Qt学习笔记

Hello World!

#include<QLabel>
#include <QApplication>int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);QLabel label("Hello World");label.show();return a.exec();
}

前两行是 C++ 的 include 语句，这里我们引入的是QApplication以及QLabel这两个类。main()函数中第一句是创建一个QApplication类的实例。对于 Qt 程序来说，main()函数一般以创建 application 对象（GUI 程序是QApplication，非 GUI 程序是QCoreApplication。QApplication实际上是QCoreApplication的子类。）开始，后面才是实际业务的代码。这个对象用于管理 Qt 程序的生命周期，开启事件循环，这一切都是必不可少的。在我们创建了QApplication对象之后，直接创建一个QLabel对象，构造函数赋值“Hello, world”，当然就是能够在QLabel上面显示这行文本。最后调用QLabel的show()函数将其显示出来。main()函数最后，调用app.exec()，开启事件循环。我们现在可以简单地将事件循环理解成一段无限循环。正因为如此，我们在栈上构建了QLabel对象，却能够一直显示在那里（试想，如果不是无限循环，main()函数立刻会退出，QLabel对象当然也就直接析构了）。

信号槽

信号槽是 Qt 框架引以为豪的机制之一。熟练使用和理解信号槽，能够设计出解耦的非常漂亮的程序，有利于增强我们的技术设计能力。

所谓信号槽，实际就是观察者模式。当某个事件发生之后，比如，按钮检测到自己被点击了一下，它就会发出一个信号（signal）。这种发出是没有目的的，类似广播。如果有对象对这个信号感兴趣，它就会使用连接（connect）函数，意思是，用自己的一个函数（成为槽（slot））来处理这个信号。也就是说，当信号发出时，被连接的槽函数会自动被回调。这就类似观察者模式：当发生了感兴趣的事件，某一个操作就会被自动触发。（这里提一句，Qt 的信号槽使用了额外的处理来实现，并不是 GoF 经典的观察者模式的实现方式。）

#include<QPushButton>
#include <QApplication>int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);QPushButton Button("quit");QObject::connect(&Button,&QPushButton::clicked,&QApplication::quit);Button.show();return a.exec();
}

点击运行，我们会看到一个按钮，上面有“Quit”字样。点击按钮，程序退出。

按钮在 Qt 中被称为QPushButton。对它的创建和显示，同前文类似，这里不做过多的讲解。我们这里要仔细分析QObject::connect()这个函数。

在 Qt 5 中，QObject::connect()有五个重载：

QMetaObject::Connection connect(const QObject *, const char *,const QObject *, const char *,Qt::ConnectionType);QMetaObject::Connection connect(const QObject *, const QMetaMethod &,const QObject *, const QMetaMethod &,Qt::ConnectionType);QMetaObject::Connection connect(const QObject *, const char *,const char *,Qt::ConnectionType) const;QMetaObject::Connection connect(const QObject *, PointerToMemberFunction,const QObject *, PointerToMemberFunction,Qt::ConnectionType)QMetaObject::Connection connect(const QObject *, PointerToMemberFunction,Functor);

这五个重载的返回值都是QMetaObject::Connection，现在我们不去关心这个返回值。下面我们先来看看connect()函数最常用的一般形式：

connect(sender,signal,receiver,slot);

这是我们最常用的形式。connect()一般会使用前面四个参数，第一个是发出信号的对象，第二个是发送对象发出的信号，第三个是接收信号的对象，第四个是接收对象在接收到信号之后所需要调用的函数。也就是说，当 sender 发出了 signal 信号之后，会自动调用 receiver 的 slot 函数。

这是最常用的形式，我们可以套用这个形式去分析上面给出的五个重载。

第一个，sender 类型是const QObject *，signal 的类型是const char *，receiver 类型是const QObject *，slot 类型是const char *。这个函数将 signal 和 slot 作为字符串处理。

第二个，sender 和 receiver 同样是const QObject *，但是 signal 和 slot 都是const QMetaMethod &。我们可以将每个函数看做是QMetaMethod的子类。因此，这种写法可以使用QMetaMethod进行类型比对。

第三个，sender 同样是const QObject *，signal 和 slot 同样是const char *，但是却缺少了 receiver。这个函数其实是将 this 指针作为 receiver。

第四个，sender 和 receiver 也都存在，都是const QObject *，但是 signal 和 slot 类型则是PointerToMemberFunction。看这个名字就应该知道，这是指向成员函数的指针。

第五个，前面两个参数没有什么不同，最后一个参数是Functor类型。这个类型可以接受 static 函数、全局函数以及 Lambda 表达式。

由此我们可以看出，connect()函数，sender 和 receiver 没有什么区别，都是QObject指针；主要是 signal 和 slot 形式的区别。具体到我们的示例，我们的connect()函数显然是使用的第五个重载，最后一个参数是QApplication的 static 函数quit()。也就是说，当我们的 button 发出了clicked()信号时，会调用QApplication的quit()函数，使程序退出。

