基于VS2022+Qt5+C++的网络调试助手开发

news2024/11/15 19:42:17

目录

一、前言

二、环境准备以及项目创建

三、 项目实现

1.ui界面设计

2.添加NetWork模块 

 QTcpSocket 和 QTcpServer

QUdpSocket

3.主要功能实现 

①IP扫描

②端口设置 

③数据接收

④数据发送

⑤日志保存

4.打包成exe

四、效果展示

五、总结

一、前言

我之前用基于pyqt5一共实现过俩款小工具，分别是串口助手以及网络调试助手。文章如下:

基于Python+Pycharm+PyQt5的串口助手开发_基于python+pyqt5的串口助手-CSDN博客

基于PyQt5的网络调试助手开发_pyqt5做网络调试助手-CSDN博客

但是前不久呢，开始接触了QT和C++之后。我就把串口助手基于C++重写实现了一版.基于VS2022+Qt5+C++的串口助手开发_vs2022 c++串口在哪儿-CSDN博客文章浏览阅读1.5k次，点赞20次，收藏18次。如果有人之前看过我文章的话应该知道，我之前用python+pyqt5写过一版串口助手。没看过的也不要紧，我贴在下面，大家可以浅浅看一下。最近由于工作需要，开始接触C++以及QT，就想着能不能用C++和QT重写一下串口助手。于是就有了这篇文章单纯记录一下，接下来听我娓娓道来~基于Python+Pycharm+PyQt5的串口助手开发_基于python+pyqt5的串口助手-CSDN博客本期带来的基于PyQt5的串口助手开发，实现串口通信。_基于python+pyqt5的串口助手。_vs2022 c++串口在哪儿https://blog.csdn.net/weixin_44765053/article/details/141184173?spm=1001.2014.3001.5502 同样地，今天带来的文章是网络调试助手开发，基于QT和C++重写实现。

二、环境准备以及项目创建

操作系统：win 10

编辑器：VS2022、QT5.14

语言及版本：C++

最终实现的功能：UDP通信、TCP客户端/服务端通信、发送数据、接收数据、数据显示

具体的VS配置QT以及项目创建过程我这边就不再赘述，有不知道的小伙伴可以串口那边文章。

三、 项目实现

1.ui界面设计

继续偷个小懒，直接沿用pyqt网络调试助手项目的ui设计。

大致包括：

2个textEdit，分别是发送框和接受框；

2个comboBox和一个lineEdit，表示协议类型、IP以及端口；

5个checkBox，表示发送、接收格式等；

若干个pushButton；

......

ps：这边我较pyqt项目新增了一个保存日志开关，不知道是否有眼尖的小伙伴发现呢

2.添加NetWork模块 

Qt的网络模块（QtNetwork）提供了一套用于开发网络应用程序的工具，它支持多种网络协议，使得开发者可以轻松地创建客户端或服务器端的应用程序。这里我们主要用到的是QTcpSocket 、QTcpServer以及QUdpSocket

 QTcpSocket 和 QTcpServer

  • QTcpSocket：封装了 TCP 客户端的功能，用于与服务器建立 TCP 连接。它提供了异步的读写接口，支持流式数据传输。
  • QTcpServer：用于创建 TCP 服务器，监听特定的端口并接受来自客户端的连接。每个新连接都会产生一个 QTcpSocket 对象，用于与客户端通信。

QUdpSocket

  • 功能：提供 UDP 通信功能，适合无连接的网络传输场景。支持广播和组播，适合实时通信或局域网内的应用。
  • 特点：
    • 无连接：不需要建立连接，数据直接发送到指定 IP 和端口。
    • 快速：适合对延时敏感的应用，但不保证数据的可靠传输。

那么要怎么样才能在我们的项目中使用NetWork模块呢？

依次点击，项目-->NetAssistant和属性-->Qt Project Settings-->Qt Modules-->添加network。

 

但是，往往这样只是这样还不够，会报错显示无法打开源文件QtNetWork，这时候就需要在项目--->属性---->配置属性---->C/C++---->常规---->附加包含目录”添加：

$(QTDIR)\include\QtNetwork

 

3.主要功能实现 

主要功能包括：

  • IP扫描：定时每秒扫描网卡IPV4，并将其添加到ComboBox。
  • 端口设置：根据通信协议设置绑定IP、端口。
  • 数据接收：接收数据，并以十六进制或者正常显示。
  • 数据发送：包括十六进制发送、定时发送数据等待。
  • 数据保存：将数据日志保存到log文件

