Qt on Android: http下载与Json解析

浏览数：22 / 时间：2015年06月11日

百度提供有查询 ip 归属地的开放接口，当你在搜索框中输入一个 ip 地址进行搜索，就会打开由 ip138 提供的百度框应用，你可以在框内直接输入 ip 地址查询。我查看了页面请求，提取出查询 ip 归属地的接口，据此使用 Qt 写了个简单的 ip 归属地查询应用。可以在电脑和 Android 手机上运行。这里使用了百度 API ，特此声明，仅可作为演示使用，不能用作商业目的。

这个例子会用到 http 下载、布局管理器、编辑框、按钮、Json 解析等知识，我们会一一解说。图 1 是在手机上输入 IP 地址的效果图：

图1 输入 Ip 地址

再看图 2 ，是点击查询按钮后查询到的结果：

图2 IP 归属地查询结果

好啦，现在我们来说程序。

项目是基于 Qt Widgets Application 模板创建，选择 QWidget 为基类，具体创建过程请参考《Qt on Android：图文详解Hello World全过程》。项目的名字就叫 IpQuery ，创建项目完成后，打开工程文件，为 QT 变量添加网络模块，因为我们查询 IP 时要使用。如下面代码所示：

QT       += core gui network

项目模板给我们生成 widget.h / widget.cpp ，修改一下代码，先把界面搞起来。首先看头文件 widget.h ：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QPushButton>
#include <QLineEdit>
#include <QLabel>
#include "ipQuery.h"

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = 0);
    ~Widget();

protected slots:
    void onQueryButton();
    void onQueryFinished(bool bOK, QString ip, QString area);

protected:
    QLineEdit *m_ipEdit;
    QPushButton *m_queryButton;
    QLabel *m_areaLabel;
    IpQuery m_ipQuery;
};

#endif // WIDGET_H

再看 widget.cpp ：

#include "widget.h"
#include <QGridLayout>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent), m_ipQuery(this)
{
    connect(&m_ipQuery, SIGNAL(finished(bool,QString,QString))
            ,this, SLOT(onQueryFinished(bool,QString,QString)));
    QGridLayout *layout = new QGridLayout(this);
    layout->setColumnStretch(1, 1);
    QLabel *label = new QLabel("ip:");
    layout->addWidget(label, 0, 0);
    m_ipEdit = new QLineEdit();
    layout->addWidget(m_ipEdit, 0, 1);
    m_queryButton = new QPushButton("查询");
    connect(m_queryButton, SIGNAL(clicked()),
            this, SLOT(onQueryButton()));
    layout->addWidget(m_queryButton, 1, 1);
    m_areaLabel = new QLabel();
    layout->addWidget(m_areaLabel, 2, 0, 1, 2);
    layout->setRowStretch(3, 1);
}

Widget::~Widget()
{

}

void Widget::onQueryButton()
{
    QString ip = m_ipEdit->text();
    if(!ip.isEmpty())
    {
        m_ipQuery.query(ip);
        m_ipEdit->setDisabled(true);
        m_queryButton->setDisabled(true);
    }

}

void Widget::onQueryFinished(bool bOK, QString ip, QString area)
{
    if(bOK)
    {
        m_areaLabel->setText(area);
    }
    else
    {
        m_areaLabel->setText("喔哟，出错了");
    }
    m_ipEdit->setEnabled(true);
    m_queryButton->setEnabled(true);
}

界面布局很简单，我们使用一个 QGridLayout 来管理 ip 地址编辑框、查询按钮以及用于显示结果的 QLabel 。QGridLayout 有 addWidget() / addLayout() 等方法可以添加控件或子布局。还有 setColumnStretch() / setRowStretch() 两个方法来设置行、列的拉伸的系数。示例中设置 ip 编辑框所在列的拉伸系数为 1 ，设置看不见的第 4 行的拉伸系数为 1 ，因为我们的小程序的控件充满不了整个手机屏幕，这样设置后在手机上显示会比较正常。

