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qt软件开发中的系统设计和架构 qt开发入门简介

编程语言2024-04-23 22:15:39

  • 目录
  • 一、Qt概述
  • 二、基于Qt创建GUI程序（对应P1-P12）
  • 三、基础知识点（对应P13-P28）
  • 3.1 Qt专门数据类型
  • 3.2 日志输出
  • 3.3 字符串类及其相关方法
  • 3.4 QVariant类
  • 3.5 坐标类QPoint
  • 3.6 直线类QLine
  • 3.7 直线类QLine
  • 3.8 矩形类QRect
  • 3.9 日期类QDate、时间类QTime和日期与时间类QDateTime
  • 四、信号槽（signals & slots）（对应P29-P35）
  • 4.1 信号与槽概述
  • 4.2 标准信号槽使用【重要】
  • 4.3 自定义信号槽使用【重要】
  • 4.4 信号槽扩展
  • 4.4.1 信号槽使用扩展
  • 4.4.2 信号槽的两种连接方式（对应P34）
  • 4.4.3 Lambda表达式
  • 五、定时器类QTimer（区别于时间类QTime）（P36-37）
  • 六、窗口类QWidget、QDialog、QMainWindow（P38-P56）
  • 6.1 QWidget类（P38-P40）
  • 6.2 QDialog类（P41-P50）
  • 6.2.1 QDialog类自身（P41-P42）
  • 6.2.2 QDialog子类: QMessageBox（P43）【重要】
  • 6.2.3 QDialog子类: QFileDialog（P44）【重要】
  • 6.2.4 QDialog子类: QFontDialog
  • 6.2.5 QDialog子类: QColorDialog
  • 6.2.4 QDialog子类: QInputDialog（P47-P48）【重要】
  • 6.2.4 QDialog子类: QProgressDialog
  • 6.3 QMainWindow类（P51-P56）【重要】
  • 6.3.1 菜单栏
  • 6.3.2 工具栏
  • 6.3.3 状态栏
  • 6.3.4 停靠窗口（Dock Widget）
  • 6.3.5 资源文件
  • 七、窗口布局
  • X、Qwt概述

目录

笔记整理于Qt开发编程-入门基础教程Qt5等系列视频，侵权自删！

一、Qt概述

  1. 定义：Qt是一个跨平台的C++应用程序开发框架。
  2. 用途：被广泛用于开发GUI（图形化用户界面）程序，也可以用于开发非GUI程序。
  3. 注1：Qt提供了大量可调用的类库，帮助我们实现各种功能。当我们想要使用某些类库时，需要将其对应的模块加载到项目之中（个人理解：类似于C++中的include头文件操作）。
  4. 注2：Qt Creator是Qt程序的一款IDE（用VS也可以编写Qt程序）。

二、基于Qt创建GUI程序（对应P1-P12）

  1. 步骤：参考系列视频的P7
  2. 说明：（1）生成的文件中，XXX.pro基本不需要我们进行修改（如果我们要使用Qt的其他模块时，需要在该文件的第一行进行添加）；（2）YY.h、YY.cpp和YY.ui三者可以视为绑定在一起的三个文件。
  3. MSVC、MinGW这些是Qt的编译套件，在创建GUI程序时可以进行选择。
  4. Qt代码使用#进行注释。
  5. Qt有三个窗口类：QWidget、QDialog和QMainWindow。
  6. 对于Qwidget而言，它是是所有窗口类的基类。它既可以内嵌到主窗口中，也可以不内嵌（通过是否给定参数this来实现）。
  7. 对于对话窗口类QDialog而言，其具有模态(使用exec函数)和非模态(使用show函数)两种显示方式。在模态显示方式下，Dialog将会阻塞程序的执行。这表现为：如果此时有多个子窗口，那么将不能进行随机切换（不能实现焦点切换），此时我们只能先关闭Dialog窗口。而在我们关闭了Dialog子窗口之后，主窗口MainWindow才能够显示出来。
  8. 对于窗口类QMainWindow而言，其不可以作为内嵌窗口，并且其还拥有额外的菜单栏、状态栏和工具栏。其中工具栏可以有多个。
  9. 【如何添加子窗口】右键点击项目名，点击其中的Add new选项，进行选择即可。
  10. 关于Qt的坐标原点：原点在窗口左上角，x轴正向右，y轴正向下。
  11. 【一个感受】 我们常做的一个操作是：在最上面include某个库，然后基于某个对象调用这个库中的某些函数！
  12. 关于Qt的内存回收机制：只有满足一定条件的被new出的对象才能被回收——①创建的对象必须是QObject类的子类（间接子类也可以）；②创建出的类对象，必须要指定其父对象是谁（常用this）。
  13. Qt中的qDebug()作用相当于C++中的cout。