信号槽要求信号和槽的参数一致，所谓一致，是参数类型一致。如果不一致，允许的情况是，槽函数的参数可以比信号的少，即便如此，槽函数存在的那些参数的顺序也必须和信号的前面几个一致起来。这是因为，你可以在槽函数中选择忽略信号传来的数据（也就是槽函数的参数比信号的少），但是不能说信号根本没有这个数据，你就要在槽函数中使用（就是槽函数的参数比信号的多，这是不允许的）。

自定义信号槽

上一节我们详细分析了connect()函数。使用connect()可以让我们连接系统提供的信号和槽。但是，Qt 的信号槽机制并不仅仅是使用系统提供的那部分，还会允许我们自己设计自己的信号和槽。这也是 Qt 框架的设计思路之一，用于我们设计解耦的程序。本节将讲解如何在自己的程序中自定义信号槽。

信号槽不是 GUI 模块提供的，而是 Qt 核心特性之一。因此，我们可以在普通的控制台程序使用信号槽。

经典的观察者模式在讲解举例的时候通常会举报纸和订阅者的例子。有一个报纸类Newspaper，有一个订阅者类Subscriber。Subscriber可以订阅Newspaper。这样，当Newspaper有了新的内容的时候，Subscriber可以立即得到通知。在这个例子中，观察者是Subscriber，被观察者是Newspaper。在经典的实现代码中，观察者会将自身注册到被观察者的一个容器中（比如subscriber.registerTo(newspaper)）。被观察者发生了任何变化的时候，会主动遍历这个容器，依次通知各个观察者（newspaper.notifyAllSubscribers()）。

//!!! Qt5
#include <QObject>// newspaper.h
class Newspaper : public QObject
{Q_OBJECT
public:Newspaper(const QString & name) :m_name(name){}void send(){emit newPaper(m_name);}signals:void newPaper(const QString &name);private:QString m_name;
};// reader.h
#include <QObject>
#include <QDebug>class Reader : public QObject
{Q_OBJECT
public:Reader() {}void receiveNewspaper(const QString & name){qDebug() << "Receives Newspaper: " << name;}
};// main.cpp
#include <QCoreApplication>#include "newspaper.h"
#include "reader.h"int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication app(argc, argv);Newspaper newspaper("Newspaper A");Reader reader;QObject::connect(&newspaper, &Newspaper::newPaper,&reader,    &Reader::receiveNewspaper);newspaper.send();return app.exec();
}

首先看Newspaper这个类。这个类继承了QObject类。只有继承了QObject类的类，才具有信号槽的能力。所以，为了使用信号槽，必须继承QObject。凡是QObject类（不管是直接子类还是间接子类），都应该在第一行代码写上Q_OBJECT。不管是不是使用信号槽，都应该添加这个宏。这个宏的展开将为我们的类提供信号槽机制、国际化机制以及 Qt 提供的不基于 C++ RTTI 的反射能力。因此，如果你觉得你的类不需要使用信号槽，就不添加这个宏，就是错误的。其它很多操作都会依赖于这个宏。注意，这个宏将由 moc（我们会在后面章节中介绍 moc。这里你可以将其理解为一种预处理器，是比 C++ 预处理器更早执行的预处理器。） 做特殊处理，不仅仅是宏展开这么简单。moc 会读取标记了 Q_OBJECT 的头文件，生成以 moc_ 为前缀的文件，比如 newspaper.h 将生成 moc_newspaper.cpp。你可以到构建目录查看这个文件，看看到底增加了什么内容。注意，由于 moc 只处理头文件中的标记了Q_OBJECT的类声明，不会处理 cpp 文件中的类似声明。因此，如果我们的Newspaper和Reader类位于 main.cpp 中，是无法得到 moc 的处理的。解决方法是，我们手动调用 moc 工具处理 main.cpp，并且将 main.cpp 中的#include "newspaper.h"改为#include "moc_newspaper.h"就可以了。不过，这是相当繁琐的步骤，为了避免这样修改，我们还是将其放在头文件中。许多初学者会遇到莫名其妙的错误，一加上Q_OBJECT就出错，很大一部分是因为没有注意到这个宏应该放在头文件中。

Newspaper类的 public 和 private 代码块都比较简单，只不过它新加了一个 signals。signals 块所列出的，就是该类的信号。信号就是一个个的函数名，返回值是 void（因为无法获得信号的返回值，所以也就无需返回任何值），参数是该类需要让外界知道的数据。信号作为函数名，不需要在 cpp 函数中添加任何实现（我们曾经说过，Qt 程序能够使用普通的 make 进行编译。没有实现的函数名怎么会通过编译？原因还是在 moc，moc 会帮我们实现信号函数所需要的函数体，所以说，moc 并不是单纯的将 Q_OBJECT 展开，而是做了很多额外的操作）。

