学习QT系列03 - 应用、窗口和控件-DevWiki

在前面的学习中:学习QT系列2 - CMake - DevWiki Blog，我们学习Qt项目的结构和构建语言Cmake。本文学习一个Qt应用的基本组成，包含窗口和控件系统。

0.概述

在前面的项目中，main.cpp包含了Qt 应用的一些定义：

https://git.devwiki.net/Qt/FirstQt/src/branch/master/main.cpp

#include "mainwindow.h"

#include <QApplication>
#include <QLocale>
#include <QTranslator>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    QTranslator translator;
    const QStringList uiLanguages = QLocale::system().uiLanguages();
    for (const QString &locale : uiLanguages) {
        const QString baseName = "FirstQt_" + QLocale(locale).name();
        if (translator.load(":/i18n/" + baseName)) {
            a.installTranslator(&translator);
            break;
        }
    }
    MainWindow w;
    w.show();
    return a.exec();
}

在上述代码中我们看到一个Qt 的GUI 应用包含：

QApplication ：一个应用程序类的实例化对象
MainWindow : 一个 QMainWindow的实例化对象

而MainWindow的源码如下：

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private:
    Ui::MainWindow *ui;
};
#endif // MAINWINDOW_H

说明 MainWindow 是继承自 QMainWindow 类，且声明了 MainWindow的 ui：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ui version="4.0">
 <class>MainWindow</class>
 <widget class="QMainWindow" name="MainWindow">
  <property name="geometry">
   <rect>
    <x>0</x>
    <y>0</y>
    <width>800</width>
    <height>600</height>
   </rect>
  </property>
  <property name="windowTitle">
   <string>MainWindow</string>
  </property>
  <widget class="QWidget" name="centralwidget"/>
  <widget class="QMenuBar" name="menubar"/>
  <widget class="QStatusBar" name="statusbar"/>
 </widget>
 <resources/>
 <connections/>
</ui>

在上述代码中，MainWindow包含了：

QWidget ：一个名为中间的控件
QMenu ：一个菜单条
QStatusBar ：一个状态条

综上所述，一个通用的 Qt 界面应用包含：

QApplication ：表示一个 Qt 应用程序的实例化对象
QMainWindow ：一个主窗口。
QWidget ：若干个控件。

1. Qt 的Application类

在上述代码中，QApplication a(argc, argv);实例化了一个 QApplication 对象，查看官方的接口文档可知 QApplication 关系图如下：

其中：

QObject：Qt对象模型的基类，它提供了许多面向对象编程的特性，如信号与槽机制、对象树等
QCoreApplication : 继承自QObject的类，用于创建和管理一个应用程序。它提供了一些应用程序级别的功能，如事件循环和事件处理。
QGuiApplication : 继承自QCoreApplication的类，用于创建和管理一个具有图形界面的应用程序。它在QCoreApplication的基础上添加了一些与图形界面相关的功能，如窗口系统集成和事件过滤。
QApplication : 继承自QGuiApplication的类，用于创建和管理一个具有图形界面的桌面应用程序。它在QGuiApplication的基础上添加了一些与桌面应用程序相关的功能，如窗口管理、菜单和工具栏等。

这些类之间的继承关系表示了它们之间的层次关系和共享的功能。由此可见：

如果我们不需要应用界面，则使用 QCoreApplication类来实例化。
如果需要自定义窗口管理，则可使用 QGuiApplication类。
如果我们需要通用的窗口管理和事件处理实现界面，则使用 QApplication类。

2. Qt应用的窗口Window

在概述章节中我们知道 QMainWindow是Qt 应用的主窗口，查询官方的文档可知其关系如下：

从上图我们可以看到其之间的关系：

QObject：是Qt框架中所有类的基类，它提供了对象的基本功能和特性。
QSurface：是一个抽象类，继承自QObject，用于表示可绘制的表面。
QWindow：是继承自QObject和QSurface的类，表示一个窗口对象，继承了它们的功能和特性。
QPaintDevice：是一个抽象类，继承自QObject，用于表示可绘制的设备。
QPaintDeviceWindow：是继承自QWindow和QPaintDevice的类，表示一个可绘制的窗口设备。
QOpenGLWindow：是继承自QPaintDeviceWindow的类，表示一个使用OpenGL进行绘制的窗口。
QRasterWindow：是继承自QPaintDeviceWindow的类，表示一个使用光栅化方式（即像素级别的绘制）进行绘制的窗口。
QWidget：是继承自QObject和QPaintDevice的类，表示一个可视化的窗口部件。它是QObject和QPaintDevice的子类，继承了它们的功能和特性。
QMainWindow：是继承自QWidget的类，表示一个主窗口部件，通常用作应用程序的主界面。
QMdiSubWindow：是继承自QWidget的类，表示一个多文档界面（MDI）中的子窗口。
QDialog：是继承自QWidget的类，表示一个对话框窗口，用于与用户进行交互

