目录
1 实例功能概述
2 Qt预定义编石马文件的读写
2.1 保存为文件
2.2 stm文件格式
2.3 读取stm文件
3 标准编码文件的读写
3.1 保存为dat文件
3.2 dat文件格式
3.3 读取dat文件
文件的读写是很多应用程序具有的功能,甚至某些应用程序就是围绕着某一种格式文件的处
理而开发的,所以文件读写是应用程序开发的一个基本功能。
1 实例功能概述
除了文本文件之外,其他需要按照一定的格式定义读写的文件都称为二进制文件。每种格式
的二进制文件都有自己的格式定义,写入数据时按照一定的顺序写入,读出时也按照相应的顺序
读出。例如地球物理中常用的SEG-Y格式文件,必须按照其标准格式要求写入数据才符合这种文
件的格式规范,读取数据时也需要按照格式定义来读出。
Qt使用QFile和QDataStream进行二进制数据文件的读写。QFile负责文件的IO设备接口,
即与文件的物理交互,QDataStream以数据流的方式读取文件内容或写入文件内容。
本节以实例samp7_2演示二进制文件的读写,图7-2是程序运行的界面。
图7-2 实例samp7_2的二进制文件读写功能
实例以表格形式编辑一个数据表,采用Model/View结构,编辑后的数据保存为二进制文件。
根据QDataStream保存文件时使用的数据编码的方式不同,可以保存为两种文件。
(1)用Qt预定义编码保存各种类型数据的文件,定义文件后缀为“stm”。Qt预定义编码是指
在写入某个类型数据,如整形数、字符串等到文件流时,使用Qt预定义的编码。可以将这种Qt预
定义数据格式编码类比于HTML的标记符,Qt写入某种类型数据时用了Qt预定义的标记符,读出
数据时,根据标记符读出数据。使用Qt预定义编码保存的流文件,某些字节是QDataStream自己写
入的,我们并不完全知道文件内每个字节的意义,但是用QDataStream可以读出相应的数据。
(2)标准编码数据文件,定义文件后缀为".dat”。在将数据写到文件时,完全使用数据的二进
制原始内容,每个字节都有具体的定义,在读出数据时,只需根据每个字节的定义读出数据即可。
实例samp7_2具有如下功能:
-
可以在表格内编辑数据,同样的表格数据内容可以保存为两种格式的文件,Qt预定义编 码文件(文件)和标准编码文件(dat文件);
-
界面上的表格数据可以修改,可以添加行、插入行、删除行;
-
可以读取stm文件或文件,虽然文件格式不一样,但对相同的界面数据表存储的文件 的实质内容是一样的。
实例samp7_2的主窗口使用了Model/View结构、标准项数据模型QStandardItemModel和选
择模型QItemSelectionModel,界面上使用了QTableView组件,还有代理组件。
为便于理解后面的程序,这里给出主窗口MainWindow类中自定义的一些变量和函数,具体
如下(忽略了自动生成的一些定义):
class MainWindow : public QMainWindow
{
private:
//用于状态栏的信息显示
QLabel *LabCellPos; //当前单元格行列号
QLabel *LabCellText; //当前单元格内容
QWIntSpinDelegate intSpinDelegate; //整型数
QWFloatSpinDelegate floatSpinDelegate; //浮点数
QWComboBoxDelegate comboBoxDelegate; //列表选择
QStandardItemModel *theModel;//数据模型
QItemSelectionModel *theSelection;//Item选择模型
void resetTable(int aRowCount); //表格复位,设定行数
bool saveDataAsStream(QString& aFileName);//将数据保存为数据流文件
bool openDataAsStream(QString& aFileName);//读取数据流文件
bool saveBinaryFile(QString& aFileName);//保存为二进制文件
bool openBinaryFile(QString& aFileName);//打开二进制文件
};
2 Qt预定义编石马文件的读写
2.1 保存为文件
先看文件保存功能,因为从文件保存功能的代码可以看出文件内数据的存储顺序。在图7-2
的窗口上编辑表格的数据后,单击工具栏上的“保存stm文件”,可以使用Qt预定义编码方式保
存文件。此按钮的响应代码如下:
void MainWindow::on_actSave_triggered()
{ //以Qt预定义编码保存数据文件
QString curPath=QDir::currentPath();
QString aFileName=QFileDialog::getSaveFileName(this,tr("选择保存文件"),curPath, "Qt预定义编码数据文件(*.stm)");
if (aFileName.isEmpty())
return;
if (saveDataAsStream(aFileName)) //保存为流数据文件
QMessageBox::information(this,"提示消息","文件已经成功保存!");
}
bool MainWindow::saveDataAsStream(QString &aFileName)
{//将模型数据保存为Qt预定义编码的数据文件
QFile aFile(aFileName); //以文件方式读出
if (!(aFile.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Truncate)))
return false;