Newspaper类的send()函数比较简单，只有一个语句emit newPaper(m_name);。emit 是 Qt 对 C++ 的扩展，是一个关键字（其实也是一个宏）。emit 的含义是发出，也就是发出newPaper()信号。感兴趣的接收者会关注这个信号，可能还需要知道是哪份报纸发出的信号？所以，我们将实际的报纸名字m_name当做参数传给这个信号。当接收者连接这个信号时，就可以通过槽函数获得实际值。这样就完成了数据从发出者到接收者的一个转移。

Reader类更简单。因为这个类需要接受信号，所以我们将其继承了QObject，并且添加了Q_OBJECT宏。后面则是默认构造函数和一个普通的成员函数。Qt 5 中，任何成员函数、static 函数、全局函数和 Lambda 表达式都可以作为槽函数。与信号函数不同，槽函数必须自己完成实现代码。槽函数就是普通的成员函数，因此作为成员函数，也会受到 public、private 等访问控制符的影响。（我们没有说信号也会受此影响，事实上，如果信号是 private 的，这个信号就不能在类的外面连接，也就没有任何意义。）

main()函数中，我们首先创建了Newspaper和Reader两个对象，然后使用QObject::connect()函数。这个函数我们上一节已经详细介绍过，这里应该能够看出这个连接的含义。然后我们调用Newspaper的send()函数。这个函数只有一个语句：发出信号。由于我们的连接，当这个信号发出时，自动调用 reader 的槽函数，打印出语句。

这样我们的示例程序讲解完毕。我们基于 Qt 的信号槽机制，不需要观察者的容器，不需要注册对象，就实现了观察者模式。

下面总结一下自定义信号槽需要注意的事项：

• 发送者和接收者都需要是QObject的子类（当然，槽函数是全局函数、Lambda 表达式等无需接收者的时候除外）；
• 使用 signals 标记信号函数，信号是一个函数声明，返回 void，不需要实现函数代码；
• 槽函数是普通的成员函数，作为成员函数，会受到 public、private、protected 的影响；
• 使用 emit 在恰当的位置发送信号；
• 使用QObject::connect()函数连接信号和槽。

QT模块简介

Qt 5 与 Qt 4 最大的一个区别之一是底层架构有了修改。Qt 5 引入了模块化的概念，将众多功能细分到几个模块之中。Qt 4 也有模块的概念，但是是一种很粗的划分，而 Qt 5 则更加细化。本节主要对 Qt 5 的模块进行一个简单的介绍，以便以后大家需要哪些功能的时候知道到哪个模块去寻找。

Qt 5 模块分为 Essentials Modules 和 Add-on Modules 两部分。前者是基础模块，在所有平台上都可用；后者是扩展模块，建立在基础模块的基础之上，在能够运行 Qt 的平台之上可以酌情引入。

Qt 基础模块分为以下几个：

• Qt Core，提供核心的非 GUI 功能，所有模块都需要这个模块。这个模块的类包括了动画框架、定时器、各个容器类、时间日期类、事件、IO、JSON、插件机制、智能指针、图形（矩形、路径等）、线程、XML 等。所有这些类都可以通过 <QtCore> 头文件引入。
• Qt Gui，提供 GUI 程序的基本功能，包括与窗口系统的集成、事件处理、OpenGL 和 OpenGL ES 集成、2D 图像、字体、拖放等。这些类一般由 Qt 用户界面类内部使用，当然也可以用于访问底层的 OpenGL ES 图像 API。Qt Gui 模块提供的是所有图形用户界面程序都需要的通用功能。
• Qt Multimedia，提供视频、音频、收音机以及摄像头等功能。这些类可以通过 <QtMultimedia> 引入，而且需要在 pro 文件中添加 QT += multimedia。
• Qt Network，提供跨平台的网络功能。这些类可以通过 <QtNetwork> 引入，而且需要在 pro 文件中添加 QT += network。
• Qt Qml，提供供 QML（一种脚本语言，也提供 JavaScript 的交互机制） 使用的 C++ API。这些类可以通过 <QtQml> 引入，而且需要在 pro 文件中添加 QT += qml。
• Qt Quick，允许在 Qt/C++ 程序中嵌入 Qt Quick（一种基于 Qt 的高度动画的用户界面，适合于移动平台开发）。这些类可以通过 <QtQuick> 引入，而且需要在 pro 文件中添加 QT += quick。
• Qt SQL，允许使用 SQL 访问数据库。这些类可以通过 <QtSql> 引入，而且需要在 pro 文件中添加 QT += sql。
• Qt Test，提供 Qt 程序的单元测试功能。这些类可以通过 <QtTest> 引入，而且需要在 pro 文件中添加 QT += testlib。
• Qt Webkit，基于 WebKit2 的实现以及一套全新的 QML API（顺便说一下，Qt 4.8 附带的是 QtWebkit 2.2）。

