &cusChatJC::mySignal;
void (cusLoginJC::*findSlot) () = &cusLoginJC::showCusChatJC;
connect(ccj, findSignal, this, findSlot);
至此，用户使用界面的左右模块均已介绍完毕，
由于代码过长，受限篇幅，就不全部呈现了；
有兴趣具体了解的读者可以在文章末尾下载完整文件自行操作
接下来将着重分析界面的中间模块：
这也算是一个聊天软件的灵魂——信息传输
信息传输的实现
客户端
在如上的用户使用界面中所见的聊天框用作客户端（client）
在设置了服务器（server）地址后便向server发动申请，请求连接：
void cusChatJC::on_pus_connect_clicked()
{
if(ui->pus_connect->text() == "连接服务") {
tcpClient->connectToHost(ui->ip_address->text(), ui->ip_port->text().toInt());
if (tcpClient->waitForConnected(1000)) {
ui->pus_connect->setText("断开服务");
ui->pus_send_mess->setEnabled(true);
}
}
else {
tcpClient->disconnectFromHost();
if (tcpClient->state() == QAbstractSocket::UnconnectedState \
|| tcpClient->waitForDisconnected(1000)) {
ui->pus_connect->setText("连接服务");
ui->pus_send_mess->setEnabled(false);
}
}
}
如上代码也包含了连接成功后的断开操作
当server开始监听client后
两者之间便可以开始传送信息：
void cusChatJC::on_pus_send_mess_clicked()
{
QString data = ui->text_send->toPlainText();
if(data != "") {
ui->text_send->setText("");
QDateTime *datatime=new QDateTime(QDateTime::currentDateTime());
QString str = datatime->toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss ddd"); //设置时间格式
QString strSend = str + " " + username + ":" + "\n" + data;
ui->text_recv->append(strSend);
tcpClient->write(strSend.toUtf8());
}
}
同时client亦能够接收到server所传来的消息：
void cusChatJC::ReadData()
{
QByteArray buffer = tcpClient->readAll();
if(!buffer.isEmpty())
ui->text_recv->append(buffer);
}
由上述3个函数综合对button和槽信号的应用
便可以实现客户端的完整功能
服务器
有client则必有对应的server
为此，我单独编写了一个简易的server：
其中：
10.151.232.189是服务器的地址
8000则是其端口号
作为sever，首先其能获取IP地址：
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
QMainWindow(parent),
ui(new Ui::MainWindow)
{
ui->setupUi(this);
tcpServer = new QTcpServer(this);
ui->ip_address->setText(QNetworkInterface().allAddresses().at(1).toString());
//获取本机IP地址
ui->tcp_listen->setEnabled(true);
ui->tcp_send->setEnabled(false);
connect(tcpServer, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(NewConnectionSlot()));
}
这一功能我直接添加在了界面的构造函数里
其次sever能接收来自client的请求：
void MainWindow::NewConnectionSlot()
{
currentClinet = tcpServer->nextPendingConnection();
qDebug() << currentClinet << endl;
tcpClient.append(currentClinet);
ui->tcp_connect->addItem(tr("%1:%2").arg(currentClinet->peerAddress().toString().split("::ffff:")[1])\
.arg(currentClinet->peerPort()));
if(tcpClient.length() == 2) {
connect(currentClientPre, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(autoSend()));
connect(currentClinet, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(autoSend()));
}
else connect(currentClinet, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(ReadData()));
currentClientPre = currentClinet;
connect(currentClinet, SIGNAL(disconnected()), this, SLOT(disconnectedSlot()));
}
并且sever能区分所接收的消息由哪一客户端所发送：
void MainWindow::ReadData()
{
//首先需遍历所有客户端
for(int i = 0; i < tcpClient.length(); i++) {
buffer = tcpClient[i]->readAll();
if(buffer.isEmpty()) continue;
qDebug() << buffer << endl;
static QString Ip_port;
Ip_port = tr("[%1:%2]:").arg(tcpClient[i]->peerAddress().toString().split("::ffff:")[1])\
.arg(tcpClient[i]->peerPort());
ui->text_receive->append(buffer);
}
}
且server能指定断开与某一客户端的连接：
void MainWindow::disconnectedSlot()
{
for(int i=0; i<tcpClient.length(); i++)
{
if(tcpClient[i]->state() == QAbstractSocket::UnconnectedState)
{
// 删除存储在combox中的客户端信息
ui->tcp_connect->removeItem(ui->tcp_connect->findText(tr("%1:%2")\
.arg(tcpClient[i]->peerAddress().toString().split("::ffff:")[1])\
.arg(tcpClient[i]->peerPort())));
// 删除存储在tcpClient列表中的客户端信息
tcpClient[i]->destroyed();
tcpClient.removeAt(i);
}
}
}
sever对client的监听则是对上述函数的综合利用
sever的信息发送则类似于client的信息发送，只需指明发送至哪一客户端即可
有兴趣具体了解的读者可以在文章末尾下载完整文件自行操作
总结
历时一个半月的简易聊天软件的编写时间上稍显仓促
不过在从架构到编写到最后的基本实现的过程中，自己也是收获良多
不过，仍然有很多细节没有实现
而在点对点的信息的传输中
我目前只实现了客户端——服务器的传输
客户端——客户端的传输仍然没有尝试成功
本人非常欢迎大佬的交流指正，如果能给出一种在现有基础上实现客户端——客户端信息传输的方案，那真是再好不过了
最后，如约附上完整程序实现的下载链接
（包括聊天软件和服务器）
聊天软件：
点击这里
提取码：ob4b
服务器：
点击这里
提取码：q7f2