三、基础知识点（对应P13-P28）

3.1 Qt专门数据类型

Qt是C++框架，因此支持C++所有数据类型（int、long等）。除此以外，Qt还自定义了一些数据类型。【注1】我们只需要了解这些数据类型即可，在实际应用中没有必要使用这些数据类型。 【注2】Qt的基本数据类型定义在#include <QtGlobal>中，这个文件中也包括了很多宏（Macros）。 【注3】鼠标选中某个类，按下F2即可查看该类的源代码（类似于回调查看）！

3.2 日志输出

  1. 想在Qt中进行log输出，需要使用专门的类，其头文件名为QDebug（这对应了C中的printf、C++中的cout）
  2. 例子：qDebug() << "我很帅" << " * " << 10000;
  3. 【主要】修改完代码之后，我们应该先点击.pro文件进行重新构建，然后再点击左下角的三角形进行编译！！
  4. 如果我们想在点击Debug目录下的Debug.exe时也看到输出内容（即看到日志输出）的话，就需要修改.pro文件中的部分代码为CONFIG += c++11 console（原先只有CONFIG += c++11），此时我们在点击exe文件后，将会跳出一个终端窗口。

3.3 字符串类及其相关方法

  1. Qt中可以使用C中的char*、C++的std::string以及Qt自身的QByteArray或QString，来表示字符串类型。
  2. 对于QByteArray，我们可以使用相关函数完成字符串拼接、插入、删除等操作。例如void QByteArray::truncate(int pos)的作用即为从字节数组的pos位置将数组截断（前面部分留下，后面部分被删除）。此外，还可以完成子字符串查找和判断、遍历、查看字节数、类型转换等操作。
  3. 对于QString，其相关函数及其功能和QByteArray差不多。【注意】字符串大小写敏感即区分大小写的意思。
  4. 二者的区别包括：（1）QString可以对QByteArray进行进一步的封装（QByteArray是对char *的简单封装，而QString是对char *的深度封装。也因此，QByteArray可以直接转换为char *，而QString需要先转换为QByteArray）；（2）QString可以设置字符串敏感而QByteArray不可以；（3）对于同一个字符串，QString和QByteArray计算长度得到的结果不同（QString的长度是字符个数，一个汉字算一个字符；QByteArray的长度是字符串占用的字节数，一个汉字占三个字节）。

3.4 QVariant类

  1. QVariant类中可以包括各种数据类型。在实际使用中，QVariant可以视作泛型！
  2. 【注意】当我们在.h文件中声明一个方法时，可以按下alt + 回车键，从而跳转到.cpp文件中添加相关定义。该方法的测试也在.cpp文件中进行。—— 这也对应了.h和.cpp文件的功能，前者用于声明各种方法，后者用于定义各种方法的内容！
  3. 使用QVariant类不仅可以对Qt中的标准类型数据进行处理，也可以对自定义类型进行处理。这大大扩展了该类的实用性。
  4. 【注意】在使用自定义类型时，需要使用宏Q_DECLARE_METATYPE！—— 这好像在资料代码中有看到！！
  5. 【注意】按下F4，可以直接从.h文件跳转到.cpp文件。

3.5 坐标类QPoint

  1. 使用场景：移动某个窗口到某个位置。
  2. 作用：设置坐标、获取坐标、坐标值算数运算等。

3.6 直线类QLine

  1. 含义：两点确定一条直线，因此QLine其实就是一个封装了两个坐标点的类。
  2. 作用：设置两点的坐标、获取两点的坐标、获取二点中点的坐标、平移直线（平移两个点；根据调用函数的不同，返回值可能有，也可能无）、比较直线对象（比较两点的坐标是否同时相等）等

3.7 直线类QLine

  1. 作用：形容长度和宽度。
  2. 具体：设置或获取宽度和高度、交换高度和宽度、 高度和宽度的算数运算等。
  3. 【注意】设置参数时需要使用setXXX，而获取参数时直接使用XXX即可（XXX为参数名；获取时不使用getXXX）。