QDataStream aStream(&aFile);
aStream.setVersion(QDataStream::Qt_5_9); //设置版本号,写入和读取的版本号要兼容
qint16 rowCount=theModel->rowCount(); //数据模型行数
qint16 colCount=theModel->columnCount(); //数据模型列数
aStream<<rowCount; //写入文件流,行数
aStream<<colCount;//写入文件流,列数
//获取表头文字
for (int i=0;i<theModel->columnCount();i++)
{
QString str=theModel->horizontalHeaderItem(i)->text();//获取表头文字
aStream<<str; //字符串写入文件流,Qt预定义编码方式
}
//获取数据区的数据
for (int i=0;i<theModel->rowCount();i++)
{
QStandardItem* aItem=theModel->item(i,0); //测深
qint16 ceShen=aItem->data(Qt::DisplayRole).toInt();
aStream<<ceShen;// 写入文件流,qint16
aItem=theModel->item(i,1); //垂深
qreal chuiShen=aItem->data(Qt::DisplayRole).toFloat();
aStream<<chuiShen;//写入文件流, qreal
aItem=theModel->item(i,2); //方位
qreal fangWei=aItem->data(Qt::DisplayRole).toFloat();
aStream<<fangWei;//写入文件流, qreal
aItem=theModel->item(i,3); //位移
qreal weiYi=aItem->data(Qt::DisplayRole).toFloat();
aStream<<weiYi;//写入文件流, qreal
aItem=theModel->item(i,4); //固井质量
QString zhiLiang=aItem->data(Qt::DisplayRole).toString();
aStream<<zhiLiang;// 写入文件流,字符串
aItem=theModel->item(i,5); //测井
bool quYang=(aItem->checkState()==Qt::Checked);
aStream<<quYang;// 写入文件流,bool型
}
aFile.close();
return true;
}
自定义函数saveDataAsStream()将表格的数据模型theModel的数据保存为一个stm文件。代
码首先是创建QFile对象aFile打开文件,然后创建QDataStream对象aStream与QFile对象关联。
在开始写数据流之前,为QDataStream对象aStream设置版本号,即调用setVersion()函数,
并传递一个QDataStream::Version枚举类型的值。
aStream.setVersion(QDataStream::Qt_5_9);
这表示aStream将以QDataStream::Qt_5_9版本的预定义类型写文件流。
注意:以Qt的预定义类型编码保存的文件需要指定流版本号,因为每个版本的Qt对数据类型的编码可能有
差别,需要保证写文件和读文件的流版本是兼容的。
接下来,就是按照需要保存数据的顺序写入文件流。例如在文件开始,先写入行数和列数两
个qint16的整数。因为行数和列数关系到后面的数据是如何组织的,因此在读取文件数据时,首
先读取这两个整数,然后根据数据存储方式的约定,就知道后续数据该如何读取了。向文件写入
数据时,直接用流的输入操作,如:
aStream<<rowCount;//写入文件流,行数aStream<<colCount;//写入文件流,列数
在读取各列的表头字符串之后,将其写入数据流。然后逐行扫描表格的数据模型,将每一行
的列数据写入数据流。
数据流写入数据时都使用运算符“<<”,不论写的是qint16、qreal,还是字符串。除了可以写
入基本的数据类型外,QDataStream流操作还可以写入很多其他类型的数据,如QBrush、QColor、
QImage、QIcon等,这些称为可序列化的数据类型(Serializing Qt Data Types)。
QDataStream以流操作写入这些数据时,我们并不知道文件里每个字节是如何存储的,但是
知道数据写入的顺序,以及每次写入数据的类型。在文件数据读出时,只需按照顺序和类型对应
读出即可。
2.2 stm文件格式
根据saveDataAsStream()函数的代码,可知Qt预定义编码保存的stm文件的格式,如表7-1
所示。
从表7-1中可以知道stm文件的数据存储顺序和类型,但是并不知道qint16类型的数据存储
为几个字节以及Qstring类型的数据是如何定义长度和字符内容的,其实也不需要知道这些具体的
存储方式,在从文件读出时,只需按照表7-1的顺序和类型读出数据即可。
2.3 读取stm文件
下面是工具栏按钮“打开stm文件”的响应代码及相关函数代码,选择需要打开的stm文件
后,主要是调用自定义函数openDataAsStream()将其打开。
void MainWindow::on_actOpen_triggered()
{
QString curPath=QDir::currentPath();
//调用打开文件对话框打开一个文件
