Qt中读写结构体字节数据

        在Qt中读写结构体字节数据通常涉及将结构体转换为字节数组(QByteArray)或直接从内存中读写。以下是几种常见方法：

方法1：使用QDataStream读写结构体

cpp

#include <QFile>
#include <QDataStream>

// 定义结构体
#pragma pack(push, 1) // 1字节对齐，避免内存对齐问题
struct MyStruct {
    int id;
    double value;
    char name[20];
};
#pragma pack(pop)

// 写入结构体到文件
void writeStruct(const QString& filename, const MyStruct& data) {
    QFile file(filename);
    if (file.open(QIODevice::WriteOnly)) {
        QDataStream out(&file);
        out.writeRawData(reinterpret_cast<const char*>(&data), sizeof(MyStruct));
        file.close();
    }
}

// 从文件读取结构体
MyStruct readStruct(const QString& filename) {
    MyStruct data;
    QFile file(filename);
    if (file.open(QIODevice::ReadOnly)) {
        QDataStream in(&file);
        in.readRawData(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(MyStruct));
        file.close();
    }
    return data;
}

方法2：使用QByteArray转换

cpp

// 结构体转QByteArray
QByteArray structToByteArray(const MyStruct& data) {
    return QByteArray(reinterpret_cast<const char*>(&data), sizeof(MyStruct));
}

// QByteArray转结构体
MyStruct byteArrayToStruct(const QByteArray& bytes) {
    MyStruct data;
    if (bytes.size() == sizeof(MyStruct)) {
        memcpy(&data, bytes.constData(), sizeof(MyStruct));
    }
    return data;
}

方法3：处理结构体数组

cpp

// 写入结构体数组
void writeStructArray(const QString& filename, const QVector<MyStruct>& array) {
    QFile file(filename);
    if (file.open(QIODevice::WriteOnly)) {
        QDataStream out(&file);
        for (const auto& item : array) {
            out.writeRawData(reinterpret_cast<const char*>(&item), sizeof(MyStruct));
        }
        file.close();
    }
}

// 读取结构体数组
QVector<MyStruct> readStructArray(const QString& filename) {
    QVector<MyStruct> array;
    QFile file(filename);
    if (file.open(QIODevice::ReadOnly)) {
        QDataStream in(&file);
        while (!in.atEnd()) {
            MyStruct data;
            in.readRawData(reinterpret_cast<char*>(&data), sizeof(MyStruct));
            array.append(data);
        }
        file.close();
    }
    return array;
}

注意事项

1. 内存对齐：使用#pragma pack确保结构体在内存中是紧凑排列的，避免因对齐导致的额外填充字节

2. 字节序：如果数据需要在不同平台间传输，需要考虑字节序问题，可以使用下面函数。
   QDataStream::setByteOrder(ByteOrder bo)
   参数
   bo - 可以是以下值之一：
   QDataStream::BigEndian - 大端序（高位字节在前，网络字节序）
   QDataStream::LittleEndian - 小端序（低位字节在前，x86处理器常用）
   功能说明
   此函数决定了多字节数据在流中的序列化方式：
   大端序(BigEndian)：最高有效字节在前（用于网络协议和PowerPC等处理器）
   小端序(LittleEndian)：最低有效字节在前（x86/x64处理器使用）
   设置适当的字节序应考虑：
   当前运行的平台
   协议或文件格式的要求
   读取数据的平台

3. 安全性：从外部读取数据时要验证数据大小，防止缓冲区溢出

4. 可移植性：结构体中的数据类型在不同平台可能有不同大小，考虑使用固定大小的类型如qint32等

示例1：完整读写流程

int main() {
    // 准备数据
    MyStruct data1 = {1, 3.14, "Test1"};
    MyStruct data2 = {2, 6.28, "Test2"};
    QVector<MyStruct> array = {data1, data2};
    
    // 写入文件
    writeStructArray("data.bin", array);
    
    // 读取文件
    QVector<MyStruct> readArray = readStructArray("data.bin");
    
    // 验证数据
    for (const auto& item : readArray) {
        qDebug() << "ID:" << item.id << "Value:" << item.value << "Name:" << item.name;
    }
    
    return 0;
}

示例2:考虑字节序读写

QFile file("data.bin");
if (file.open(QIODevice::WriteOnly)) {
    QDataStream out(&file);
    
    // 设置为大端序（网络字节序）
    out.setByteOrder(QDataStream::BigEndian);
    
    // 写入数据
    out << quint32(0x12345678);  // 将被写为 12 34 56 78
    
    // 切换为小端序
    out.setByteOrder(QDataStream::LittleEndian);
    out << quint32(0x12345678);  // 将被写为 78 56 34 12
    
    file.close();
}