C++ Qt开发之使用QUdpSocket实现UDP网络通信

QUdpSocket::QUdpSocket(QObject * parent = nullptr)
如上构造函数创建一个新的 QUdpSocket 对象。如果提供了 parent 参数，则会将新创建的 QUdpSocket 对象添加到 parent 对象的子对象列表中，并且在 parent 对象被销毁时自动销毁 QUdpSocket 对象。如果没有提供 parent 参数，则 QUdpSocket 对象将不会有父对象，并且需要手动管理其生命周期。
初始化结束后，则下一步需要调用bind()，bind() 函数是 QUdpSocket 类的一个成员函数，用于将套接字绑定到特定的本地地址和端口。它的函数原型如下：
void QUdpSocket::bind(const QHostAddress &address, quint16 port, BindMode mode = DefaultForPlatform)
address：要绑定的本地地址，通常是 QHostAddress::Any，表示绑定到所有可用的网络接口。
port：要绑定的本地端口号。
mode：绑定模式，指定套接字的行为。默认值是 DefaultForPlatform，表示使用平台默认的绑定模式。
该函数允许 QUdpSocket 在本地网络接口上监听传入的数据报。一旦调用了 bind() 函数，QUdpSocket 就可以接收来自指定地址和端口的数据报。
在调用 bind() 函数之后，如果成功绑定了指定的地址和端口，套接字将处于 BoundState 状态。如果出现错误，可以通过检查 error() 函数获取错误代码，并通过 errorString() 函数获取错误消息。
接着我们通过connect()函数依次绑定套接字到stateChanged状态改变信号，以及readyRead()读取信号上，这段初始化代码如下所示；
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
    ui->setupUi(this);
    udpSocket=new QUdpSocket(this);
    // 生成随机整数 包含2000 - 不包含65534
    int randomInt = QRandomGenerator::global()->bounded(2000, 65534);
    if(udpSocket->bind(randomInt))
        this->setWindowTitle(this->windowTitle() + " | 地址: " + getLocalAddress() + " 绑定端口：" + QString::number(udpSocket->localPort()));
    connect(udpSocket,SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)),this,SLOT(onSocketStateChange(QAbstractSocket::SocketState)));
    onSocketStateChange(udpSocket->state());
    connect(udpSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(onSocketReadyRead()));
接着切换到读取信号所对应的槽函数上，onSocketReadyRead是我们自定义的一个槽，该槽函数功能如下所示；
// 读取收到的数据报
void MainWindow::onSocketReadyRead()
    while(udpSocket->hasPendingDatagrams())
        QByteArray datagram;
        datagram.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
        QHostAddress peerAddr;
        quint16 peerPort;
        udpSocket->readDatagram(datagram.data(),datagram.size(),&peerAddr,&peerPort);
        QString str=datagram.data();
        QString peer="[消息来自 " + peerAddr.toString()+":"+QString::number(peerPort)+"] | ";
        ui->plainTextEdit->appendPlainText(peer+str);
首先在代码中调用pendingDatagramSize函数，pendingDatagramSize() 是 QUdpSocket 类的一个成员函数，用于获取下一个待读取的数据报的大小。它的函数原型如下：
qint64 QUdpSocket::pendingDatagramSize() const
该函数返回一个 qint64 类型的值，表示下一个待读取的数据报的大小（以字节为单位）。如果没有待读取的数据报，或者发生了错误，该函数将返回 -1。
通常，可以在调用 readDatagram() 函数之前调用 pendingDatagramSize() 函数来获取下一个待读取的数据报的大小。这样可以为数据缓冲区分配正确大小的空间，以确保完整地读取数据报。
当有了待读取字节后，接着就可以直接通过调用readDatagram函数来从套接字中读取数据报，readDatagram() 是 QUdpSocket 类的一个成员函数，它有几个重载形式，其中最常用的是：
qint64 QUdpSocket::readDatagram(char * data, qint64 maxSize, QHostAddress * address = nullptr, quint16 * port = nullptr)
该函数用于读取数据报并将其存储到指定的缓冲区 data 中，最多读取 maxSize 个字节的数据。可选参数 address 和 port 用于返回数据报的源地址和端口号。如果不需要这些信息，可以将它们设置为 nullptr。
函数返回实际读取的字节数，如果发生错误，返回 -1。要查看错误信息，可以使用 error() 和 errorString() 函数。
另外，还有一个更简单的重载形式：
QByteArray QUdpSocket::readDatagram(qint64 maxSize, QHostAddress * address = nullptr, quint16 * port = nullptr)
这个重载函数直接返回一个 QByteArray 对象，其中包含了读取的数据报。
2.单播与广播消息
单播（Unicast）和广播（Broadcast）是网络通信中常见的两种数据传输方式，它们在数据包的传输范围和目标数量上有所不同。
单播（Unicast）
单播是一种一对一的通信方式，其中数据包从一个发送者传输到一个接收者。在单播通信中，数据包只发送到目标主机的网络接口，并且只有目标主机能够接收和处理这个数据包。
一对一通信：每个数据包只有一个发送者和一个接收者。
目标明确：数据包只发送到特定的目标主机，其他主机不会接收到这个数据包。
点到点通信：适用于直接通信的场景，如客户端与服务器之间的通信。
当按钮发送消息被点击后，则是一种单播模式，通常该模式需要得到目标地址与端口号，并通过调用writeDatagram来实现数据的发送，该函数通过传入三个参数，分别是发送字符串，目标地址与目标端口来实现一对一推送。
void MainWindow::on_pushButton_clicked()
    QHostAddress targetAddr(ui->lineEdit_addr->text());
    QString portString = ui->lineEdit_port->text();
    quint16 targetPort = portString.toUShort();
    QString msg=ui->lineEdit_msg->text();
    QByteArray str=msg.toUtf8();
    // 发送数据报
    udpSocket->writeDatagram(str,targetAddr,targetPort);
    ui->plainTextEdit->appendPlainText("[单播消息] | " + msg);
广播（Broadcast）
广播是一种一对多的通信方式，其中数据包从一个发送者传输到同一网络中的所有主机。在广播通信中，数据包被发送到网络中的所有主机，并且所有的主机都能够接收和处理这个数据包。
一对多通信：每个数据包有一个发送者，但可以有多个接收者。
目标不明确：数据包被发送到网络中的所有主机，不需要知道接收者的具体地址。
广播域：在局域网中进行广播，只有在同一广播域内的主机才能接收到广播消息。
网络负载：在大型网络中使用广播可能会产生大量的网络流量，影响网络性能。
当按钮广播消息被点击后，则同样是调用writeDatagram函数与，唯一的区别在于第二个参数并未指定地址，而是使用了QHostAddress::Broadcast来代替，意味着只要端口是一致的则对所有的客户推送消息，其他保持不变。
void MainWindow::on_pushButton_2_clicked()
    // 广播地址
    QString portString = ui->lineEdit_port->text();
    quint16 targetPort = portString.toUShort();
    QString  msg=ui->lineEdit_msg->text();
    QByteArray str=msg.toUtf8();
    udpSocket->writeDatagram(str,QHostAddress::Broadcast,targetPort);
    ui->plainTextEdit->appendPlainText("[广播消息] | " + msg);
读者可自行运行两次客户端，此时的端口将会随机分配，当指定对端端口后就可以向其发送数据，如下图所示；具体实现细节，请参考文章附件。
以上就是C++ Qt开发之使用QUdpSocket实现UDP网络通信的详细内容，更多关于Qt QUdpSocket UDP网络通信的资料请关注脚本之家其它相关文章！
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