①IP扫描

QNetworkInterface ，主要用于获取本地设备的网络接口信息。通过它，可以枚举系统中所有的网络接口，获取接口的名称、类型、IP 地址等相关信息。

QStringList NetAssistant::GetIp()
{
    // 获取系统中所有网络接口的IP地址列表
    QList <QHostAddress> ip_list = QNetworkInterface::allAddresses();
    QStringList scan_ip;  // 初始化一个空的 QStringList，用于存储扫描到的有效IP地址
    for (const QHostAddress& ip : ip_list) {
        if (ip.isNull())  // 忽略空的IP地址
            continue;
        // 获取IP地址的协议类型
        QAbstractSocket::NetworkLayerProtocol n_protocol = ip.protocol();
        // 如果协议类型为IPv4，则将IP地址添加到有效IP地址列表中
        if (n_protocol == QAbstractSocket::IPv4Protocol) {
            scan_ip.append(ip.toString());
        }
    }
    return scan_ip;  // 返回有效IP地址列表
}

②端口设置 

 对于UDP。QUdpSocket::bind 是 QUdpSocket 类中的一个重要方法，用于将 UDP 套接字（socket）绑定到指定的地址和端口，从而让套接字开始监听并接收来自该端口的数据。

#include <QUdpSocket>
#include <QHostAddress>
#include <QDebug>

int main() {
    QUdpSocket udpSocket;

    // 绑定到任意地址的 1234 端口
    if (udpSocket.bind(QHostAddress::AnyIPv4, 1234)) {
        qDebug() << "UDP socket bound to port 1234.";
    } else {
        qDebug() << "Failed to bind the UDP socket.";
    }

    return 0;
}

对于TCP客户端。 connectToHost 是 QTcpSocket 类中的一个方法，用于建立 TCP 客户端与服务器之间的连接。它尝试将客户端套接字连接到指定的服务器 IP 地址和端口号。连接成功后，客户端可以通过该套接字与服务器进行数据通信。

#include <QTcpSocket>
#include <QHostAddress>
#include <QDebug>

int main() {
    QTcpSocket tcpClientSocket;

    // 尝试连接到本地服务器的 1234 端口
    tcpClientSocket.connectToHost(QHostAddress::LocalHost, 1234);

    // 等待连接完成
    if (tcpClientSocket.waitForConnected(3000)) { // 等待 3 秒
        qDebug() << "Connected to server!";
    } else {
        qDebug() << "Failed to connect to server.";
    }

    return 0;
}

对于TCP服务端。listen 是 QTcpServer 类中的一个方法，用于让服务器开始监听指定的地址和端口，等待客户端的连接请求。

#include <QTcpServer>
#include <QHostAddress>
#include <QDebug>

int main() {
    QTcpServer tcpServerSocket;

    // 监听本机所有可用网络接口的 1234 端口
    if (tcpServerSocket.listen(QHostAddress::Any, 1234)) {
        qDebug() << "Server is listening on port 1234.";
    } else {
        qDebug() << "Failed to start server.";
    }

    return 0;
}

③数据接收

对于UDP。hasPendingDatagrams() 是 Qt 中 QUdpSocket 类的一个成员函数，用于检查是否有未处理的数据报等待读取。

#include <QTcpServer>
#include <QUdpSocket>

class MyUDPReceiver : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    explicit MyUDPReceiver(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent), udpSocket(new QUdpSocket(this)) {
        udpSocket->bind(1234); // 绑定到端口1234
        connect(udpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readPendingDatagrams()));
    }

public slots:
    void readPendingDatagrams() {
        while (udpSocket->hasPendingDatagrams()) {
            QByteArray datagram;
            datagram.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
            QHostAddress sender;
            quint16 senderPort;

            udpSocket->readDatagram(datagram.data(), datagram.size(),
                                    &sender, &senderPort);

            qDebug() << "Received datagram:" << datagram
                     << "from" << sender.toString() << "port" << senderPort;
        }
    }

private:
    QUdpSocket *udpSocket;
};

对于TCP客户端。readAll() 是 Qt 中 QTcpSocket 类的一个成员函数，用于从套接字中读取所有可用的数据 。

#include <QTcpSocket>

class TcpClient : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    explicit TcpClient(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent), tcpSocket(new QTcpSocket(this)) {
        tcpSocket->connectToHost("example.com", 1234);
        connect(tcpSocket, SIGNAL(connected()), this, SLOT(onConnected()));
        connect(tcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(onReadyRead()));
    }

public slots:
    void onConnected() {
        if (tcpSocket->state() == QTcpSocket::ConnectedState) {
            qDebug() << "Connected to server.";
        }
    }

    void onReadyRead() {
        QByteArray data = tcpSocket->readAll();
        if (!data.isEmpty()) {
            qDebug() << "Received data:" << data;
        }
    }

private:
    QTcpSocket *tcpSocket;
};