3.8 矩形类QRect

  1. 作用：描述一个矩形/窗口（集合了之前学的坐标类和尺寸类）。
  2. 具体：设置或获取重要点的坐标或者矩形的宽度高度等。

3.9 日期类QDate、时间类QTime和日期与时间类QDateTime

类似上面，略。 【注1】传入参数例如int month，传出参数例如int *year（即传出参数传出的是地址）。 【注2】QTime类可以设置或者获取毫秒。 【注3】我们最好可以使用QElapsedTimer类来计时（例如计算某个程序运行所需的时间），QTime类中的相关函数已经被废弃了（其实二者的函数名是一样的，只是类库名字不同而已）。 【注意】添加某个类的头文件的快捷方式：将鼠标放在该类的上方，按alt + 回车，便可以选择并添加相应的头文件了。

四、信号槽（signals & slots）（对应P29-P35）

4.1 信号与槽概述

  1. 【定义】信号槽就是一种事件处理机制。信号signal的本质就是事件，而槽slot/槽函数代表的就是事件的处理动作。我们无需关心事件捕捉以及信号发射（这两件事都是Qt框架内部实现的），而只需要定义事件的处理动作。信号槽又称观察者模式/发布-订阅模式。
  2. 【深入理解信号】 具体地，信号是由于用户对窗口或者空间进行了某些操作（例如按钮单击双击、窗口刷新、鼠标常用操作、键盘输入等），导致窗口或控件产生了某个特定事件，这时候Qt对应的窗口类会发出某个信号，以此对用户的挑选做出反应。我们可以将信号认为是对事件的描述。
  3. 【深入理解槽】 槽/槽函数其实是一类能对Qt框架中产生信号进行处理的函数。在Qt时，槽函数的所有者是某个类的实例对象。
  4. 【深入理解信号与槽的关系】 在Qt中，信号和槽函数本身都是独立的个体，二者并无关联。但有时因为有些特殊需求，需要将二者连接到一起，这可以通过调用QObject类中的connect函数来实现。该函数有四个参数，按照顺序分别是信号发出者、信号、信号接收者和事件处理动作(方法)。【注意】槽函数是由Qt框架调用的，我们只是通过connect函数将槽函数注册给Qt框架。在注册完毕之后，Qt框架就将不断帮助我们检测有无相关信号的发出（这一步不由connect函数实现，不要弄错了）。由此也可以看出，信号槽其实就是一种回调机制（函数的调用由框架来实现，不需要通过编写额外代码来实现）。

4.2 标准信号槽使用【重要】

  1. 例子：实现以下功能——点击窗口上的按钮，关闭窗口（显然，按钮是信号发出者QPushBotton，而窗口是信号的接收者和处理者QWidget） 。
  2. 相关代码：
// 单击按钮发出的信号
[signal] void QAbstractButton::clicked(bool checked = false)
// 关闭窗口的槽函数
[slot] bool QWidget::close();

// 单击按钮关闭窗口(这行代码应该写在.cpp文件中)
connect(ui->closewindow, &QPsushBotton::clicked, this, &QMainWindow::close);

4.3 自定义信号槽使用【重要】

  1. 为了满足一些特定需求，我们有时需要自己去定义信号和槽函数。此时二者的连接依旧使用connect函数。
  2. 【注意】如果想要使用自定义的信号槽，那么我们必须编写新的类并且让这个类继承Qt的某些标准类。此外，还要满足以下两个条件：（1）该类必须从QObject类或其子类进行派生；（2）在定义类的头文件中加入Q_OBJECT宏。
  3. 【深入理解自定义信号】（1）信号是自定义类的成员函数，且返回值是void类型；（2）信号需要使用signals关键字进行声明，使用上类似于public；（3）信号函数只需要声明，不需要定义（即没有函数体实现）；（4）不同信号之间可以发生重载（因为本质上都是函数，函数之间可以发生重载）。例如：
class Test : public QObject
{
	Q_OBJECT
signals:
	void testsignal();
	void testsignal(int a);
}
  1. 【深入理解自定义槽】（1）槽函数的返回值也是void类型；（2）槽函数也支持信号重载，且其参数与自定义信号在类型和个数上完全一致（后者发送，前者接收）。当然，也可以只取后者的一部分（相当于我只取一部分信号）；（3）槽函数可以是自定义类的成员函数、全局函数、静态函数、lambda表达式（匿名函数）；（4）槽函数可以使用关键字slots进行声明（Qt5中可以省略），例如public slots、private slots、protected slots（后两者只能在类内部使用）；（5）和自定义信号不同，自定义槽函数是需要在相应.cpp文件中实现其函数体的。例如：
class Test : public QObject
{
// 此处不需要添加Q_OBJECT
public:
	void testSlot();
	static void testFunc();

public slots:
	void testSlot(int id);
}
  1. 【应用场景举例】—— 重要！！！
// 女朋友饿了，我请她吃饭
// class GirlFriend
// class Me

