Qt开发简介-2

分析第一个Qt程序

前面章节中，通过在 xxx.ui 文件中拖拽 Label 组件，设计出了一个显示 "Hello,World!" 的窗口，如下图所示：

图 1 简单的界面

本节我们完全舍弃 xxx.ui 文件，亲手编写代码实现图 1 所示的界面。

创建项目

首先，打开 Qt Creator 并创建一个 Qt Widgets Application 项目，创建过程可以参考 《编写第一个Qt程序》一节。需要注意的是，我们要创建一个不带 xxx.ui 文件的项目，如下图所示：

图 2 创建不带 ui 文件的图形界面项目

最终创建的项目结构如下图所示：

图 3 项目结构

Demo.pro 是项目文件，文件中的内容可以手动修改，我们会在《Qt pro文件详解》一节中详细讲解，本节不需要修改此文件。接下来，我们逐一介绍 main.cpp、mainwindow.h 和 mainwindow.cpp 这 3 个文件。

1) main.cpp

main.cpp 是主函数文件，内部主要包含应用程序的入口函数，也就是 main() 函数。

我们知道，C/C++ 程序中 main() 函数的语法格式是固定的：

int main(int argc, char *argv[]){
    //填充代码
    return 0;
}

Qt 界面程序中的 main() 函数也有固定的格式：

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    //填充代码
    return a.exec();
}

对于刚刚学习 Qt 的读者，暂时不用了解第 3 行和第 5 行代码的含义，只要记住：使用 Qt 框架编写带界面的应用程序，main() 函数中必须包含第 3 行和第 5 行代码，否则程序无法正常运行。

双击图 3 所示的 main.cpp 文件，可以看到该文件包含的所有代码：

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

除了第 6、8 行代码外，其它代码的含义分别是：

• 1~2 行：由于 main() 函数中分别定义了 QApplication 和 MainWindow 类的对象，因此需要引入 mainwindows.h 和 QApplication 头文件。mainwindow.h 文件是我们自己创建的，引入时用" "双引号括起来；QApplication 是 Qt 提供给我们的，引入时用<>括起来。
• 第 7 行：MainWindow 是自定义的类，继承自 QMainWindow 主窗口类，因此 MainWindow 也是一个主窗口类。w 是 MainWindow 类实例化出的对象，表示一个主窗口。
• 第 8 行：默认情况下，Qt 提供的所有组件（控件、部件）都是隐藏的，不会自动显示。通过调用 MainWindow 类提供的 show() 方法，w 窗口就可以在程序运行后显示出来。

2) mainwindow.h和mainwindow.cpp

创建项目时，我们在图 2 所示的对话框中定义了一个继承自 QMainWindow 的主窗口类，并起名为 MianWindow，该类的定义部分位于 mainwindow.h 头文件中，实现部分位于 mainwindow.cpp 源文件中。

双击图 3 所示的 mainwindow.h 和 mainwindow.cpp 文件，可以看到它们各自包含的代码：

mainwindow.h

//mainwindow.h
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H
 
#include <QMainWindow>
 
class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT
 
public:
    MainWindow(QWidget *parent = 0);
    ~MainWindow();
};

mainwindow.cpp 

//mainwindow.cpp
#endif // MAINWINDOW_H
 
#include "mainwindow.h"
 
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
{
}
 
MainWindow::~MainWindow()
{
 
}

初始状态下，MainWindow 类由 Q_OBJECT、构造函数和析构函数组成，这里重点介绍一下 Q_OBJECT 和构造函数：

• Q_OBJECT：本质是一个已定义好的宏，所有需要“信号和槽”功能的组件都必须将 Q_OBJECT 作为 private 属性成员引入到类中。本节设计的界面程序不会用到“信号和槽”，因此可以删除 Q_OBJECT。有关信号和槽，我们会在《Qt信号和槽机制详解》一节详细介绍。
• 带参的构造函数：QWidget 是所有组件的基类，借助 parent 指针，可以为当前窗口指定父窗口。例如图 1 中，QLabel 文本框位于主窗口中，主窗口就是它的父窗口。当父窗口被删除时，所有子窗口也会随之一起删除。当然也可以不指定父窗口，那么当前窗口就会作为一个独立的窗口，不会受到其它窗口的影响。

直接运行程序，会输出下图所示的界面：

图 4 空白主窗口

图 4 看到的就是 main() 函数中创建的 w 主窗口。由于没有往 w 窗口中放置任何组件，所以 w 是一个空白窗口。

编码实现简易的窗口界面

我们尝试向 w 主窗口添加一个文本框，需要对 MainWindow 类进行修改。修改后的 MainWindow 类如下：

mainwindow.h

//mainwindow.h
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H
 
#include <QMainWindow>
#include <QLabel>      // 引入 QLable 文件框组件的头文件
class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT
 
public:
    MainWindow(QWidget *parent = 0);
    ~MainWindow();
private:
    QLabel *lab;        // 定义一个私有的 QLabel 指针对象
};
 