Qt 扩展模块则有更多的选择：

• Qt 3D，提供声明式语法，在 Qt 程序中可以简单地嵌入 3D 图像。Qt 3D 为 Qt Quick 添加了 3D 内容渲染。Qt 3D 提供了 QML 和 C++ 两套 API，用于开发 3D 程序。
• Qt Bluetooth，提供用于访问蓝牙无线设备的 C++ 和 QML API。
• Qt Contacts，用于访问地址簿或者联系人数据库的 C++ 和 QML API。
• Qt Concurrent，封装了底层线程技术的类库，方便开发多线程程序。
• Qt D-Bus，这是一个仅供 Unix 平台使用的类库，用于利用 D-Bus 协议进行进程间交互。
• Qt Graphical Effects，提供一系列用于实现图像特效的类，比如模糊、锐化等。
• Qt Image Formats，支持图片格式的一系列插件，包括 TIFF、MNG、TGA 和 WBMP。
• Qt JS Backend，该模块没有公开的 API，是 V8 JavaScript 引擎的一个移植。这个模块仅供 QtQml 模块内部使用。
• Qt Location，提供定位机制、地图和导航技术、位置搜索等功能的 QML 和 C++ API。
• Qt OpenGL，方便在 Qt 应用程序中使用 OpenGL。该模块仅仅为了程序从 Qt 4 移植到 Qt 5 的方便才保留下来，如果你需要在新的 Qt 5 程序中使用 OpenGL 相关技术，需要使用的是 QtGui 模块中的 QOpenGL。
• Qt Organizer，使用 QML 和 C++ API 访问组织事件（organizer event）。organizer API 是 Personal Information Management API 的一部分，用于访问 Calendar 信息。通过 Organizer API 可以实现：从日历数据库访问日历时间、导入 iCalendar 事件或者将自己的事件导出到 iCalendar。
• Qt Print Support，提供对打印功能的支持。
• Qt Publish and Subscribe，为应用程序提供对项目值的读取、导航、订阅等的功能。
• Qt Quick 1，从 Qt 4 移植过来的 QtDeclarative 模块，用于提供与 Qt 4 的兼容。如果你需要开发新的程序，需要使用 QtQuick 模块。
• Qt Script，提供脚本化机制。这也是为提供与 Qt 4 的兼容性，如果要使用脚本化支持，请使用 QtQml 模块的 QJS* 类。
• Qt Script Tools，为使用了 Qt Script 模块的应用程序提供的额外的组件。
• Qt Sensors，提供访问各类传感器的 QML 和 C++ 接口。
• Qt Service Framework，提供客户端发现其他设备的服务。Qt Service Framework 为在不同平台上发现、实现和访问服务定义了一套统一的机制。
• Qt SVG，提供渲染和创建 SVG 文件的功能。
• Qt System Info，提供一套 API，用于发现系统相关的信息，比如电池使用量、锁屏、硬件特性等。
• Qt Tools，提供了 Qt 开发的方便工具，包括 Qt CLucene、Qt Designer、Qt Help 以及 Qt UI Tools 。
• Qt Versit，提供了对 Versit API 的支持。Versit API 是 Personal Information Management API 的一部分，用于 QContacts 和 vCard 以及 QOrganizerItems 和 iCalendar 之间的相互转换。
• Qt Wayland，仅用于 Linux 平台，用于替代 QWS，包括 Qt Compositor API（server）和 Wayland 平台插件（clients）。
• Qt WebKit，从 Qt 4 移植来的基于 WebKit1 和 QWidget 的 API。
• Qt Widgets，使用 C++ 扩展的 Qt Gui 模块，提供了一些界面组件，比如按钮、单选框等。
• Qt XML，SAX 和 DOM 的 C++ 实现。该模块已经废除，请使用 QXmlStreamReader/Writer。
• Qt XML Patterns，提供对 XPath、XQuery、XSLT 和 XML Schema 验证的支持。

这里需要强调一点，由于 Qt 的扩展模块并不是 Qt 必须安装的部分，因此 Qt 在未来版本中可能会提供更多的扩展模块，这里给出的也仅仅是一些现在确定会包含在 Qt 5 中的一部分，另外还有一些，比如 Qt Active、Qt QA 等，则可能会在 beta 及以后版本中出现。