QString aFileName=QFileDialog::getOpenFileName(this,tr("打开一个文件"),curPath, "流数据文件(*.stm)");
if (aFileName.isEmpty())
return;
if (openDataAsStream(aFileName)) //保存为流数据文件
QMessageBox::information(this,"提示消息","文件已经打开!");
}
bool MainWindow::openDataAsStream(QString &aFileName)
{ //从Qt预定义流文件读入数据
QFile aFile(aFileName); //以文件方式读出
if (!(aFile.open(QIODevice::ReadOnly)))
return false;
QDataStream aStream(&aFile); //用文本流读取文件
aStream.setVersion(QDataStream::Qt_5_9); //设置流文件版本号
qint16 rowCount,colCount;
aStream>>rowCount; //读取行数
aStream>>colCount; //列数
this->resetTable(rowCount); //表格复位
//获取表头文字
QString str;
for (int i=0;i<colCount;i++)
aStream>>str; //读取表头字符串
//获取数据区文字,
qint16 ceShen;
qreal chuiShen;
qreal fangWei;
qreal weiYi;
QString zhiLiang;
bool quYang;
QStandardItem *aItem;
QModelIndex index;
for (int i=0;i<rowCount;i++)
{
aStream>>ceShen;//读取测深, qint16
index=theModel->index(i,0);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
aItem->setData(ceShen,Qt::DisplayRole);
aStream>>chuiShen;//垂深,qreal
index=theModel->index(i,1);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
aItem->setData(chuiShen,Qt::DisplayRole);
aStream>>fangWei;//方位,qreal
index=theModel->index(i,2);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
aItem->setData(fangWei,Qt::DisplayRole);
aStream>>weiYi;//位移,qreal
index=theModel->index(i,3);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
aItem->setData(weiYi,Qt::DisplayRole);
aStream>>zhiLiang;//固井质量,QString
index=theModel->index(i,4);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
aItem->setData(zhiLiang,Qt::DisplayRole);
aStream>>quYang;//bool
index=theModel->index(i,5);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
if (quYang)
aItem->setCheckState(Qt::Checked);
else
aItem->setCheckState(Qt::Unchecked);
}
aFile.close();
return true;
}
void MainWindow::resetTable(int aRowCount)
{ //表格复位
theModel->removeRows(0,theModel->rowCount()); //删除所有行
theModel->setRowCount(aRowCount);//设置新的行数
QString str=theModel->headerData(theModel->columnCount()-1,
Qt::Horizontal,Qt::DisplayRole).toString();
for (int i=0;i<theModel->rowCount();i++)
{ //设置最后一列
QModelIndex index=theModel->index(i,FixedColumnCount-1); //获取模型索引
QStandardItem* aItem=theModel->itemFromIndex(index); //获取item
aItem->setCheckable(true);
aItem->setData(str,Qt::DisplayRole);
aItem->setEditable(false); //不可编辑
}
}
读取stm文件的数据之前也必须设置QDataStream的流版本号,应该等于或高于数据保存时
的流版本号。
然后就是按照表7-1所示的写入数据时的顺序和类型,相应地读出每个数据。文件里最早的
两个数据是表格的行数和列数,读出这两个数据,就能知道数据的行数和列数,并调用自定义函
数resetTable()给数据模型复位,并设置其行数。