其中的QDialog还有不同的实现子类,继承关系如下:

QColorDialog 是一个用于选择颜色的对话框。
QErrorMessage 是一个用于显示错误信息的对话框。
QFileDialog 是一个用于选择文件或目录的对话框。
QFontDialog 是一个用于选择字体的对话框。
QInputDialog 是一个用于获取用户输入的对话框。
QMessageBox 是一个用于显示消息框的对话框。
QProgressDialog 是一个用于显示进度对话框的对话框。
QWizard 是一个用于创建向导对话框的对话框。

从Application章节以及官方文档，可知：

自定义窗口时使用 QGuiApplication，并自己继承 QWindow类，并实例化。
使用通用窗口时使用QApplication类，并实例化或者继承 QMainWindow。

自定义窗口的使用如下：

#include <QGuiApplication>
#include <QWindow>
#include <QPainter>

class CustomWindow : public QWindow
{
public:
    CustomWindow() {}

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *) override {
        QPainter painter(this);
        painter.fillRect(0, 0, width(), height(), Qt::blue);
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QGuiApplication app(argc, argv);

    CustomWindow window;
    window.setTitle("Custom Window");
    window.resize(400, 300);
    window.show();

    return app.exec();
}

3. Qt的控件系统

在概述中，我们知道QMainWindow中包含了若干个 Widget。查询官方文档 QWideget 可知它们的关系如下：

具体子控件如下：

QAbstractButton : 按钮的抽象基类，提供了按钮的基本功能和特性。
QAbstractSlider : 滑动条的抽象基类，提供了滑动条的基本功能和特性。
QAbstractSpinBox：抽象基类，用于创建可编辑的数值输入框。
QCalendarWidget：日历控件，用于显示和选择日期。
QComboBox：下拉框控件，提供了一个可选择的列表和一个可编辑的文本框。
QDesignerActionEditorInterface：设计师动作编辑器接口，用于自定义设计师中的动作编辑器。
QDesignerFormWindowInterface：设计师窗口接口，用于自定义设计师中的窗口。
QDesignerObjectInspectorInterface：设计师对象检查器接口，用于自定义设计师中的对象检查器。
QDesignerPropertyEditorInterface：设计师属性编辑器接口，用于自定义设计师中的属性编辑器。
QDesignerWidgetBoxInterface：设计师部件盒接口，用于自定义设计师中的部件盒。
QDesktopWidget：桌面部件，用于获取桌面的相关信息和进行屏幕布局。
QDialog：对话框窗口，用于与用户进行交互。
QDialogButtonBox：对话框按钮部件，用于显示和管理对话框中的按钮。
QDockWidget：可停靠的窗口部件，可以在主窗口中自由移动和停靠。
QFocusFrame：焦点框部件，用于显示当前焦点部件的焦点框。
QFrame：框架部件，用于创建一个矩形框架，可以用作容器或分隔线。
QGroupBox：分组框，用于将相关的控件组合在一起。
QKeySequenceEdit：键序列编辑框部件，用于接收和编辑键盘快捷键序列。
QLineEdit：单行文本输入框，用于接收用户的文本输入。
QMacCocoaViewContainer：Mac平台上的Cocoa视图容器，用于在Qt应用程序中嵌入Cocoa视图。
QMacNativeWidget：Mac平台上的本地部件，用于在Qt应用程序中嵌入Mac本地窗口。
QMainWindow：主窗口部件，通常用作应用程序的主界面。
QMdiSubWindow：多文档界面（MDI）中的子窗口。
QMenu：菜单部件，用于显示和选择菜单项。
QMenuBar：菜单栏部件，用于显示和管理菜单。
QOpenGLWidget：OpenGL部件，用于在Qt应用程序中进行OpenGL绘图。
QProgressBar：进度条部件，用于显示任务的进度。
QQuickWidget：用于在QWidget中嵌入QML界面的部件。它提供了一种将Qt Quick（QML）与传统的QWidget应用程序结合起来的方式。
QRubberBand：橡皮筋部件，用于在屏幕上绘制可调整大小的矩形框。
QSizeGrip：尺寸调整手柄，用于在窗口的边界上显示可调整大小的手柄。
QSplashScreen：启动画面，用于在应用程序启动时显示一个启动画面。
QSplitterHandle：分隔器手柄，用于在分隔器控件中显示可调整大小的手柄。
QStatusBar：状态栏部件，用于在主窗口底部显示状态信息。
QSvgWidget：SVG部件，用于显示可缩放矢量图形（SVG）。
QTabBar：选项卡栏部件，用于显示和管理选项卡。
QTabWidget：选项卡部件，用于显示多个页面，每个页面对应一个选项卡。
QToolBar：工具栏部件，用于显示和管理工具按钮。
QWizardPage：向导页面，用于创建多步骤的向导界面。