对于TCP服务端。bytesAvailable() 是 Qt 中 QAbstractSocket 类的一个成员函数，用于获取当前套接字中可用的数据字节数量

#include <QTcpServer>
#include <QTcpSocket>

class TcpServer : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    explicit TcpServer(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent), server(new QTcpServer(this)) {
        if (server->listen(QHostAddress::Any, 12345)) {
            qDebug() << "Server is listening on port 12345";
        } else {
            qDebug() << "Failed to start the server.";
        }
        connect(server, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(onNewConnection()));
    }

public slots:
    void onNewConnection() {
        QTcpSocket *client = server->nextPendingConnection();
        if (client) {
            qDebug() << "New client connected:" << client->peerAddress().toString();
            connect(client, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(onClientReadyRead(client)));
        }
    }

    void onClientReadyRead(QTcpSocket *client) {
        while (client->bytesAvailable() > 0) {
            QByteArray data = client->read(client->bytesAvailable());
            qDebug() << "Received from client:" << data;
            // 处理接收到的数据
        }
    }

private:
    QTcpServer *server;
};

④数据发送

对于UDP。writeDatagram() 是 Qt 中 QUdpSocket 类的一个成员函数，用于向指定的目标地址和端口发送一个 UDP 数据报。

#include <QUdpSocket>
#include <QHostAddress>

class UdpSender : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    explicit UdpSender(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent), udpSocket(new QUdpSocket(this)) {}

    void sendDatagram() {
        QByteArray datagram = "Hello, UDP!";
        QHostAddress targetAddress("192.168.1.2"); // 目标地址
        quint16 targetPort = 12345; // 目标端口

        qint64 bytesWritten = udpSocket->writeDatagram(datagram, targetAddress, targetPort);
        if (bytesWritten == datagram.size()) {
            qDebug() << "Datagram sent successfully.";
        } else {
            qDebug() << "Failed to send datagram.";
        }
    }

private:
    QUdpSocket *udpSocket;
};

对于TCP客户端、服务端。write() 是 Qt 中 QTcpSocket 类的一个成员函数，用于向 TCP 连接的另一端发送数据。这个函数在 TCP 客户端和服务器端都可以使用

#include <QTcpSocket>
#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>

class TcpClient : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    explicit TcpClient(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent), tcpSocket(new QTcpSocket(this)) {
        tcpSocket->connectToHost("example.com", 12345);
        connect(tcpSocket, SIGNAL(connected()), this, SLOT(onConnected()));
        connect(tcpSocket, SIGNAL(errorOccurred(QAbstractSocket::SocketError)), this, SLOT(onError(QAbstractSocket::SocketError)));
    }

public slots:
    void onConnected() {
        if (tcpSocket->state() == QTcpSocket::ConnectedState) {
            qDebug() << "Connected to server.";
            QByteArray data = "Hello, Server!";
            qint64 bytesWritten = tcpSocket->write(data);
            if (bytesWritten == data.size()) {
                qDebug() << "Data sent successfully.";
            } else {
                qDebug() << "Failed to send data.";
            }
        }
    }

    void onError(QAbstractSocket::SocketError socketError) {
        qDebug() << "Socket error occurred:" << tcpSocket->errorString();
    }

private:
    QTcpSocket *tcpSocket;
};

⑤日志保存

如果不存在logs文件夹则生成，以当天时间命名log日志文件。

void NetAssistant::save_log(QString text)
{
    QString log_path = "logs";
    QDir dir;
    if (!dir.exists(log_path))
    {
        bool res = dir.mkpath(log_path);
        if (res != true)
        {
            QMessageBox::warning(this, "错误", "log 文件夹创建失败");
            return;
        }
    }
    QString filename = log_path + "\\" + QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd") + ".log";
    QFile file(filename);
    if (!file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Append)) {
        // 处理错误，例如弹出对话框通知用户
        return;
    }
    QTextStream textStream(&file);

    // 写入文本内容
    textStream << text << endl;

    // 关闭文件
    file.close();
}

4.打包成exe

 打开项目使用的编译器，然后cd到项目的release目录。使用一下命令打包成可执行文件

windeployqt xxx.exe

 如下所示，所有项目相关的dll文件都被移到当前文件下

四、效果展示

qt网络调试助手

五、总结


通过本文的详细讲解，我们完成了一个基于VS2022和Qt5的网络调试助手的开发。包括UDP、TCP等通信、收发数据、保存日志等功能。

在开发过程中，我们深入了解了QtNetWork的应用，通过它轻松实现了网络通信。同时，本文还详细介绍了如何在Qt中设计用户界面，使我们的工具不仅功能完善，而且使用起来简洁直观。

希望通过这篇文章，你能够更好地掌握Qt开发知识，并将这些技能应用到实际项目中。如果你在开发过程中遇到任何问题，欢迎在评论区交流讨论。

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