然后将保存的每行数据读入到数据模型的每个项中,这样窗口上的QTableView组件就可以显
示数据了。
使用QDataStream的流操作方式读写文件的特点如下。
-
读写操作都比较方便,支持读写各种数据类型,包括Qt的一些类,还可以为流数据读写 扩展自定义的数据类型。读写某种类型的数据时,只要是流支持即可,而在文件内部是如 何存储的,用户无需关心,由Qt预定义。
-
写文件和读文件时必须保证使用的流版本兼容,即流的版本号相同,或读取文件的流版本 号高于写文件时的流版本号。这是因为在不同的流版本中,流支持的数据类型的读写方式 可能有所改变,必须保证读写版本的兼容。
-
用这种方式保存文件时,写入数据采用Qt预定义的编码,即写入文件的二进制编码是由 Qt预定义的,写多少个字节、字节是什么样的顺序,用户是不知道的。如果是由QDataStream 读取数据,只需按类型读出即可。但是,如果由这种方法创建的文件是用于交换的,需要 用其他的编程语言(如Matlab)来读取文件内容,则存在问题了。因为其他语言并没有与 Qt的流写入完全一致的流读出功能,例如,其他语言并不知道Qt保存的QString或QFont 的内容是如何组织的。
3 标准编码文件的读写
3.1 保存为dat文件
前面是采用Qt预定义编码读写文件,这种方法使用简单,但是文件的格式不完全透明,
不能创建用于交换的通用格式文件。
创建通用格式文件(即文件格式完全透明,每个字节都有具体的定义,如SEG-Y文件)的方
法是以标准编码方式创建文件,使文件的每个字节都有具体的定义。用户在读取这种文件时,按
照文件格式定义读取出每个字节数据并做解析即可,不管使用什么编程语言都可以编写读写文件
的程序。
主窗口工具栏上的“保存dat文件”按钮将表格中的数据保存为标准编码的文件,文件后缀
是“.dat”。保存文件的代码是:
void MainWindow::on_actSaveBin_triggered()
{//保存二进制文件
QString curPath=QDir::currentPath();
//调用打开文件对话框选择一个文件
QString aFileName=QFileDialog::getSaveFileName(this,tr("选择保存文件"),curPath, "二进制数据文件(*.dat)");
if (aFileName.isEmpty())
return;
if (saveBinaryFile(aFileName)) //保存为流数据文件
QMessageBox::information(this,"提示消息","文件已经成功保存!");
}
bool MainWindow::saveBinaryFile(QString &aFileName)
{ //保存为纯二进制文件
QFile aFile(aFileName); //以文件方式读出
if (!(aFile.open(QIODevice::WriteOnly)))
return false;
QDataStream aStream(&aFile); //用文本流读取文件
aStream.setByteOrder(QDataStream::LittleEndian);//windows平台
qint16 rowCount=theModel->rowCount();
qint16 colCount=theModel->columnCount();
aStream.writeRawData((char *)&rowCount,sizeof(qint16)); //写入文件流
aStream.writeRawData((char *)&colCount,sizeof(qint16));//写入文件流
//获取表头文字
QByteArray btArray;
QStandardItem *aItem;
for (int i=0;i<theModel->columnCount();i++)
{
aItem=theModel->horizontalHeaderItem(i); //获取表头item
QString str=aItem->text(); //获取表头文字
btArray=str.toUtf8(); //转换为字符数组
aStream.writeBytes(btArray,btArray.length()); //写入文件流,长度uint型,然后是字符串内容
}
//获取数据区文字,
qint8 yes=1,no=0; //分别代表逻辑值 true和false
for (int i=0;i<theModel->rowCount();i++)
{
aItem=theModel->item(i,0); //测深
qint16 ceShen=aItem->data(Qt::DisplayRole).toInt();//qint16类型
aStream.writeRawData((char *)&ceShen,sizeof(qint16));//写入文件流
aItem=theModel->item(i,1); //垂深
qreal chuiShen=aItem->data(Qt::DisplayRole).toFloat();//qreal 类型
aStream.writeRawData((char *)&chuiShen,sizeof(qreal));//写入文件流
aItem=theModel->item(i,2); //方位
qreal fangWei=aItem->data(Qt::DisplayRole).toFloat();
aStream.writeRawData((char *)&fangWei,sizeof(qreal));
aItem=theModel->item(i,3); //位移
qreal weiYi=aItem->data(Qt::DisplayRole).toFloat();