下面是专门供 Windows 平台的模块：

• QAxContainer，用于访问 ActiveX 控件。
• QAxServer，用于编写 ActiveX 服务器。

下面是专门供 Unix 平台的模块：

• QtDBus，使用 D-Bus 提供进程间交互。

MainWindow简介

QMainWindow是 Qt 框架带来的一个预定义好的主窗口类。所谓主窗口，就是一个普通意义上的应用程序（不是指游戏之类的那种）最顶层的窗口。比如你现在正在使用的浏览器，那么主窗口就是这个浏览器窗口。试着回想一下经典的主窗口，通常是由一个标题栏，一个菜单栏，若干工具栏和一个任务栏。在这些子组件之间则是我们的工作区。事实上，QMainWindow正是这样的一种布局。

#include "mainwindow.h"
#include <QApplication>int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);MainWindow min;min.show();return a.exec();
}

 

我们仔细看看这个窗口。虽然不太明显，但它实际上分成了几个部分：

主窗口的最上面是 Window Title，也就是标题栏，通常用于显示标题和控制按钮，比如最大化、最小化和关闭等。

通常，各个图形界面框架都会使用操作系统本地代码来生成一个窗口。所以，你会看到在 KDE 上面，主窗口的标题栏是 KDE 样式的；在 Windows 平台上，标题栏是 Windows 风格的。如果你不喜欢本地样式，比如 QQ 这种，它其实是自己将标题栏绘制出来，这种技术称为 DirectUI，也就是无句柄绘制，这不在本文的讨论范畴。

Window Title 下面是 Menu Bar，也就是菜单栏，用于显示菜单。

窗口最底部是 Status Bar，称为状态栏。

当我们鼠标滑过某些组件时，可以在状态栏显示某些信息，比如浏览器中，鼠标滑过带有链接的文字，你会在底部看到链接的实际 URL。

除去上面说的三个横向的栏，中间是以矩形区域表示。我们可以看出，最外层称为 Tool Bar Area，用于显示工具条区域。之所以是矩形表示，是因为，Qt 的主窗口支持多个工具条。你可以将工具条拖放到不同的位置，因此这里说是 Area。我们可以把几个工具条并排显示在这里，就像 Word2003 一样，也可以将其分别放置，类似 Photoshop。在工具条区域内部是 Dock Widget Area，这是停靠窗口的显示区域。所谓停靠窗口，就像 Photoshop 的工具箱一样，可以停靠在主窗口的四周，也可以浮动显示。主窗口最中间称为 Central Widget，就是我们程序的工作区。通常我们会将程序最主要的工作区域放置在这里，类似 Word 的稿纸或者 Photoshop 的画布等等。

对于一般的 Qt 应用程序，我们所需要做的，就是编写我们的主窗口代码，主要是向其中添加各种组件，比如菜单、工具栏等，当然，最重要的就是当中的工作区。当我们将这些都处理完毕之后，基本上程序的工具也可以很好地实现。

通常我们的程序主窗口会继承自QMainWindow，以便获得QMainWindow提供的各种便利的函数。这也是 Qt Creator 生成的代码所做的。

QT += core gui
greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgetsTARGET    = qtdemo
TEMPLATE  = appSOURCES  += main.cpp \mainwindow.cppHEADERS  += mainwindow.h

简单解释一下 pro 文件。首先，我们定义了 QT，用于告诉编译器，需要使用哪些模块。这些模块都在前面章节中有过介绍。我们通常需要添加 core 和 gui。第二行，如果 Qt 的主版本号（QT_MAJOR_VERSION）大于 4，也就是 Qt 5，则需要另外添加 widgets（因为在 Qt 5 中，所有组件都是在 widgets 模块定义的）。TARGET 是生成的程序的名字。TEMPLATE 是生成 makefile 所使用的模板，比如 app 就是编译成一个可执行程序，而 lib 则是编译成一个链接库（默认是动态链接库）。SOURCES 和 HEADERS 顾名思义，就是项目所需要的源代码文件和头文件。现在，我们只需使用默认的 pro 文件即可。以后随着项目的不断增大，pro 文件通常会非常复杂。 

添加动作

本节，我们将在前面主窗口基础之上，添加菜单和工具栏等的动作。虽然 Qt Creator 已经帮我们实现了主窗口的框架代码，但是具体的功能，还是需要我们一行行添加。

Qt 使用QAction类作为动作。顾名思义，这个类就是代表了窗口的一个“动作”，这个动作可能显示在菜单，作为一个菜单项，当用户点击该菜单项，对用户的点击做出响应；也可能在工具栏，作为一个工具栏按钮，用户点击这个按钮就可以执行相应的操作。有一点值得注意：无论是出现在菜单栏还是工具栏，用户选择之后，所执行的动作应该都是一样的。因此，Qt 并没有专门的菜单项类，只是使用一个QAction类，抽象出公共的动作。当我们把QAction对象添加到菜单，就显示成一个菜单项，添加到工具栏，就显示成一个工具按钮。用户可以通过点击菜单项、点击工具栏按钮、点击快捷键来激活这个动作。

