#（65）：訪問網絡（1） 現在的應用程序很少有純粹單機的。大部分為了各種目的都需要聯網操作。為此，Qt 提供了自己的網絡訪問庫，方便我們對網絡資源進行訪問。本章我們將介紹如何使用 Qt 進行最基本的網絡訪問。 Qt 進行網絡訪問的類是`QNetworkAccessManager`，這是一個名字相當長的類，不過使用起來并不像它的名字一樣復雜。為了使用網絡相關的類，你需要在 pro 文件中添加`QT += network`。 `QNetworkAccessManager`類允許應用程序發送網絡請求以及接受服務器的響應。事實上，Qt 的整個訪問網絡 API 都是圍繞著這個類進行的。`QNetworkAccessManager`保存發送的請求的最基本的配置信息，包含了代理和緩存的設置。最好的是，這個 API 本身就是異步設計，這意味著我們不需要自己為其開啟線程，以防止界面被鎖死（這里我們可以簡單了解下，Qt 的界面活動是在一個主線程中進行。網絡訪問是一個相當耗時的操作，如果整個網絡訪問的過程以同步的形式在主線程進行，則當網絡訪問沒有返回時，主線程會被阻塞，界面就會被鎖死，不能執行任何響應，甚至包括一個代表響應進度的滾動條都會被卡死在那里。這種設計顯然是不友好的。）。異步的設計避免了這一系列的問題，但是卻要求我們使用更多的代碼來監聽返回。這類似于我們前面提到的`QDialog::exec()`和`QDialog::show()`之間的區別。`QNetworkAccessManager`是使用信號槽來達到這一目的的。 一個應用程序僅需要一個`QNetworkAccessManager`類的實例。所以，雖然`QNetworkAccessManager`本身沒有被設計為單例，但是我們應該把它當做單例使用。一旦一個`QNetworkAccessManager`實例創建完畢，我們就可以使用它發送網絡請求。這些請求都返回`QNetworkReply`對象作為響應。這個對象一般會包含有服務器響應的數據。 下面我們用一個例子來看如何使用`QNetworkAccessManager`進行網絡訪問。這個例子不僅會介紹`QNetworkAccessManager`的使用，還將設計到一些關于程序設計的細節。 我們的程序是一個簡單的天氣預報的程序，使用 OpenWeatherMap 的 API 獲取數據。我們可以在[這里](http://api.openweathermap.org/api)找到其 API 的具體介紹。 我們前面說過，一般一個應用使用一個`QNetworkAccessManager`就可以滿足需要，因此我們自己封裝一個`NetWorker`類，并把這個類作為單例。注意，我們的代碼使用了 Qt5 進行編譯，因此如果你需要將代碼使用 Qt4 編譯，請自行修改相關部分。 ~~~ // !!! Qt5 #ifndef NETWORKER_H #define NETWORKER_H #include <QObject> class QNetworkReply; class NetWorker : public QObject { Q_OBJECT public: static NetWorker * instance(); ~NetWorker(); void get(const QString &url); signals: void finished(QNetworkReply *reply); private: class Private; friend class Private; Private *d; explicit NetWorker(QObject *parent = 0); NetWorker(const NetWorker &) Q_DECL_EQ_DELETE; NetWorker& operator=(NetWorker rhs) Q_DECL_EQ_DELETE; }; #endif // NETWORKER_H ~~~ `NetWorker`是一個單例類，因此它有一個`instance()`函數用來獲得這唯一的實例。作為單例模式，要求構造函數、拷貝構造函數和賦值運算符都是私有的，因此我們將這三個函數都放在 private 塊中。注意我們增加了一個`Q_DECL_EQ_DELETE`宏。這個宏是 Qt5 新增加的，意思是將它所修飾的函數聲明為 deleted（這是 C++11 的新特性）。如果編譯器支持`= delete`語法，則這個宏將會展開為`= delete`，否則則展開為空。我們的`NetWorker`只有一個`get`函數，顧名思義，這個函數會執行 HTTP GET 操作；一個信號`finished()`，會在獲取到服務器響應后發出。