我还在 Widget 构造函数中把 QPushButton 的信号 clicked() 连接到 onQueryButton() 槽上，在槽内调用 IpQuery 类进行 ip 查询。另外还连接了 IpQuery 类的 finished() 信号和 Widget 类的 onQueryFinished() 槽，当查询结束后把结果显示到 m_areaLabel 代表的标签上。

好啦， Widget 解说完毕，咱们接下来看看我实现的 IpQuery 类。我们在项目中添加两个文件 ipQuery.h / ipQuery.cpp 。先看 ipQuery.h ：

#ifndef IPQUERY_H
#define IPQUERY_H

#include <QObject>
#include <QNetworkAccessManager>
#include <QNetworkReply>

class IpQuery : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    IpQuery(QObject *parent = 0);
    ~IpQuery();

    void query(const QString &ip);
    void query(quint32 ip);

signals:
    void finished(bool bOK, QString ip, QString area);

protected slots:
    void onReplyFinished(QNetworkReply *reply);

private:
    QNetworkAccessManager m_nam;
    QString m_emptyString;
};

在 IpQuery 类体中声明了两个 query() 函数，分别接受 QString 和 uint32 两种格式的 ip 地址。还声明了一个 finished() 信号，有指示成功与否的布尔参数 bOK 、输入的 ip 地址 ip 、返回的归属地 area 。最后定义了一个槽 onReplyFinished() ，响应 QNetworkAccessManager 类的 finished() 信号。

再看 IpQuery.cpp ：

#include "ipQuery.h"
#include <QJsonDocument>
#include <QByteArray>
#include <QHostAddress>
#include <QJsonObject>
#include <QNetworkRequest>
#include <QJsonArray>
#include <QTextCodec>
#include <QDebug>

IpQuery::IpQuery(QObject *parent)
    : QObject(parent)
    , m_nam(this)
{
    connect(&m_nam, SIGNAL(finished(QNetworkReply*)), this, SLOT(onReplyFinished(QNetworkReply*)));
}

IpQuery::~IpQuery()
{

}

void IpQuery::query(const QString &ip)
{
    QString strUrl = QString("http://opendata.baidu.com/api.php?query=%1&resource_id=6006&ie=utf8&format=json").arg(ip);
    QUrl url(strUrl);
    QNetworkRequest req(url);
    req.setRawHeader("Accept", "text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8");
    req.setHeader(QNetworkRequest::UserAgentHeader, "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/35.0.1916.114 Safari/537.36");
    QNetworkReply *reply = m_nam.get(req);
    reply->setProperty("string_ip", ip);
}

void IpQuery::query(quint32 ip)
{
    QHostAddress addr(ip);
    query(addr.toString());
}

void IpQuery::onReplyFinished(QNetworkReply *reply)
{
    reply->deleteLater();
    QString strIp = reply->property("string_ip").toString();
    if(reply->error() != QNetworkReply::NoError)
    {
        qDebug() << "IpQuery, error - " << reply->errorString();
        emit finished(false, strIp, m_emptyString);
        return;
    }

    int status = reply->attribute(QNetworkRequest::HttpStatusCodeAttribute).toInt();
    //qDebug() << "IpQuery, status - " << status ;
    if(status != 200)
    {
        emit finished(false, strIp, m_emptyString);
        return;
    }

    QByteArray data = reply->readAll();
    QString contentType = reply->header(QNetworkRequest::ContentTypeHeader).toString();
    //qDebug() << "contentType - " << contentType;
    int charsetIndex = contentType.indexOf("charset=");
    if(charsetIndex > 0)
    {
        charsetIndex += 8;
        QString charset = contentType.mid(charsetIndex).trimmed().toLower();
        if(charset.startsWith("gbk") || charset.startsWith("gb2312"))
        {
            QTextCodec *codec = QTextCodec::codecForName("GBK");
            if(codec)
            {
                data = codec->toUnicode(data).toUtf8();
            }
        }
    }

