Qt 提供了强大且易用的 XML 和 JSON 数据处理模块，使开发者能够轻松解析、生成和操作结构化数据。本文将从基础到高级全面解析 Qt 中处理 XML 和 JSON 的方法，包括核心类、使用示例和最佳实践。
一、XML 数据处理
1. Qt XML 模块核心类
| 类名 | 作用 |
|---|---|
| QXmlStreamReader | 基于流的 XML 读取器，逐行解析 XML，适合处理大型文件（内存效率高） |
| QXmlStreamWriter | 基于流的 XML 写入器，用于生成 XML 文档 |
| QDomDocument | 基于 DOM（文档对象模型）的 XML 解析器，将整个文档加载到内存中，支持随机访问和修改 |
| QDomElement | 表示 XML 文档中的元素节点 |
| QDomNode | 表示 XML 文档中的通用节点（可表示元素、文本、注释等） |
2. XML 解析示例：QXmlStreamReader
cpp
#include <QCoreApplication>
#include <QFile>
#include <QXmlStreamReader>
#include <QDebug>
void parseXML(const QString &fileName) {
QFile file(fileName);
if (!file.open(QIODevice::ReadOnly | QIODevice::Text)) {
qDebug() << "无法打开文件:" << fileName;
return;
}
QXmlStreamReader xml(&file);
// 遍历 XML 文档
while (!xml.atEnd() && !xml.hasError()) {
QXmlStreamReader::TokenType token = xml.readNext();
// 处理开始元素
if (token == QXmlStreamReader::StartElement) {
if (xml.name() == "book") {
// 获取元素属性
QXmlStreamAttributes attributes = xml.attributes();
if (attributes.hasAttribute("id")) {
QString id = attributes.value("id").toString();
qDebug() << "Book ID:" << id;
}
} else if (xml.name() == "title") {
// 获取元素文本
QString title = xml.readElementText();
qDebug() << "Title:" << title;
} else if (xml.name() == "author") {
QString author = xml.readElementText();
qDebug() << "Author:" << author;
}
}
}
if (xml.hasError()) {
qDebug() << "XML 解析错误:" << xml.errorString();
}
file.close();
}
int main(int argc, char *argv[]) {
QCoreApplication a(argc, argv);
parseXML("books.xml");
return a.exec();
}3. XML 生成示例：QXmlStreamWriter
cpp
#include <QCoreApplication>
#include <QFile>
#include <QXmlStreamWriter>
void createXML(const QString &fileName) {
QFile file(fileName);
if (!file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Text)) {
return;
}
QXmlStreamWriter xml(&file);
xml.setAutoFormatting(true); // 自动格式化（缩进）
// 写入 XML 声明
xml.writeStartDocument();
// 写入根元素
xml.writeStartElement("library");
// 写入第一个书籍元素
xml.writeStartElement("book");
xml.writeAttribute("id", "1");
xml.writeTextElement("title", "C++ Primer");
xml.writeTextElement("author", "Stanley Lippman");
xml.writeEndElement(); // 结束 book 元素
// 写入第二个书籍元素
xml.writeStartElement("book");
xml.writeAttribute("id", "2");
xml.writeTextElement("title", "Qt 5 C++ GUI Programming Cookbook");
xml.writeTextElement("author", "Mark Summerfield");
xml.writeEndElement(); // 结束 book 元素
// 结束根元素
xml.writeEndElement(); // 结束 library 元素
// 写入 XML 文档结束
xml.writeEndDocument();
file.close();
}
int main(int argc, char *argv[]) {
QCoreApplication a(argc, argv);
createXML("library.xml");
return a.exec();
}4. DOM 方式处理 XML（QDomDocument）
cpp
#include <QCoreApplication>
#include <QFile>
#include <QDomDocument>
#include <QDomElement>
#include <QDebug>
void modifyXML(const QString &fileName) {
QFile file(fileName);
if (!file.open(QIODevice::ReadOnly | QIODevice::Text)) {
return;
}
QDomDocument doc;
QString errorMsg;
int errorLine, errorColumn;
// 加载 XML 文档
if (!doc.setContent(&file, &errorMsg, &errorLine, &errorColumn)) {