QAction包含了图标、菜单文字、快捷键、状态栏文字、浮动帮助等信息。当把一个QAction对象添加到程序中时，Qt 自己选择使用哪个属性来显示，无需我们关心。同时，Qt 能够保证把QAction对象添加到不同的菜单、工具栏时，显示内容是同步的。也就是说，如果我们在菜单中修改了QAction的图标，那么在工具栏上面这个QAction所对应的按钮的图标也会同步修改。

Qt 学习之路 2（8）：添加动作 - DevBean Tech World

对象模型

标准 C++ 对象模型在运行时效率方面卓有成效，但是在某些特定问题域下的静态特性就显得捉襟见肘。GUI 界面需要同时具有运行时的效率以及更高级别的灵活性。为了解决这一问题，Qt “扩展”了标准 C++。所谓“扩展”，实际是在使用标准 C++ 编译器编译 Qt 源程序之前，Qt 先使用一个叫做 moc（Meta Object Compiler，元对象编译器）的工具，先对 Qt 源代码进行一次预处理（注意，这个预处理与标准 C++ 的预处理有所不同。Qt 的 moc 预处理发生在标准 C++ 预处理器工作之前，并且 Qt 的 moc 预处理不是递归的。），生成标准 C++ 源代码，然后再使用标准 C++ 编译器进行编译。如果你曾经为信号函数这样的语法感到奇怪（现在我们已经编译过一些 Qt 程序，你应当注意到了，信号函数是不需要编写实现代码的，那怎么可以通过标准 C++ 的编译呢？），这其实就是 moc 进行了处理之后的效果。

Qt 使用 moc，为标准 C++ 增加了一些特性：

• 信号槽机制，用于解决对象之间的通讯，这个我们已经了解过了，可以认为是 Qt 最明显的特性之一；
• 可查询，并且可设计的对象属性；
• 强大的事件机制以及事件过滤器；
• 基于上下文的字符串翻译机制（国际化），也就是 tr() 函数，我们简单地介绍过；
• 复杂的定时器实现，用于在事件驱动的 GUI 中嵌入能够精确控制的任务集成；
• 层次化的可查询的对象树，提供一种自然的方式管理对象关系。
• 智能指针（QPointer），在对象析构之后自动设为 0，防止野指针；
• 能够跨越库边界的动态转换机制。

通过继承QObject类，我们可以很方便地获得这些特性。当然，这些特性都是由 moc 帮助我们实现的。moc 其实实现的是一个叫做元对象系统（meta-object system）的机制。正如上面所说，这是一个标准 C++ 的扩展，使得标准 C++ 更适合于进行 GUI 编程。虽然利用模板可以达到类似的效果，但是 Qt 没有选择使用模板。按照 Qt 官方的说法，模板虽然是内置语言特性，但是其语法实在是复杂，并且由于 GUI 是动态的，利用静态的模板机制有时候很难处理。而自己使用 moc 生成代码更为灵活，虽然效率有些降低（一个信号槽的调用大约相当于四个模板函数调用），不过在现代计算机上，这点性能损耗实在是可以忽略。

在本节中，我们将主要介绍 Qt 的对象树。还记得我们前面在MainWindow的例子中看到了 parent 指针吗？现在我们就来解释这个 parent 到底是干什么的。

QObject是以对象树的形式组织起来的。当你创建一个QObject对象时，会看到QObject的构造函数接收一个QObject指针作为参数，这个参数就是 parent，也就是父对象指针。这相当于，在创建QObject对象时，可以提供一个其父对象，我们创建的这个QObject对象会自动添加到其父对象的children()列表。当父对象析构的时候，这个列表中的所有对象也会被析构。（注意，这里的父对象并不是继承意义上的父类！）这种机制在 GUI 程序设计中相当有用。例如，一个按钮有一个QShortcut（快捷键）对象作为其子对象。当我们删除按钮的时候，这个快捷键理应被删除。这是合理的。

QWidget是能够在屏幕上显示的一切组件的父类。QWidget继承自QObject，因此也继承了这种对象树关系。一个孩子自动地成为父组件的一个子组件。因此，它会显示在父组件的坐标系统中，被父组件的边界剪裁。例如，当用户关闭一个对话框的时候，应用程序将其删除，那么，我们希望属于这个对话框的按钮、图标等应该一起被删除。事实就是如此，因为这些都是对话框的子组件。

当然，我们也可以自己删除子对象，它们会自动从其父对象列表中删除。比如，当我们删除了一个工具栏时，其所在的主窗口会自动将该工具栏从其子对象列表中删除，并且自动调整屏幕显示。