private 塊中還有三行關于`Private`的代碼： ~~~ class Private; friend class Private; Private *d; ~~~ 這里聲明了一個`NetWorker`的內部類，然后聲明了這個內部類的 d 指針。d 指針是 C++ 程序常用的一種設計模式。它的存在于 C++ 程序的編譯有關。在 C++ 中，保持二進制兼容性非常重要。如果你能夠保持二進制兼容，則當以后升級庫代碼時，用戶不需要重新編譯自己的程序即可直接運行（如果你使用 Qt5.0 編譯了一個程序，這個程序不需要重新編譯就可以運行在 Qt5.1 下，這就是二進制兼容；如果不需要修改源代碼，但是必須重新編譯才能運行，則是源代碼兼容；如果必須修改源代碼并且再經過編譯，例如從 Qt4 升級到 Qt5，則稱二者是不兼容的）。保持二進制兼容的很重要的一個原則是不要隨意增加、刪除成員變量。因為這會導致類成員的尋址偏移量錯誤，從而破壞二進制兼容。為了避免這個問題，我們將一個類的所有私有變量全部放進一個單獨的輔助類中，而在需要使用這些數據的類值提供一個這個輔助類的指針。注意，由于我們的輔助類是私有的，用戶不能使用它，所以針對這個輔助類的修改不會影響到外部類，從而保證了二進制兼容。關于二進制兼容的問題，我們會在以后的文章中更詳細的說明，這里僅作此簡單介紹。 下面來看`NetWorker`的實現。 ~~~ class NetWorker::Private { public: Private(NetWorker *q) : manager(new QNetworkAccessManager(q)) {} QNetworkAccessManager *manager; }; ~~~ `Private`是`NetWorker`的內部類，扮演者前面我們所說的那個輔助類的角色。`NetWorker::Private`類主要有一個成員變量`QNetworkAccessManager *`，把`QNetworkAccessManager`封裝起來。`NetWorker::Private`需要其被輔助的類`NetWorker`的指針，目的是作為`QNetworkAccessManager`的 parent，以便`NetWorker`析構時能夠自動將`QNetworkAccessManager`析構。當然，我們也可以通過將`NetWorker::Private`聲明為`QObject`的子類來達到這一目的。 ~~~ NetWorker *NetWorker::instance() { static NetWorker netWorker; return &netWorker; } ~~~ `instance()`函數很簡單，我們聲明了一個 static 變量，將其指針返回。這是 C++ 單例模式的最簡單寫法，由于 C++ 標準要求類的構造函數不能被打斷，因此這樣做也是線程安全的。 ~~~ NetWorker::NetWorker(QObject *parent) : QObject(parent), d(new NetWorker::Private(this)) { connect(d->manager, &QNetworkAccessManager::finished, this, &NetWorker::finished); } NetWorker::~NetWorker() { delete d; d = 0; } ~~~ 構造函數參數列表我們將 d 指針進行賦值。構造函數內容很簡單，我們將`QNetworkAccessManager`的`finished()`信號進行轉發。也就是說，當`QNetworkAccessManager`發出`finished()`信號時，`NetWorker`同樣會發出自己的`finished()`信號。析構函數將 d 指針刪除。由于`NetWorker::Private`是在堆上創建的，并且沒有繼承`QObject`，所以我們必須手動調用`delete`運算符。 ~~~ void NetWorker::get(const QString &url) { d->manager->get(QNetworkRequest(QUrl(url))); } ~~~ `get()`函數也很簡單，直接將用戶提供的 URL 字符串提供給底層的`QNetworkAccessManager`，實際上是將操作委托給底層`QNetworkAccessManager`進行。 現在我們將?`QNetworkAccessManager`進行了簡單的封裝。下一章我們開始針對 OpenWeatherMap 的 API 進行編碼。