【注1】添加新的类的操作也是右键Qt项目名称，右键Add new！—— 很重要，解释了参考项目中其他文件的由来。注意在完成了这步之后，还需要在主头文件中包含这几个新.h文件，同时完成声明、例化相应类的操作。 【注2】在使用自定义信号和自定义槽函数的时候，通常需要同时添加新的按钮以及相应的槽函数。具体见视频P32！！—— 讲解了一个非常体现逻辑的例子，值得多看。

4.4 信号槽扩展

4.4.1 信号槽使用扩展
  1. 一个信号可以连接多个槽函数，发送一个信号有多个处理动作。此时，我们需要写多个connect连接，且槽函数的执行顺序与connect函数的调用顺序（书写顺序）是一致的（Qt5中是这样的；Qt4中随机）。
  2. 一个槽函数可以连接多个信号。多个不同的信号，处理动作是相通的。
  3. 信号可以连接信号。即信号接收者可以不用动作处理接收到的信号，而继续发生新的信号。—— 这其实有利于体现信号的一致性？
  4. 信号槽是可以断开的，通过调用disconnect函数即可，其参数与connect函数完全一致。
4.4.2 信号槽的两种连接方式（对应P34）
  1. Qt5和Qt4的信号连接方式不同。
  2. 注意当信号槽发生重载时，我们要么选用Qt4的连接方式，要么进行额外的信号函数指针声明（对应Qt5的连接方式）。前者在编写上更简单，但是一旦写错就很难定位（因为不会报相应的错）。因此我们仍然推荐使用后一种方式。
4.4.3 Lambda表达式
  1. Lambda表达式的本质就是一个一名函数，它在各种编程语言（C++、Java）中都可以使用，它能够提高代码效率，同时使程序更加灵活。
  2. 语法格式
[capture](params) opt -> ret {body;};
	- capture:	捕获列表
	- params:	参数列表
	- opt:		函数选项
	- ret:		返回值类型
	- body:		函数体
  1. 最简单的例子：
// 匿名函数的定义，代码执行这个匿名函数是不会被调用的
[](){
	qDebug() << "hello，我是一个lambda表达式...";
};

// 调用匿名函数
[](){
	qDebug() << "hello，我是一个lambda表达式...";
}();// 相比上面只加了一个()，这代表了参数列表（此处为空）。
  1. 【注意】据说Lambda表达式只在输出消息文本中使用，在复杂操作中基本不使用。
  2. 【注意】 弹幕：匿名函数相对于普通函数不需要出栈和入栈，效率更高。

五、定时器类QTimer（区别于时间类QTime）（P36-37）

  1. 作用：周期性地执行某些操作，或者制作一些动画效果（稚晖君？）
  2. 常用函数：setInterval、start、timeout（信号！）、setTimerType、signalShot（槽函数！） 等
  3. 【重要】 P37中讲解的例子或许能够帮助我们很好地理解参考项目！（这里还介绍了如何使得按钮上的文字根据点击进行相应变化！）

六、窗口类QWidget、QDialog、QMainWindow（P38-P56）

6.1 QWidget类（P38-P40）

  1. QWidget类继承于QObject类和QPaintDevice类（绘图设备类—— 感觉后续很可能会用到！！）。
  2. QWidget类是所有窗口类的父类，也是所有控件类（按钮、输入框、标签等）的基类。
  3. 我们在学习QWidget类时，主要关注其公共函数、公共槽函数以及信号三个部分的内容！
  4. 【关于公共函数】我们可以完成：设置宽度高度等几何参数、设置左上角图标和标题等操作。
  5. 【关于槽函数】我们可以完成：显示/隐藏/关闭窗口、窗口最大化/最小化/全屏显示等操作。
  6. 【关于信号】可以触发信号发射的事件：点击右键显示出菜单、图标或者标题发生变化等。
  7. 【注意】在设计界面上，我们可以直接右键点击按钮，然后点击转到槽，便可以添加与这个按钮相对应的槽函数（如clicked()）！注意不要修改所给槽函数的名称。

