Qt XML 与 JSON 数据处理方法

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

2. XML 解析示例：QXmlStreamReader

#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

#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）

#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 XMLif (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

2. JSON 解析示例

#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 JSONQJsonParseError 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

#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

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：

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。