qDebug() << "XML 加载错误:" << errorMsg << "Line:" << errorLine << "Column:" << errorColumn;
file.close();
return;
}
file.close();
// 获取根元素
QDomElement root = doc.documentElement();
// 遍历所有书籍元素
QDomNodeList bookList = root.elementsByTagName("book");
for (int i = 0; i < bookList.size(); ++i) {
QDomElement book = bookList.at(i).toElement();
if (!book.isNull()) {
// 修改书籍元素的属性
if (book.attribute("id") == "1") {
book.setAttribute("category", "Programming");
}
// 添加新元素
QDomElement publisher = doc.createElement("publisher");
QDomText publisherText = doc.createTextNode("Addison-Wesley");
publisher.appendChild(publisherText);
book.appendChild(publisher);
}
}
// 保存修改后的 XML
if (file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Text)) {
QTextStream stream(&file);
doc.save(stream, 4); // 缩进为4个空格
file.close();
}
}
int main(int argc, char *argv[]) {
QCoreApplication a(argc, argv);
modifyXML("library.xml");
return a.exec();
}二、JSON 数据处理
1. Qt JSON 模块核心类
| 类名 | 作用 |
|---|---|
| QJsonDocument | 表示完整的 JSON 文档，可从 JSON 文本解析或生成 JSON 文本 |
| QJsonObject | 表示 JSON 对象（键值对集合），类似 std::map<QString, QJsonValue> |
| QJsonArray | 表示 JSON 数组（值的有序列表） |
| QJsonValue | 表示 JSON 值（可以是 null、bool、number、string、object 或 array） |
| QJsonParseError | 用于存储 JSON 解析过程中的错误信息 |
2. JSON 解析示例
cpp
#include <QCoreApplication>
#include <QFile>
#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>
#include <QDebug>
void parseJSON(const QString &fileName) {
QFile file(fileName);
if (!file.open(QIODevice::ReadOnly | QIODevice::Text)) {
qDebug() << "无法打开文件:" << fileName;
return;
}
// 读取 JSON 数据
QByteArray jsonData = file.readAll();
file.close();
// 解析 JSON
QJsonParseError parseError;
QJsonDocument jsonDoc = QJsonDocument::fromJson(jsonData, &parseError);
if (parseError.error != QJsonParseError::NoError) {
qDebug() << "JSON 解析错误:" << parseError.errorString();
return;
}
// 检查是否为 JSON 对象
if (jsonDoc.isObject()) {
QJsonObject jsonObj = jsonDoc.object();
// 获取基本类型值
if (jsonObj.contains("name") && jsonObj["name"].isString()) {
QString name = jsonObj["name"].toString();
qDebug() << "Name:" << name;
}
// 获取数组
if (jsonObj.contains("books") && jsonObj["books"].isArray()) {
QJsonArray booksArray = jsonObj["books"].toArray();
qDebug() << "Books:";
for (int i = 0; i < booksArray.size(); ++i) {
if (booksArray[i].isObject()) {
QJsonObject bookObj = booksArray[i].toObject();
QString title = bookObj["title"].toString();
QString author = bookObj["author"].toString();
qDebug() << " Title:" << title;
qDebug() << " Author:" << author;
}
}
}
}
}
int main(int argc, char *argv[]) {
QCoreApplication a(argc, argv);
parseJSON("data.json");
return a.exec();
}3. JSON 生成示例
cpp
#include <QCoreApplication>
#include <QFile>
#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>
void createJSON(const QString &fileName) {
// 创建 JSON 对象
QJsonObject rootObj;
rootObj["name"] = "My Library";
rootObj["location"] = "Beijing";
rootObj["established"] = 2020;
// 创建书籍数组
QJsonArray booksArray;