aStream.writeRawData((char *)&weiYi,sizeof(qreal));
aItem=theModel->item(i,4); //固井质量
QString zhiLiang=aItem->data(Qt::DisplayRole).toString();
btArray=zhiLiang.toUtf8();
aStream.writeBytes(btArray,btArray.length()); //写入长度,uint,然后是字符串
aItem=theModel->item(i,5); //测井取样
bool quYang=(aItem->checkState()==Qt::Checked); //true or false
if (quYang)
aStream.writeRawData((char *)&yes,sizeof(qint8));
else
aStream.writeRawData((char *)&no,sizeof(qint8));
}
aFile.close();
return true;
}
-
字节序
在保存为标准编码的二进制文件时,无须指定QDataStream的版本,因为不会用到Qt的类型
预定义编码,文件的每个字节的意义都是用户自己定义的。但是如有必要,需要为文件指定字节
顺序,如:
aStream.setByteOrder(QDataStream::LittleEndian);
字节顺序分为大端字节序和小端字节序,小端字节序指低字节数据存放在内存低地址处,高
字节数据存放在内存高地址处;大端字节序则相反。
基于X86平台的计算机是小端字节序的,所以Windows系统是小端字节序,而有的嵌入式平台或工作站平台则是大端字节序的。读取一个文件时,首先需要知道它是以什么字节序存储的,
这样才可以正确的读出。
setByteOrder()函数的参数是QDataStream::ByteOrder枚举类型常量,QDataStream::BigEndian
是大端字节序,QDataStream::
LittleEndian
是小端字节序。
-
writeRawData()函数
QDataStream采用函数writeRawData()将数据写入数据流,在保存qint8、qint16、qreal等类型
的数据时都使用这个函数,其函数原型是:
int QDataStream::writeRawData(const char *s,int len)
其中参数s是一个指向字节型数据的指针,len是字节数据的长度。调用writeRawData()函数
将会向文件流连续写入len个字节的数据,这些字节数据保存在指针s指向的起始地址里。例如,
将qint16类型变量rowCount写入文件的语句是:
qint16 rowCount=the ModeI->rowCount();aStream.writeRawData((char*)&rowCount,sizeof(qint16));
-
writeBytes()函数
在将字符串数据写入文件时,使用的是writeBytes()函数,而不是writeRawData()。下面是
writeBytes()函数的原型定义:
QDataStream &QDataStream::writeBytes(const char *s,uint len)
其中参数s是一个指向字节型数据的指针,Ien是字节数据的长度。writeBytes()在写入数据时,
会先将len作为一个quint32类型写入数据流,然后再写入len个从指针s获取的数据。
writeBytes()适合于写入字符串数据,因为在写入字符串之前要先写入字符串的长度,这样在
读取文件时,就能知道字符串的长度,以便正确读出字符串。
例如,下面的代码将字符串“Depth"写入文件流:
QString str="Depth"QByteArray btArray=str.toUtf8();aStream.writeBytes(btArray,btArray·length());
文件中实际保存的内容见表7-2。前4个字节是quint32类型的整数,表示保存数据的字节个
数,这里是5,表示后续有5个字节数据。从第5字节开始,是保存的字符串"Depth"的每个字符
的ASCII码。
由于写入文件的字符串的长度一般是不固定的,因此如果以writeRawData()函数写入文件,
只会写入字符串的内容,而没有表示字符串的长度。在文件读出时,如果不己知字符串长度,则
难以正确读出字符串内容。而writeBytes()函数首先写入了字符串的长度,在读取文件时,先从前
四个字节读出字符串长度,知道数据有多少个字节就可以正确读出了。
QDataStream提供了与writeBytes()对应的函数readBytes(),它可以自动读取长度和内容,适
用于字符串数据的读取。
3.2 dat文件格式
用saveBinaryFile()函数保存数据为标准编码二进制文件,文件后缀为“.dat”。根据
saveBinaryFile()函数的内容,dat文件的格式见表7-3。
在表7-3中,可以看到文件内的每个字节都是有具体定义的,这样,无论用什么语言编写一
个文件读取的程序,只要按照这个格式来读取,都可以正确读出文件内容。
dat文件的数据是否是按照表7-3所示的顺序存储的呢?可以创建一个简单的数据表格,保存
为dat后缀的文件,然后用显示文件二进制内容的软件来查看,
如UltraEdit或WinHex,这些软件
在分析文件格式,编写文件读写程序时特别有用。
3.3 读取dat文件
对于保存的dat文件,主窗口工具栏上的“打开dat文件”按钮可以打开保存的dat文件,下
面是打开dat文件的函数openBinaryFile()的代码。
