个人对QT中QBitArray类的剖析

Posted 2021-01-21 cxhblogs

我们知道Qt中的QBitArray类支持在位（bit）的层次上进行数据操作。本文剖析该类在二进制文件读写时的一些要点。另外，在Qt中，QDataStream类对于二进制文件的读写提供了诸多便利，需要注意的是QBitArray的读写依赖于QDataStream类。

使用QBitArray向文件中写数据：

    QFile file("C:\\Users\\lenovo\\Desktop\\测试");
    file.open(QIODevice::WriteOnly);//只写
    QDataStream input(&file);
    QBitArray bit(5);//构造大小为5的位数组
    bit[0]=1;bit[1]=0;bit[2]=0;bit[3]=1;bit[4]=1;
    input<<bit;//向文件中写入数据10011
    file.close();

使用QBitArray向文件中读数据：

    QFile file("C:\\Users\\lenovo\\Desktop\\测试");
    file.open(QIODevice::ReadOnly);//只读
    QDataStream output(&file);
    QBitArray bit;//此处不需要指定位数组的大小，后面解释
    output>>bit;//从文件中读取数据，可以得到10011
    file.close();

　　上面只是读写了一个简单的位数组，是最简单的例子。但是当我们需要连续多次的读写这种位数组时，甚至想要一位一位读取这些位信息时，该如何处理呢？

先明确一句话：在进行读操作时，无法根据指定的QBitArray位数组的大小（size）来读取。也就是说实际上读取到的size()大小，与自己设定的大小并不一致。（这个结论个人实验得出）

以如下代码为例：

    QFile file("C:\\Users\\lenovo\\Desktop\\测试");//该文件中已经存在位信息10011
    file.open(QIODevice::ReadOnly);//只读
    QDataStream output(&file);
    QBitArray bit(3);//此处我设置位数组的大小为3，我只想读取3位二进制信息
    output>>bit;//读取
    qDebug()<<bit.size();//输出结果为5，显然与我们希望的不一样。原因后面解释
    file.close();

　　究竟是什么原因造成的呢？？我们开始进入重点：分析这个原因我们需要分析QBitArray在文件中的编码规则。

　　每一个完整的QBitArray对象，存储进文件后，其编码格式都是固定的：位数组的大小+位数组的实际数据。以位数据10001为例：其编码为

（图片中每个数字代表四个位，用16进制表示）

1、4个字节存储该位数组的位数，00 00 00 05就表示这个位数组有5位

2、剩下部分存储具体的位数据。可是我们的数据是1001 1为什么存储成了19呢？？？原因如下：

存储QBitArray对象时，采用的是逆存储方式，即先存储后四个位信息，再存储前四个位信息。19中的 “1” 表示 “0001”，“9”表示“10001”

注意这种情况：

    QFile file("C:\\Users\\lenovo\\Desktop\\测试");
    file.open(QIODevice::WriteOnly);//只写
    QDataStream input(&file);
    QBitArray bit(5);//构造大小为5的位数组
    bit[0]=1;bit[1]=0;bit[2]=0;bit[3]=1;bit[4]=1;
    input<<bit[0];//写入数据

这种情况下，向文件中写入了一个位信息，这里并没有写入完整的对象。那么存储时，也就没有完整的结构。其编码如下图：

相当于向文件写入了一个数字1。如果bit[0]=0,那么相当于向文件中写入了一个数字0。

 

总结：也就是说，每个QBitArray对象存储进文件后的结构都是确定了的。所以如果想一个位一个位的读取，那么就会破坏掉这个对象的编码结构，以至于出现读取错误的情况。想要正确的读取出所有的位信息，必须完整的读取每个QBitArray对象，所以在读取的时候我们不需要设置位数组的大小。也就是说，写入的时候写了多少个QBitArray对象，读取的时候就得用多少个QBitArray对象。