第六章 QT根本：5、QT的UDP网络编程

在 Qt 中，QUdpSocket 类用于实现基于 UDP 协议的网络通信。UDP（用户数据报协议）是一种无毗连的协议，与 TCP 差别，它不需要创建毗连，因此它的传输速度较快，但也不保证数据的可靠传输。

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1. Qt UDP 编程概述

UDP 是一种无毗连的协议，在网络上发送数据时不需要与接收方创建毗连，数据直接发送到目标地址的指定端口。由于其无毗连性，UDP 具有较低的延迟和较高的传输效率，但也无法保证数据的可靠性。
Qt 提供了 QUdpSocket 类来实现 UDP 网络编程。它支持绑定本地端口、接收数据报和发送数据报。
2. QUdpSocket 类的常用方法

• bind()：将本地套接字绑定到指定端口，开始监听该端口上的数据报。
  
• writeDatagram()：发送数据报到指定的地址和端口。
  
• hasPendingDatagrams()：检查是否有待处置惩罚的接收数据报。
  
• readDatagram()：读取接收到的一个数据报。
  
• close()：关闭 UDP 套接字。
  

3. 代码示例（带具体解释）

下面是一个使用 QUdpSocket 进行简单的 UDP 网络编程的示例，功能包罗接收数据、发送数据以及端口绑定。

1. #include "widget.h"
2. #include "ui_widget.h"
3. #include <QMessageBox>
5. Widget::Widget(QWidget *parent) :
6.     QWidget(parent),
7.     ui(new Ui::Widget)
8. {
9.     ui->setupUi(this);
10.     // 创建 UDP 套接字
11.     udpSocket = new QUdpSocket(this);  // 使用 this 作为父对象
12. }
14. Widget::~Widget()
15. {
16.     delete ui;  // 删除 UI 对象
17. }
19. // 槽函数，用于处理接收到的数据报
20. void Widget::readyRead_slot()
21. {
22.     // 检查是否有待处理的数据报
23.     while (udpSocket->hasPendingDatagrams()) {
24.         QByteArray array;
25.         // 根据待处理数据报的大小调整数组的大小
26.         array.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
27.         // 读取数据报
28.         udpSocket->readDatagram(array.data(), array.size());
30.         // 将接收到的字节数组转换为 QString 类型，以便显示
31.         QString buf = QString::fromUtf8(array);
32.         // 将接收到的消息显示在 UI 的接收框中
33.         ui->recvEdit->appendPlainText(buf);
34.     }
35. }
37. // 点击 "打开" 按钮后绑定端口
38. void Widget::on_openBt_clicked()
39. {
40.     bool ok;
41.     // 从界面中获取输入的端口号，并尝试将其转换为 quint16 类型
42.     quint16 localPort = ui->localPort->text().toUInt(&ok);
44.     // 如果端口号转换失败或端口号为 0，则弹出警告框提示用户
45.     if (!ok || localPort == 0) {
46.         QMessageBox::warning(this, "警告", "请输入有效的端口号");
47.         return;
48.     }
50.     // 绑定端口号到本地套接字
51.     if (udpSocket->bind(localPort)) {
52.         // 绑定成功，弹出信息框提示用户
53.         QMessageBox::information(this, "提示", "成功绑定端口");
54.     } else {
55.         // 绑定失败，弹出错误信息框
56.         QMessageBox::critical(this, "错误", "绑定端口失败，请检查端口是否被占用");
57.     }
59.     // 连接信号与槽，当数据报到达时触发 readyRead_slot
60.     connect(udpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readyRead_slot()));
62. }
64. // 点击 "关闭" 按钮后关闭 UDP 套接字
65. void Widget::on_closeBt_clicked()
66. {
67.     udpSocket->close();  // 关闭套接字，停止接收数据
68. }
70. // 点击 "发送" 按钮后发送数据
71. void Widget::on_sendBt_clicked()
72. {
73.     quint16 port;
74.     QString sendbuf;
75.     QHostAddress address;
77.     // 从界面获取目标 IP 地址并设置
78.     address.setAddress(ui->aimIP->text());
79.     // 从界面获取要发送的文本
80.     sendbuf = ui->sendEdit->text();
81.     // 从界面获取目标端口号
82.     port = ui->aimPort->text().toUInt();
84.     // 使用 writeDatagram() 发送数据报
85.     udpSocket->writeDatagram(sendbuf.toUtf8(), address, port);
86. }

复制代码

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4. 代码逐行解释

4.1 初始化套接字

1. udpSocket = new QUdpSocket(this);  // 创建 UDP 套接字对象，并将当前窗口作为父对象

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• 这里我们创建了一个 QUdpSocket 对象来进行 UDP 通信。this 作为父对象传入，确保在 Widget 被烧毁时，udpSocket 也会被正确清理。
  

4.2 接收数据（readyRead_slot）

1. while (udpSocket->hasPendingDatagrams()) {
2.     QByteArray array;
3.     array.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
4.     udpSocket->readDatagram(array.data(), array.size());
5.     QString buf = QString::fromUtf8(array);
6.     ui->recvEdit->appendPlainText(buf);
7. }

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• hasPendingDatagrams()：检查是否有待接收的数据报。
  
• readDatagram()：读取接收到的一个数据报，并将数据存储到 array 中。
  
• 将接收到的字节数据 array 转换为 QString，然后表如今界面上的文本框中。
  

4.3 打开端口并绑定（on_openBt_clicked）

1. quint16 localPort = ui->localPort->text().toUInt(&ok);
2. if (!ok || localPort == 0) {
3.     QMessageBox::warning(this, "警告", "请输入有效的端口号");
4.     return;
5. }
6. if (udpSocket->bind(localPort)) {
7.     QMessageBox::information(this, "提示", "成功绑定端口");
8. } else {
9.     QMessageBox::critical(this, "错误", "绑定端口失败，请检查端口是否被占用");
10. }

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• 从界面的文本框中获取本地端标语，并实验将其转换为整数类型。
  
• 调用 bind() 方法绑定指定的端口，如果成功则弹出提示框。
  

4.4 发送数据（on_sendBt_clicked）

1. udpSocket->writeDatagram(sendbuf.toUtf8(), address, port);

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• 获取目标 IP 地址、端标语以及要发送的消息内容。
  
• 使用 writeDatagram() 方法将数据报发送到指定的目标 IP 和端口。
  

4.5 关闭 UDP 套接字（on_closeBt_clicked）

1. udpSocket->close();  // 关闭 UDP 套接字

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• 调用 close() 方法关闭 UDP 套接字，制止接收数据。
  

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5. Qt 中的信号与槽

Qt 使用信号与槽机制来实现事件驱动编程。当某个事件发生时（如按钮点击、数据到达等），会触发一个信号，信号会毗连到一个槽（函数），从而执行相应的操作。
在本例中，当接收到数据时，readyRead() 信号会被触发，并调用 readyRead_slot() 槽函数来处置惩罚接收到的数据。

1. connect(udpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readyRead_slot()));

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最后实现：
![[Pasted image 20250422161717.png]]
6. 总结

通过 QUdpSocket 类，Qt 提供了一种轻便的方式来进行 UDP 网络通信。本示例展示了怎样实现一个简单的 UDP 客户端，可以或许绑定端口、接收数据报、发送数据报，而且关闭 UDP 套接字。使用 Qt 进行 UDP 编程非常直观，尤其适用于实时性较高的应用，如实时聊天、传感器数据采集等。

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