【Qt】Qt存储大整数到`JsonValue`【2023.08.01】

Qt存储大整数到JsonValue

简介

  我负责的需求是这样，存储文件绝对路径和文件大小到json字符串。格式如下：

{
    "fileList": {
        "path": "dsadadadadadad",
        "size": 222
    }
}

开发过程中，未意识到文件可能大于int的最大值，所以埋下了隐患。今天被测试提了个bug。主要原因是QJsonValue的toInt()返回的是4字节的int类型，拿来存一个大于有符号四字节整数的值会溢出。这种边界值界定不明确导致bug的情况还是比较常见，做个总结分享帮助大家避坑。

此外就是csdn上对于这块的教程属实是又少又粗略。

上代码

/**
 * 本程序是测试Qt 程序存储64位整数 至Json文件 并加载读出
 */
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

void printTypeInfo();
/**
 *
 Type    Size(bytes)           Minimum               Maximum
 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 bool    1
 char    1                     -128                  127
 int     4                     -2147483648           2147483647
 uint    4                     4294967295
 short   2                     -32768                32767
 ushort  2                     65535
 long    4                     -2147483648           2147483647
 ulong   4                     4294967295
 ll      8                     -9223372036854775808  9223372036854775807
 ull     8                     18446744073709551615
 float   4                     1.17549e-038          3.40282e+038
 double  8                     2.22507e-308          1.79769e+308
 ldouble 8                     2.22507e-308          1.79769e+308
 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
	QCoreApplication a(argc, argv);

	//printTypeInfo();

	using namespace std;


	/************************************************************************/
	/*
	*	第一部分、往文件中写
	*/
	/************************************************************************/
	// 创建JSON对象
	QJsonObject root;

	// 创建fileList数组

	QJsonObject obj;
	obj["path"] = "YangNaifeng";
	qint64 llData =  1;// LLONG_MAX;
	obj["size"] = llData;//最大15位

	root.insert("fileList", obj);

	QJsonDocument doc;
	doc.setObject(root);

	auto path = QCoreApplication::applicationDirPath();
	auto outJson = path + "/" + "sad.json";

	QDir dir(path);
	if (dir.mkpath(path))
	{
		QFile file(outJson);
		file.open(QIODevice::WriteOnly);
		file.write(doc.toJson());
		file.close();
	}
	else
	{
		qCritical() << QString::fromStdWString(L"创建文件夹失败！");
	}


	/************************************************************************/
	/*
	*	从文件中读 并解析
	*/
	/************************************************************************/
	QFile readFile(outJson);
	readFile.open(QIODevice::ReadOnly);
	QByteArray data = readFile.readAll();
	QJsonDocument docRead = QJsonDocument::fromJson(data);

	if (!docRead.isNull() && docRead.isObject()) {

		QJsonObject obj = docRead.object();

		if (obj.contains("fileList") && obj["fileList"].isObject()) {

			QJsonObject fileListObj = obj["fileList"].toObject();

			QString path = fileListObj["path"].toString();
			
			auto eDoubleType = QJsonValue::Double;
			cout << fileListObj["size"].type();//QJsonValue::Double
			auto size = fileListObj["size"].toDouble();


			qint64  nSize = QString::number(size, 'f', 0).toLongLong();
			qDebug() << "Path:" << path;
			qDebug() << "Size:" << size;

		}
		else
		{
			qDebug() << "fileList not found";
		}

	}
	else
	{
		qDebug() << "Invalid JSON document";
	}


	return a.exec();
}



void printTypeInfo()
{
	using namespace std;

		// 设置表格样式
		cout << left;
		cout << setw(8) << "Type";
		cout << setw(22) << "Size(bytes)";
		cout << setw(22) << "Minimum";
		cout << setw(22) << "Maximum";
		cout << endl;

		cout << "------------------------------------";
		cout << "------------------------------------";
		cout << "------------------------------------";
		cout << endl;

		// bool
		cout << setw(8) << "bool";
		cout << setw(22) << sizeof(bool);
		cout << setw(22);
		cout << setw(22);
		cout << endl;

		// char
		cout << setw(8) << "char";
		cout << setw(22) << sizeof(char);
		cout << setw(22) << (int)CHAR_MIN;
		cout << setw(22) << (int)CHAR_MAX;
		cout << endl;