我们可以使用QObject::dumpObjectTree()和QObject::dumpObjectInfo()这两个函数进行这方面的调试。

Qt 引入对象树的概念，在一定程度上解决了内存问题。

如果QObject在栈上创建，Qt 保持同样的行为。正常情况下，这也不会发生什么问题。来看下下面的代码片段：

{QWidget window;QPushButton quit("Quit", &window);
}

作为父组件的 window 和作为子组件的 quit 都是QObject的子类（事实上，它们都是QWidget的子类，而QWidget是QObject的子类）。这段代码是正确的，quit 的析构函数不会被调用两次，因为标准 C++ （ISO/IEC 14882:2003）要求，局部对象的析构顺序应该按照其创建顺序的相反过程。因此，这段代码在超出作用域时，会先调用 quit 的析构函数，将其从父对象 window 的子对象列表中删除，然后才会再调用 window 的析构函数。

{QPushButton quit("Quit");QWidget window;quit.setParent(&window);
}

情况又有所不同，析构顺序就有了问题。我们看到，在上面的代码中，作为父对象的 window 会首先被析构，因为它是最后一个创建的对象。在析构过程中，它会调用子对象列表中每一个对象的析构函数，也就是说， quit 此时就被析构了。然后，代码继续执行，在 window 析构之后，quit 也会被析构，因为 quit 也是一个局部变量，在超出作用域的时候当然也需要析构。但是，这时候已经是第二次调用 quit 的析构函数了，C++ 不允许调用两次析构函数，因此，程序崩溃了。

由此我们看到，Qt 的对象树机制虽然帮助我们在一定程度上解决了内存问题，但是也引入了一些值得注意的事情。这些细节在今后的开发过程中很可能时不时跳出来烦扰一下，所以，我们最好从开始就养成良好习惯，在 Qt 中，尽量在构造的时候就指定 parent 对象，并且大胆在堆上创建。

布局管理器

所谓 GUI 界面，归根结底，就是一堆组件的叠加。我们创建一个窗口，把按钮放上面，把图标放上面，这样就成了一个界面。在放置时，组件的位置尤其重要。我们必须要指定组件放在哪里，以便窗口能够按照我们需要的方式进行渲染。这就涉及到组件定位的机制。

Qt 提供了两种组件定位机制：绝对定位和布局定位。

顾名思义，绝对定位就是一种最原始的定位方法：给出这个组件的坐标和长宽值。这样，Qt 就知道该把组件放在哪里以及如何设置组件的大小。但是这样做带来的一个问题是，如果用户改变了窗口大小，比如点击最大化按钮或者使用鼠标拖动窗口边缘，采用绝对定位的组件是不会有任何响应的。这也很自然，因为你并没有告诉 Qt，在窗口变化时，组件是否要更新自己以及如何更新。如果你需要让组件自动更新——这是很常见的需求，比如在最大化时，Word 总会把稿纸区放大，把工具栏拉长——就要自己编写相应的函数来响应这些变化。或者，还有更简单的方法：禁止用户改变窗口大小。但这总不是长远之计。

针对这种变化的需求，Qt 提供了另外的一种机制——布局——来解决这个问题。你只要把组件放入某一种布局，布局由专门的布局管理器进行管理。当需要调整大小或者位置的时候，Qt 使用对应的布局管理器进行调整。下面来看一个例子：

#include <QApplication>
#include <QWidget>
#include <QSlider>
#include <QSpinBox>
#include <QHBoxLayout>int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);// 主窗口QWidget window;window.setWindowTitle("Enter your age");// 创建控件QSpinBox *spinBox = new QSpinBox(&window);QSlider *slider = new QSlider(Qt::Horizontal, &window);spinBox->setRange(0, 130);slider->setRange(0, 130);// 信号和槽连接QObject::connect(slider, &QSlider::valueChanged, spinBox, &QSpinBox::setValue);QObject::connect(spinBox, QOverload<int>::of(&QSpinBox::valueChanged), slider, &QSlider::setValue);// 设置初始值spinBox->setValue(35);// 布局管理QHBoxLayout *layout = new QHBoxLayout;layout->addWidget(spinBox);layout->addWidget(slider);window.setLayout(layout);// 显示窗口window.show();return a.exec();
}

当我们拖动窗口时，可以看到组件自动有了变化：

我们在这段代码中引入了两个新的组件：QSpinBox和QSlider。QSpinBox就是只能输入数字的输入框，并且带有上下箭头的步进按钮。QSlider则是带有滑块的滑竿。。当我们创建了这两个组件的实例之后，我们使用setRange()函数设置其范围。既然我们的窗口标题是“Enter your age（输入你的年龄）”，那么把 range（范围）设置为 0 到 130 应该足够了。

仔细观察这两个connect()的作用，它们实际完成了一个双向的数据绑定。当然，对于 Qt 自己的信号函数，我们可以比较放心地使用。但是，如果是我们自己的信号，应当注意避免发生无限循环！

下面的代码，我们创建了一个QHBoxLayout对象。显然，这就是一个布局管理器。然后将这两个组件都添加到这个布局管理器，并且把该布局管理器设置为窗口的布局管理器。这些代码看起来都是顺理成章的，应该很容易明白。并且，布局管理器很聪明地做出了正确的行为：保持QSpinBox宽度不变，自动拉伸QSlider的宽度。