    int parenthesisLeft = data.indexOf(‘(‘);
    int parenthesisRight = data.lastIndexOf(‘)‘);
    if(parenthesisLeft >=0 && parenthesisRight >=0)
    {
        parenthesisLeft++;
        data = data.mid(parenthesisLeft, parenthesisRight - parenthesisLeft);
    }
    QJsonParseError err;
    QJsonDocument json = QJsonDocument::fromJson(data, &err);
    if(err.error != QJsonParseError::NoError)
    {
        qDebug() << "IpQuery, json error - " << err.errorString();
        emit finished(false, strIp, m_emptyString);
        return;
    }
    QJsonObject obj = json.object();
    QJsonObject::const_iterator it = obj.find("data");
    if(it != obj.constEnd())
    {
        QJsonArray dataArray = it.value().toArray();
        QJsonObject info = dataArray.first().toObject();
        QString area = info.find("location").value().toString();
        emit finished(true, strIp, area);
    }
}

IpQuery 的实现简单直接，发起一个网络请求，解析返回的 Json 数据。

我在 IpQuery 构造函数中连接 QNetworkAccessManager 的 finished() 信号和 IpQuery 的 onReplyFinished() 槽。

关键的函数有两个 query(const QString&) 和 onReplyFinished(QNetworkReply*) 。先看 query() 函数，它演示了使用 QNetworkAccessManager 进行 http 下载的基本步骤：

使用 QNetworkRequest 构造请求（包括 URL 和 http header）
调用 QNetworkAccessManager 的 get() 方法提交下载请求
使用 QNetworkReply ，保存与下载有关的一些属性，setProperty() 可以动态生成属性，而 property() 可以把属性取出来
响应 QNetworkAccessManager 的 finished() 信号处理网络反馈（也可以连接 QNetworkReply 的 readyRead() / downloadProgress() / error() / finished() 等信号进行更为详细的下载控制）

至于 http header 的设置，QNetworkRequest 提供了 setHeader() 方法用来设置常见的如 User-Agent / Content-Type 等 header ，Qt 没有定义的常见 header ，则需要调用 setRawHeader() 方法来设置，具体请参考 http 协议，这里不再细说。

好了，现在来看 onReplyFinished() 函数都干了什么勾当：

取出提交下载请求时设置的属性（字符串格式的 ip 地址）
调用 QNetworkReply::error() 检查是否出错
调用 QNetworkReply::attribute() 或者 http 状态码，查看 http 协议本身是否报错（如 404 / 403 / 500 等）
读取数据
调用 QNetworkReply::header() 方法获取 Content-Type 头部，查看字符编码，如果是 GBK 或者 GB2312 则转换为 utf-8 （ QJsonDocument 解析时需要 utf-8 格式）
解析 Json 数据

根据上面的解说对照代码，应该一切都很容易理解了。这里解释下 5 、 6 两个稍微复杂的步骤。

将 GBK 编码的文本数据转换为 utf-8 ，遵循下列步骤：

使用 QTextCodec 的静态方法 codecForName() 获取指定编码是个的 QTextCcodec 实例
调用 QTextCodec 的 toUnicode() 方法转换为 unicode 编码的 QString 对象
调用 QString 的 toUtf8() 方法转换为 utf-8 格式

更详细的说明请参看 QTextCodec 类的 API 文档。

最后我们说下 Json 数据解析。从 Qt 5.0 开始，引入了对 Json 的支持，之前你可能需要使用开源的 cJson 或者 QJson ，现在好了，官方支持，用起来更踏实了。

Qt 可以解析文本形式的 Json 数据，使用 QJsonDocument::fromJson() 方法即可；也可以解析编译为二进制的 Json 数据，使用 fromBinaryData() 或 fromRawData() 。对应的，toJson() 和 toBinaryData() 则可以反向转换。

我们的示例调用 fromJson() 方法来解析文本形式的 Json 数据。 fromJson() 接受 UTF-8 格式的 Json 数据，还接受一个 QJsonParseError 对象指针，用于输出可能遇到的错误。一旦 fromJson() 方法返回，Json 数据就都被解析为 Qt 定义的各种 Json 对象，如 QJsonObject / QJsonArray / QJsonValue 等等，可以使用这些类的方法来查询你感兴趣的数据。