		// int
		cout << setw(8) << "int";
		cout << setw(22) << sizeof(int);
		cout << setw(22) << INT_MIN;
		cout << setw(22) << INT_MAX;
		cout << endl;

		// unsigned int
		cout << setw(8) << "uint";
		cout << setw(22) << sizeof(unsigned int);
		cout << setw(22);
		cout << setw(22) << UINT_MAX;
		cout << endl;

		// short
		cout << setw(8) << "short";
		cout << setw(22) << sizeof(short);
		cout << setw(22) << SHRT_MIN;
		cout << setw(22) << SHRT_MAX;
		cout << endl;

		// unsigned short
		cout << setw(8) << "ushort";
		cout << setw(22) << sizeof(unsigned short);
		cout << setw(22);
		cout << setw(22) << USHRT_MAX;
		cout << endl;

		// long
		cout << setw(8) << "long";
		cout << setw(22) << sizeof(long);
		cout << setw(22) << LONG_MIN;
		cout << setw(22) << LONG_MAX;
		cout << endl;

		// unsigned long
		cout << setw(8) << "ulong";
		cout << setw(22) << sizeof(unsigned long);
		cout << setw(22);
		cout << setw(22) << ULONG_MAX;
		cout << endl;

		// long long 
		cout << setw(8) << "ll";
		cout << setw(22) << sizeof(long long);
		cout << setw(22) << LLONG_MIN;
		cout << setw(22) << LLONG_MAX;
		cout << endl;

		// unsigned long long
		cout << setw(8) << "ull";
		cout << setw(22) << sizeof(unsigned long long);
		cout << setw(22);
		cout << setw(22) << ULLONG_MAX;
		cout << endl;

		// float
		cout << setw(8) << "float";
		cout << setw(22) << sizeof(float);
		cout << setw(22) << FLT_MIN;
		cout << setw(22) << FLT_MAX;
		cout << endl;

		// double
		cout << setw(8) << "double";
		cout << setw(22) << sizeof(double);
		cout << setw(22) << DBL_MIN;
		cout << setw(22) << DBL_MAX;
		cout << endl;

		// long double
		cout << setw(8) << "ldouble";
		cout << setw(22) << sizeof(long double);
		cout << setw(22) << LDBL_MIN;
		cout << setw(22) << LDBL_MAX;
		cout << endl;

		cout << "------------------------------------";
		cout << "------------------------------------";
		cout << "------------------------------------";

}

总结

1.QJsonValue存储整数是按照double类型存储的，即使是1这么一个很小的数。

2.QJsonValue的toInt()是提供了double到int的转换。而不是文件本身存的就是int类型的数据。

3.QJsonValue之所以没有tolonglong()的接口是因为double类型是有精度损失的。double类型的有效数字位数:15-16位数字，double类型的有效数字位数是15位还是16位,主要取决于浮点数的值:a. 对于绝对值在1.0和2^53之间的正常值,double类型一般能表示15位有效数字。b. 当浮点数接近0时,指数部位全部为0,此时有效数字位数可以达到16位。3. 当浮点数接近2^53时,指数部位为最大值,此时有效数字位数只有15位。

4.为啥Qt存整数到Json不是按整形存，而是以double类型存？

为什么JSON不支持 int64 类型？

通过上面的介绍有两个关键点：

1. JSON 是基于 JavaScript Programming Language, Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999的一个子集
2. JSON 支持number 类型

Javascript的数字存储使用了IEEE 754中规定的双精度浮点数数据类型，而这一数据类型能够安全存储 -(2^53-1) 到 2^53-1 之间的数值（包含边界值）。JSON 是 Javascript 的一个子集，所以它也遵守这个规则。

以下是rfc7159的说明：

Note that when such software is used, numbers that are integers and are in the range [-(2^53)+1, (2^53)-1] are interoperable in the sense that implementations will agree exactly on their numeric values.

这两个边界值可以通过 JavaScript 的 Number.MAX_SAFE_INTEGER 和 Number.MIN_SAFE_INTEGER 获取。

5.对于特别大的数，保证精度首选字符串。