6.2 QDialog类（P41-P50）

6.2.1 QDialog类自身（P41-P42）
  1. QDialog窗口有两种显示形式:（1）模态;（2）非模态。
  2. 同样地，我们在学习QDialog类时，主要关注其公共函数、公共槽函数以及信号三个部分的内容！
  3. 【关于公共函数】由于继承了QWidget类，所以可以使用QWidget类的公共函数。而QDialog类自身也有一些公共函数，但是很少使用。
  4. 【关于槽函数】我们可以完成：显示/隐藏/关闭窗口、窗口最大化/最小化/全屏显示等操作。
  5. 【关于信号】可以触发信号发射的事件：点击右键显示出菜单、图标或者标题发生变化等。
6.2.2 QDialog子类: QMessageBox（P43）【重要】
  1. 作用：给用户展示一些信息（包括提示信息、错误信息、询问信息等）（常见的界面提示音与这个类息息相关~）。
  2. 我们主要关注的是这个类的静态方法(about等)。
6.2.3 QDialog子类: QFileDialog（P44）【重要】
  1. 作用：打开文件或目录。（我们可以使用其来完成加载文件、选择目录等操作）
  2. 类似地，我们主要关注这个类的静态方法(getExistingDirectory等)。
6.2.4 QDialog子类: QFontDialog

作用：可以将选择的字体设置给单个或所有的窗口。关注点同上。

6.2.5 QDialog子类: QColorDialog

作用：可以将选择的颜色设置给单个或所有的窗口。同上。

6.2.4 QDialog子类: QInputDialog（P47-P48）【重要】
  1. 作用：得到能够和用户进行交互的对话框。
  2. 常用静态函数：getDouble、getInt、getItem、getMultiLineText、getText等
6.2.4 QDialog子类: QProgressDialog
  1. 作用：得到进度条窗口。
  2. 我们在学习QProgressDialog类时，主要关注其公共函数、公共槽函数以及信号三个部分的内容！

6.3 QMainWindow类（P51-P56）【重要】

QMainWindow类有两个特点：①可以包含菜单栏、工具栏、状态栏；②不能内嵌。

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6.3.1 菜单栏
  1. 以word为例，菜单栏就是最上方的“打开”“格式”“引用”等。
  2. 常用信号：triggered等
6.3.2 工具栏
  1. 工具栏可以有多个，位置可以设置（上下左右或者悬浮）。
  2. 设计界面中，点击左上角的toolbar（前提是已经添加）之后，便可以在右下角进行一些属性的设置。
6.3.3 状态栏
  1. 状态栏的位置在窗口的最下方。
6.3.4 停靠窗口（Dock Widget）

略

6.3.5 资源文件
  1. 定义：存储资源（图片文件、配置文件、小的音频文件）的文件？？
  2. 作用：能够让我们不用每次调用文件时都使用相对路径的形式（具有换电脑就显示不出等弊端）。其原理是将首次使用的这些资源文件保存到一个存储文件中，这样之后即使我们换电脑了，该存储文件也会随着代码的编译加载而编译加载。
  3. 使用：选中项目名，点击右键Add new，选择Qt-Qt Resource进行添加。
  4. 备注：资源文件的后缀名是.qrc，它将出现在左侧栏的Resources中。在往项目中添加资源文件之前，我们首先要将各个文件放在与项目文件同级或者更深层次的目录中。放置完之后，我们还需要依次完成Add Prefix、Add Files、Copy Path等操作。

七、窗口布局

  1. 基本上我们需要制作Qt的窗口界面，都需要进行一系列的布局。 否则可能会出现控件不能显示、控件不能按照期望的大小显示、控件不能跟随窗口进行缩放等情况。
  2. 布局方式：三种——水平布局、垂直布局和网格布局，它们分别对应了设计界面中Layouts中的多种形式。
  3. 使用方式1：先拖入布局方式对应的图标，再将我们需要布局的按钮拖入图标内部（红框），这些按钮将会按照对应布局方式进行排列。
  4. 使用方式2：先拖入一个Widget窗口，然后再将各个按钮拖入Widget窗口内部，接着再进行布局。
  5. 备注1：已经设置好的布局方式，是可以在设计界面中进行修改的。
  6. 备注2：网格布局能够保证一些必要的对齐，而灵活使用弹簧可以保证一些间隙的实现。
  7. 备注3：我们可以在设计界面的右上角来确认哪些Widget没有进行布局。

X、Qwt概述

  1. Qwt是Qt的一个2D画图开发模块库，可以实现基于数据实时生成曲线图等等。
  2. 但是我们也有看到没有使用Qwt库，却也实现了曲线的实时绘制的视频。如 QT温湿度实时采集软件（开源）


https://www.xamrdz.com/lan/5b31931495.html

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