bool MainWindow::openBinaryFile(QString &aFileName)
{//打开二进制文件
QFile aFile(aFileName); //以文件方式读出
if (!(aFile.open(QIODevice::ReadOnly)))
return false;
QDataStream aStream(&aFile); //用文本流读取文件
aStream.setByteOrder(QDataStream::LittleEndian);
qint16 rowCount,colCount;
aStream.readRawData((char *)&rowCount, sizeof(qint16));
aStream.readRawData((char *)&colCount, sizeof(qint16));
this->resetTable(rowCount);
//获取表头文字,但是并不利用
char *buf;
uint strLen; //也就是 quint32
for (int i=0;i<colCount;i++)
{
aStream.readBytes(buf,strLen);//同时读取字符串长度,和字符串内容
QString str=QString::fromLocal8Bit(buf,strLen); //可处理汉字
}
//获取数据区数据
QStandardItem *aItem;
qint16 ceShen;
qreal chuiShen;
qreal fangWei;
qreal weiYi;
QString zhiLiang;
qint8 quYang; //分别代表逻辑值 true和false
QModelIndex index;
for (int i=0;i<rowCount;i++)
{
aStream.readRawData((char *)&ceShen, sizeof(qint16)); //测深
index=theModel->index(i,0);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
aItem->setData(ceShen,Qt::DisplayRole);
aStream.readRawData((char *)&chuiShen, sizeof(qreal)); //垂深
index=theModel->index(i,1);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
aItem->setData(chuiShen,Qt::DisplayRole);
aStream.readRawData((char *)&fangWei, sizeof(qreal)); //方位
index=theModel->index(i,2);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
aItem->setData(fangWei,Qt::DisplayRole);
aStream.readRawData((char *)&weiYi, sizeof(qreal)); //位移
index=theModel->index(i,3);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
aItem->setData(weiYi,Qt::DisplayRole);
aStream.readBytes(buf,strLen);//固井质量
zhiLiang=QString::fromLocal8Bit(buf,strLen);
index=theModel->index(i,4);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
aItem->setData(zhiLiang,Qt::DisplayRole);
aStream.readRawData((char *)&quYang, sizeof(qint8)); //测井取样
index=theModel->index(i,5);
aItem=theModel->itemFromIndex(index);
if (quYang==1)
aItem->setCheckState(Qt::Checked);
else
aItem->setCheckState(Qt::Unchecked);
}
aFile.close();
return true;
}
-
字节序
在流创建后,需要用setByteOrder()函数指定字节序,并且与写入文件时用的字节序一致。
-
readRawData()函数
在读取基本类型数据时,使用QDataStream的readRawData()函数,该函数原型为:
int QDataStream::readRawData(char *s,int len)
它会读取个字节的数据,并且保存到指针s指向的存储区。例如:
qint16 rowCount;aStream.readRawData((char*)&rowCount,sizeof(qint16));
-
readBytes()函数
读取字符串时使用readBytes()函数,它是与writeBytes()功能对应的函数,其函数原型为:
QDataStream &QDataStream::readBytes(char *&s,uint &len)
对应表格7-2,使用readBytes()函数时,会先自动读取前4个字节数据作为quint32的数据,
并赋值给len参数,因为len是以引用方式传递的参数,所以,len返回读取的数据的字节数。然
后根据len的大小读取相应字节的数据,存储到指针s指向的存储区。