// 添加第一本书
QJsonObject book1;
book1["title"] = "C++ Primer";
book1["author"] = "Stanley Lippman";
book1["year"] = 2012;
book1["available"] = true;
booksArray.append(book1);
// 添加第二本书
QJsonObject book2;
book2["title"] = "Qt 5 C++ GUI Programming Cookbook";
book2["author"] = "Mark Summerfield";
book2["year"] = 2018;
book2["available"] = false;
booksArray.append(book2);
// 将书籍数组添加到根对象
rootObj["books"] = booksArray;
// 创建 JSON 文档
QJsonDocument jsonDoc(rootObj);
// 写入文件
QFile file(fileName);
if (file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Text)) {
file.write(jsonDoc.toJson(QJsonDocument::Indented));
file.close();
}
}
int main(int argc, char *argv[]) {
QCoreApplication a(argc, argv);
createJSON("library.json");
return a.exec();
}三、XML 与 JSON 的对比与选择
1. 适用场景
| 特性 | XML | JSON |
|---|---|---|
| 数据结构 | 层次结构（元素嵌套） | 键值对和数组 |
| 语法复杂度 | 较高（需要标签闭合、命名空间等） | 较低（简洁的键值对语法） |
| 可读性 | 较好（标签提供明确语义） | 好（简洁直观） |
| 解析性能 | 较低（DOM 方式需加载整个文档） | 较高（轻量级，解析速度快） |
| 数据大小 | 较大（标签增加冗余） | 较小（紧凑格式） |
| 适用场景 | 配置文件、文档交换（如 RSS、SOAP） | 网络 API（如 RESTful）、配置文件 |
2. 转换工具
- XML → JSON：可通过解析 XML 并手动构建 JSON 对象实现转换。
- JSON → XML：需创建 XML 结构，将 JSON 键值对映射为 XML 元素或属性。
以下是一个简单的 XML 到 JSON 转换示例：
cpp
QJsonValue xmlToJson(const QDomNode &node) {
if (node.isElement()) {
QDomElement element = node.toElement();
QJsonObject obj;
// 添加元素属性
QDomNamedNodeMap attributes = element.attributes();
for (int i = 0; i < attributes.size(); ++i) {
QDomNode attribute = attributes.item(i);
obj["@" + attribute.nodeName()] = attribute.nodeValue();
}
// 处理子节点
QDomNodeList children = element.childNodes();
if (children.size() == 1 && children.at(0).isText()) {
// 如果只有文本内容，直接返回文本
return QJsonValue(children.at(0).toText().data());
} else {
// 处理子元素
QHash<QString, QJsonArray> childArrays;
for (int i = 0; i < children.size(); ++i) {
QDomNode child = children.at(i);
if (child.isElement()) {
QString name = child.nodeName();
QJsonValue value = xmlToJson(child);
if (childArrays.contains(name)) {
childArrays[name].append(value);
} else {
QJsonArray array;
array.append(value);
childArrays[name] = array;
}
}
}
// 将子元素添加到对象
QHashIterator<QString, QJsonArray> it(childArrays);
while (it.hasNext()) {
it.next();
if (it.value().size() == 1) {
obj[it.key()] = it.value().at(0);
} else {
obj[it.key()] = it.value();
}
}
}
return QJsonValue(obj);
}
return QJsonValue();
}四、最佳实践与注意事项
1. XML 处理建议
- 大型文件 ：使用
QXmlStreamReader逐行解析，避免内存溢出。 - 复杂操作 ：若需频繁修改或随机访问，使用
QDomDocument。 - 命名空间 ：处理含命名空间的 XML 时，使用
QXmlStreamReader::namespaceUri()。 - 错误处理 ：始终检查解析错误（如
QXmlStreamReader::hasError()）。
2. JSON 处理建议
- 网络数据：优先使用 JSON，因其轻量且易于解析。
- 严格格式：JSON 格式严格（如键需用双引号），解析前需验证。
- 空值处理 ：使用
QJsonValue::isNull()和QJsonValue::isUndefined()区分空值和未定义值。 - 嵌套结构：处理深层嵌套的 JSON 时，建议先定义数据模型类进行映射。
3. 性能考虑
- XML：DOM 方式加载整个文档到内存，适合小型文件；流解析适合大型文件。
- JSON：解析速度通常快于 XML，尤其适合移动端和网络传输。
五、总结
Qt 提供了全面的 XML 和 JSON 处理工具，开发者可根据需求选择合适的方式：
- XML：适合需要严格结构、丰富元数据和文档交换的场景，提供 DOM 和流两种处理方式。
- JSON：适合轻量级数据交换、网络 API 和配置文件，语法简洁且解析高效。
掌握这些技术后，可轻松实现数据的存储、传输和交换，为应用开发提供强大的数据处理能力。