3.1 QAbstractButton

QAbstractButton 是按钮的抽象基类，提供了按钮的基本功能和特性。根据不同的特性有以下几个子类：

QCheckBox：复选框部件，用于表示一个可选的选择状态。
QPushButton：按钮部件，用于触发操作或执行特定的功能。
- QCommandLinkButton：提供了一个带有标题和描述的按钮，通常用于表示一个重要的操作或命令。
QRadioButton：单选按钮部件，用于表示一组互斥的选项，只能选择其中一个。
QToolButton：工具按钮部件，用于显示和执行特定的工具或操作。

关系图如下：

其中 QRadioButton可使用QButtonGroup来进行分组。QButtonGroup是Qt框架中的一个类，用于管理一组互斥的按钮，例如QRadioButton。它提供了以下功能：

确保在同一时间只能选择一种选项。
跟踪选中的按钮，并提供方法来获取当前选中的按钮。
允许通过索引或ID来访问按钮。
发出信号来指示按钮的选中状态发生变化。

通过将QRadioButton添加到QButtonGroup中，可以确保在同一组中只能选择一个单选按钮。这意味着，当一个单选按钮被选中时，其他的单选按钮都会自动取消选中状态。
可以使用QButtonGroup的 addButton()方法将单选按钮添加到分组中，或使用QButtonGroup的构造函数来创建一个分组，并在创建单选按钮时指定分组。

#include <QApplication>
#include <QWidget>
#include <QVBoxLayout>
#include <QRadioButton>
#include <QPushButton>
#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);

    QWidget window;
    window.setWindowTitle("QRadioButton Example");

    QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout(&window);

    QRadioButton *radioBtn1 = new QRadioButton("Option 1");
    QRadioButton *radioBtn2 = new QRadioButton("Option 2");
    QRadioButton *radioBtn3 = new QRadioButton("Option 3");

    layout->addWidget(radioBtn1);
    layout->addWidget(radioBtn2);
    layout->addWidget(radioBtn3);

    QButtonGroup *buttonGroup = new QButtonGroup(&window);
    buttonGroup->addButton(radioBtn1);
    buttonGroup->addButton(radioBtn2);
    buttonGroup->addButton(radioBtn3);

    QPushButton *submitBtn = new QPushButton("Submit", &window);
    layout->addWidget(submitBtn);

    QObject::connect(submitBtn, &QPushButton::clicked, [&]() {
        QString selectedOption;
        for (QRadioButton *radioButton : buttonGroup->buttons()) {
            if (radioButton->isChecked()) {
                selectedOption = radioButton->text();
                break;
            }
        }
        qDebug() << "Selected Option: " << selectedOption;
    });

    window.show();

    return app.exec();
}

运行效果如下：

3.2 QAbstractSlider

QAbstractSlider 是滑动条的抽象基类，提供了滑动条的基本功能和特性。它具有以下主要属性：

value：QAbstractSlider 维护的有界整数值。
minimum：最小可能值。
maximum：最大可能值。
singleStep：一个抽象滑块提供的两个自然步长中较小的步长，通常对应用户按下箭头键。
pageStep：一个抽象滑块提供的两个自然步长中较大的步长，通常对应用户按下 PageUp 或 PageDown 键。
tracking：是否启用滑块跟踪。
sliderPosition：滑块的当前位置。如果启用了跟踪（默认情况下），则它与 value 相同。
setValue() 允许您将当前值设置为允许范围内的任何整数，而不仅仅是 minimum() + n * singleStep()（其中 n 是整数值）。某些小部件可以允许用户设置任何值；其他小部件可能只提供 singleStep() 或 pageStep() 的倍数。

其具体实现类包含:

QDial 是一个圆形的滑块部件。
QScrollBar 是一个滚动条部件。
QSlider 是一个水平或垂直的滑块部件。

3.3 QAbstractSpinBox

QAbstractSpinBox是抽象基类，用于创建可编辑的数值输入框。这个类的主要属性包括：

text：在 QAbstractSpinBox 中显示的文本。
alignment：QAbstractSpinBox 中文本的对齐方式。
wrapping：QAbstractSpinBox 是否从最小值到最大值循环，反之亦然。

其具体的实现类有三个:

QSpinBox 是一个用于输入整数值的部件。它提供了一个可编辑的文本框和一对上下箭头按钮，用于增加或减少当前值。用户可以直接在文本框中输入整数值，也可以使用按钮进行步进操作。
QDoubleSpinBox 是一个用于输入浮点数值的部件。它类似于 QSpinBox，但允许用户输入带小数点的数字。用户可以通过文本框或按钮进行数值的增加或减少。
QDateTimeEdit 是一个用于输入日期和时间的部件。它提供了一个可编辑的文本框和一个下拉的日历控件，用于选择日期和时间。用户可以直接在文本框中输入日期和时间，也可以通过日历控件进行选择。

4. 总结

本文学习了Qt应用的 Application,Window 和 Widget系统,接下来会学习窗口的详细说明以及如何布局.

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