Qt中利用QJsonDocument实现安全的JSON序列化/反序列化方案，包含详细的错误 ...

以下是在Qt中利用QJsonDocument实现安全的JSON序列化/反序列化方案，包含详细的错误处置惩罚机制：
1. 底子错误处置惩罚架构

1. class JsonSerializable {
2. public:
3.     virtual ~JsonSerializable() = default;
4.   
5.     // 序列化接口
6.     [[nodiscard]] bool serialize(QByteArray &output) const {
7.         QJsonObject jsonObj;
8.         if (!toJson(jsonObj)) {
9.             m_lastError = "Serialization failed: " + m_lastError;
10.             return false;
11.         }
12.       
13.         // 生成紧凑格式JSON（改用QJsonDocument::Indented可调格式）
14.         output = QJsonDocument(jsonObj).toJson(QJsonDocument::Compact);
15.         return true;
16.     }
18.     // 反序列化接口
19.     [[nodiscard]] bool deserialize(const QByteArray &input) {
20.         QJsonParseError parseError;
21.         QJsonDocument doc = QJsonDocument::fromJson(input, &parseError);
22.       
23.         if (parseError.error != QJsonParseError::NoError) {
24.             m_lastError = QString("JSON parse error at %1: %2")
25.                           .arg(parseError.offset)
26.                           .arg(parseError.errorString());
27.             return false;
28.         }
29.       
30.         if (!doc.isObject()) {
31.             m_lastError = "Root is not a JSON object";
32.             return false;
33.         }
34.       
35.         return fromJson(doc.object());
36.     }
38.     // 错误信息访问
39.     QString lastError() const { return m_lastError; }
41. protected:
42.     // 子类必须实现的JSON转换方法
43.     virtual bool toJson(QJsonObject &json) const = 0;
44.     virtual bool fromJson(const QJsonObject &json) = 0;
46.     // 错误处理辅助方法
47.     void setError(const QString &error) { m_lastError = error; }
48.     bool validateField(const QJsonObject &json,
49.                       const QString &key,
50.                       QJsonValue::Type expectedType) {
51.         if (!json.contains(key)) {
52.             m_lastError = QString("Missing required field: %1").arg(key);
53.             return false;
54.         }
55.         if (json[key].type() != expectedType) {
56.             m_lastError = QString("Field '%1' type mismatch (Expect:%2 Got:%3)")
57.                           .arg(key)
58.                           .arg(typeToString(expectedType))
59.                           .arg(typeToString(json[key].type()));
60.             return false;
61.         }
62.         return true;
63.     }
65. private:
66.     QString m_lastError;
67.   
68.     static QString typeToString(QJsonValue::Type type) {
69.         switch(type) {
70.         case QJsonValue::Null:   return "Null";
71.         case QJsonValue::Bool:   return "Bool";
72.         case QJsonValue::Double: return "Double";
73.         case QJsonValue::String: return "String";
74.         case QJsonValue::Array:  return "Array";
75.         case QJsonValue::Object: return "Object";
76.         default:                 return "Unknown";
77.         }
78.     }
79. };

复制代码

2. 具体数据类实现示例

1. class UserProfile : public JsonSerializable {
2. public:
3.     // 必须字段
4.     QString username;
5.     QString email;
6.     int age = 0;
8.     // 可选字段
9.     QString phoneNumber;
10.     QDateTime registrationDate;
12. protected:
13.     bool toJson(QJsonObject &json) const override {
14.         // 验证数据有效性
15.         if (username.isEmpty() ||
16.             !email.contains('@') ||
17.             age < 0)
18.         {
19.             setError("Invalid user data");
20.             return false;
21.         }
23.         // 序列化必须字段
24.         json["username"] = username;
25.         json["email"] = email;
26.         json["age"] = age;
28.         // 序列化可选字段
29.         if (!phoneNumber.isEmpty())
30.             json["phone"] = phoneNumber;
31.         if (registrationDate.isValid())
32.             json["reg_date"] = registrationDate.toString(Qt::ISODate);
34.         return true;
35.     }
37.     bool fromJson(const QJsonObject &json) override {
38.         // 验证必须字段
39.         if (!validateField(json, "username", QJsonValue::String) ||
40.             !validateField(json, "email", QJsonValue::String) ||
41.             !validateField(json, "age", QJsonValue::Double))
42.         {
43.             return false;
44.         }
46.         // 解析必须字段
47.         username = json["username"].toString();
48.         email = json["email"].toString();
49.         age = json["age"].toInt();
51.         // 检查有效性
52.         if (username.isEmpty()) {
53.             setError("Username cannot be empty");
54.             return false;
55.         }
56.         if (!email.contains('@')) {
57.             setError("Invalid email format");
58.             return false;
59.         }
60.         if (age < 0) {
61.             setError("Age cannot be negative");
62.             return false;
63.         }
65.         // 解析可选字段
66.         if (json.contains("phone")) {
67.             if (json["phone"].type() != QJsonValue::String) {
68.                 setError("Invalid phone number format");
69.                 return false;
70.             }
71.             phoneNumber = json["phone"].toString();
72.         }
74.         if (json.contains("reg_date")) {
75.             if (!json["reg_date"].isString()) {
76.                 setError("Invalid registration date format");
77.                 return false;
78.             }
79.             registrationDate = QDateTime::fromString(
80.                 json["reg_date"].toString(),
81.                 Qt::ISODate
82.             );
83.             if (!registrationDate.isValid()) {
84.                 setError("Malformed registration date");
85.                 return false;
86.             }
87.         }
89.         return true;
90.     }
91. };

复制代码

3. 加强的错误处置惩罚拓展

1. class SafeJsonConverter {
2. public:
3.     // 带详细错误信息的泛型转换接口
4.     template<typename T>
5.     static bool fromJson(const QByteArray &jsonData, T &obj) {
6.         static_assert(std::is_base_of_v<JsonSerializable, T>,
7.                      "T must inherit from JsonSerializable");
9.         if (!obj.deserialize(jsonData)) {
10.             m_lastGlobalError = obj.lastError();
11.             return false;
12.         }
13.         return true;
14.     }
16.     template<typename T>
17.     static QByteArray toJson(const T &obj, bool *ok = nullptr) {
18.         static_assert(std::is_base_of_v<JsonSerializable, T>,
19.                      "T must inherit from JsonSerializable");
21.         QByteArray result;
22.         bool success = obj.serialize(result);
23.         if (ok) *ok = success;
24.         if (!success) m_lastGlobalError = obj.lastError();
25.         return result;
26.     }
28.     static QString lastError() { return m_lastGlobalError; }
30. private:
31.     inline static QString m_lastGlobalError;
32. };

复制代码

4. 利用示例及错误处置惩罚

[code]int main() {    // 序列化测试    UserProfile user;    user.username = "john_doe";    user.email = "john@example.com";    user.age = 30;    user.phoneNumber = "+123456789";      QByteArray jsonData;    if (!user.serialize(jsonData)) {        qCritical()