做个简单的科普，解释下 Json 格式。

JSON 指的是 JavaScript 对象表示法（JavaScript Object Notation），是轻量级的文本数据交换格式，具有自我描述性，容易理解。虽然脱胎于 JavaScript 语言，但它是独立于语言和平台的。

Json 中有两种数据结构：

key - value 对的集合，通常称为对象。
值的有序列表，通常称为数组。

Json 对象在花括号中表示，最简单的示例：

{"ip":"36.57.177.187"}

如你所见，一对花括号表示一个对象，key 和 value 之间用冒号分割，而 key - value 对之间使用逗号分割。一个对象可以有有多个 key-value 对。下面是两个的示例：

{
    "status":"0",
    "t":"1401346439107"
}

Json 中的值有六种基本类型：布尔、浮点数、字符串、数组、对象、null 。此时你当想到嵌套了吧，是的：一个值可以是一个对象，而对象又可以展开继续嵌套；一个值可以是数组，而数组内是一系列的基本类型的值或对象……所以，使用嵌套，真是可以表述非常复杂的数据结构，但是但是，其实不那么好读了……

Json 数组在方括号中表示，最简单的示例，只有基本类型：

["baz", null, 1.0, 2]

数组内的值之间用逗号分割。

看个复杂点的示例：

[
  "name":"zhangsan", 
  {
    "age":30,
    "phone":"13588888888",
    "other": ["xian", null, 1.0, 28]
  }
]

数组内包含了简单字符串值，还有对象，对象内又包含了 key - value 对、数组……

在 Qt 中，QJsonValue 代表了 Json 中的值，它有 isDouble() / isBool() / isNull() / isArray() / isObject() / isString() 六个方法来判定值的类型，然后有 toDouble() / toBool() / toInt() / toArray() / toObject() / toString() 等方法用来把 QJsonValue 转换为特定类型的值。

QJsonObject 类代表对象，它的 find() 方法可以根据 key 找 value ，而 keys() 可以返回所有 key 的列表；它还重载了 "[]" 操作符，接受字符串格式的 key 作为下标，让我们像使用数组一样使用 QJsonObject 。

QJsonArray 类代表数组，它有 size() / at() / first() / last() 等等方法，当然了，它也重载了 "[]" 操作符（接受整形数组下标）。

OK，到此为止，基础知识介绍完毕，来看我们 ip 查询时要处理的 Json 数据吧：

{
    "status":"0",
    "t":"1401346439107",
    "data":[
      {
        "location":"安徽省宿州市 电信",
        "titlecont":"IP地址查询",
        "origip":"36.57.177.187",
        "origipquery":"36.57.177.187",
        "showlamp":"1",
        "showLikeShare":1,
        "shareImage":1,
        "ExtendedLocation":"",
        "OriginQuery":"36.57.177.187",
        "tplt":"ip",
        "resourceid":"6006",
        "fetchkey":"36.57.177.187",
        "appinfo":"", "role_id":0, "disp_type":0
      }
    ]
}

根对象内名为 "data" 的 key 是个数组，而该数组内只有一个对象，这个对象内名为 "location" 的 key 对应的值是 ip 的归属地。好咧，对着这个格式再来看代码，就非常简单了：

    QJsonParseError err;
    QJsonDocument json = QJsonDocument::fromJson(data, &err);

这两行根据数据生成 QJsonDocument 对象。然后我们来找根对象名为 "data" 的 key 对应的值，看代码：

    QJsonObject obj = json.object();
    QJsonObject::const_iterator it = obj.find("data");

找到 data 对应的值，使用 toArray() 转换为 QJsonArray ，使用 QJsonArray 的 first() 方法取第一个元素，使用 toObject() 转为 QJsonObject，再使用 find() 方法，以 "location" 为 key 查找，把结果转为 String 。说来话长，代码更明白：

        QJsonArray dataArray = it.value().toArray();
        QJsonObject info = dataArray.first().toObject();
        QString area = info.find("location").value().toString();
        emit finished(true, strIp, area);

好啦，这个示例全部解说完毕。最后看下电脑上的运行效果，图 3 ：