Qt 提供了几种布局管理器供我们选择：

• QHBoxLayout：按照水平方向从左到右布局；
• QVBoxLayout：按照竖直方向从上到下布局；
• QGridLayout：在一个网格中进行布局，类似于 HTML 的 table；
• QFormLayout：按照表格布局，每一行前面是一段文本，文本后面跟随一个组件（通常是输入框），类似 HTML 的 form；
• QStackedLayout：层叠的布局，允许我们将几个组件按照 Z 轴方向堆叠，可以形成向导那种一页一页的效果。

菜单栏、工具栏、状态栏

在之前的《添加动作》一文中，我们已经了解了，Qt 将用户与界面进行交互的元素抽象为一种“动作”，使用QAction类表示。QAction可以添加到菜单上、工具栏上。期间，我们还详细介绍了一些细节问题，比如对象模型以及布局管理器。这一节则是详细介绍关于菜单栏、工具栏以及状态栏的相关内容。

我们假设窗口还是建立在QMainWindow类之上，这会让我们的开发简单许多。当然，在实际开发过程中，QMainWindow通常只作为“主窗口”，对话框窗口则更多地使用QDialog类。我们会在后面看到，QDialog类会缺少一些QMainWindow类提供方便的函数，比如menuBar()以及toolBar()。

Qt 中，表示菜单的类是QMenuBar（你应该已经想到这个名字了）。QMenuBar代表的是窗口最上方的一条菜单栏。我们使用其addMenu()函数为其添加菜单。尽管我们只是提供了一个字符串作为参数，但是 Qt 为将其作为新创建的菜单的文本显示出来。至于 & 符号，我们已经解释过，这可以为菜单创建一个快捷键。当我们创建出来了菜单对象时，就可以把QAction添加到这个菜单上面，也就是addAction()函数的作用。

下面的QToolBar部分非常类似。顾名思义，QToolBar就是工具栏。我们使用的是addToolBar()函数添加新的工具栏。为什么前面一个是menuBar()而现在的是addToolBar()呢？因为一个窗口只有一个菜单栏，但是却可能有多个工具栏。工具栏可以设置成固定的、浮动的等等，具体设置可以参考 Qt 文档。

前面我们说过，使用QAction::setStatusTip()可以设置该动作在状态栏上的提示文本。但我们现在把鼠标放在按钮上，是看不到这个提示文本的。原因很简单，我们没有添加一个状态栏。怎么添加呢？类似前面的QMainWindow::menuBar()，QMainWindow有一个statusBar()函数。

我们添加了一个孤零零的statuBar()显得不伦不类，但是，同前面的menuBar()的实现类似，这个函数会返回一个QStatusBar对象，如果没有则先创建再返回。

QStatusBar继承了QWidget，因此，我们可以将其它任意QWidget子类添加到状态栏，从而实现类似 Photoshop 窗口底部那种有比例显示、有网格开关的复杂状态栏。有关QStatusBar的更多信息，请参考 Qt 文档。

对于没有这些函数的QDialog或者QWidget怎么做呢？要记得，QToolBar以及QStatusBar都是QWidget的子类，因此我们就可以将其结合布局管理器添加到另外的QWidget上面。QLayout布局提供了setMenuBar()函数，可以方便的添加菜单栏。具体细节还是详见文档。

至此，我们已经将组成窗口元素介绍过一遍。结合这些元素以及布局管理，我们就应该可以实现一个简单的通用的窗口。当我们完成窗口布局之后，我们就可以考虑向其中添加功能。这就是我们后面章节的内容。

对话框简介

对话框是 GUI 程序中不可或缺的组成部分。很多不能或者不适合放入主窗口的功能组件都必须放在对话框中设置。对话框通常会是一个顶层窗口，出现在程序最上层，用于实现短期任务或者简洁的用户交互。尽管 Ribbon 界面的出现在一定程度上减少了对话框的使用几率，但是，我们依然可以在最新版本的 Office 中发现不少对话框。因此，在可预见的未来，对话框会一直存在于我们的程序之中。

Qt 中使用QDialog类实现对话框。就像主窗口一样，我们通常会设计一个类继承QDialog。QDialog（及其子类，以及所有Qt::Dialog类型的类）的对于其 parent 指针都有额外的解释：如果 parent 为 NULL，则该对话框会作为一个顶层窗口，否则则作为其父组件的子对话框（此时，其默认出现的位置是 parent 的中心）。顶层窗口与非顶层窗口的区别在于，顶层窗口在任务栏会有自己的位置，而非顶层窗口则会共享其父组件的位置。

Qt 学习之路 2（13）：对话框简介 - DevBean Tech World

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