#endif // MAINWINDOW_H

mainwindow.cpp

//mainwindow.cpp
#include "mainwindow.h"
 
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
{
    // 创建一个 QLable 对象
    this->lab = new QLabel("Hello,World!",this);
}
 
MainWindow::~MainWindow()
{
 
}

和先前空的 MainWindow 类相比，做了如下修改：

• 添加了一个 QLabel 类的指针对象，相应地要引入<QLabel>头文件；
• 在构造函数中定义了一个 QLabel 类的文本框对象，通过调用它的带参构造函数，设置它的父对象为当前类的对象，同时设置 "Hello,World!" 为要显示的文本信息。

有关 QLabel 组件的用法，我们会在《Qt QLabel文本框的使用》一节详细讲解，这里不用深究具体的语法。

再次运行程序，显示的窗口如下图所示：

图 5 带文本框的主窗口

图 1 和图 5 是类似的，区别在于图 5 中的  "Hello, World!" 没有加粗，也没有调整它在主窗口中的位置，这些都可以通过编码实现，后续讲 QLabel 时会做详细介绍。

图 5 中，"Hello,World!" 文本框的父窗口是主窗口，所以文本框位于主窗口中（位置默认在窗口的左上角），主窗口关闭时文本框也会随之关闭。

由此，我们就成功设计了一个包含文本框的窗口，这也是我们编写的第一个 Qt 程序。

Qt控件和事件

Qt 是一个著名的 GUI 框架，用来开发和用户交互的图形界面。作为 GUI 框架，丰富的控件和灵活的事件机制是不可或缺的，Qt 在这一方面做得非常优秀。

什么是 Qt 控件

Qt 控件又称组件或者部件，指用户看到的所有可视化界面以及界面中的各个元素，比如按钮、文本框、输入框等。

为了方便程序员开发，Qt 提供了很多现成的控件。打开某个带 ui 文件的 Qt Widgets Application 项目，ui 文件的 Widget Box 一栏展示了 Qt 提供的几乎所有控件：

图 1 Qt 提供的控件

Qt 中的每个控件都由特定的类表示，每个控件类都包含一些常用的属性和方法，所有的控件类都直接或者间接继承自 QWidget 类。实际开发中，我们可以使用 Qt 提供的这些控件，也可以通过继承某个控件类的方式自定义一个新的控件。

前面说过，Qt 中所有可视化的元素都称为控件，我们习惯将带有标题栏、关闭按钮的控件称为窗口。例如，下图展示了两种常用的窗口，实现它们的类分别是 QMainWindow 和 QDialog。 

图 2 Qt 窗口

• QMainWindow 类生成的窗口自带菜单栏、工具栏和状态栏，中央区域还可以添加多个控件，常用来作为应用程序的主窗口；
• QDialog 类生成的窗口非常简单，没有菜单栏、工具栏和状态栏，但可以添加多个控件，常用来制作对话框。

除了 QMainWindow 和 QDialog 之外，还可以使用 QWidget 类，它的用法非常灵活，既可以用来制作窗口，也可以作为某个窗口上的控件。

窗口很少单独使用，它的内部往往会包含很多控件。例如图 2 中，我们分别往 MainWindow 和 Dialog 窗口中放置了一个按钮控件，根据需要还可以放置更多的控件。当窗口弹出时，窗口包含的所有控件会一同出现；当窗口关闭时，窗口上的所有控件也会随之消失。

实际开发中，制作应用程序的主窗口可以用 QMainWindow 或者 QWdiget；制作一个提示信息的对话框就用 QDialog 或 QWidget；如果暂时无法决定，后续可能作为窗口，也可能作为控件，就选择 QWidget。

什么是Qt事件

简单地理解，Qt 事件指的是应用程序和用户之间的交互过程，例如用户按下某个按钮，点击某个输入框等等。实际上除了用户会与应用程序进行交互外，操作系统也会与应用程序进行交互，例如当某个定时任务触发时，操作系统会关闭应用程序，这也是一个事件。

《分析第一个Qt程序》一节中提到，Qt 界面程序的 main() 主函数中首先要创建一个 QApplication 类的对象，函数执行结束前还要调用 QApplication 对象的 exec() 函数。一个 Qt 界面程序要想接收事件，main() 函数中就必须调用 exec() 函数，它的功能就是使程序能够持续不断地接收各种事件。

Qt 程序可以接收的事件种类有很多，例如鼠标点击事件、鼠标滚轮事件、键盘输入事件、定时事件等。每接收一个事件，Qt 会分派给相应的事件处理函数来处理。所谓事件处理函数，本质就是一个普通的类成员函数，以用户按下某个 QPushButton 按钮为例，Qt 会分派给 QPushButton 类中的 mousePressEvent() 函数处理。

事件处理函数通常会完成两项任务，分别是：

• 修改控件的某些属性，比如当用户按下按钮时，按钮的背景颜色会发生改变，从而提示用户已经成功地按下了按钮；
• 运用信号和槽机制处理事件。

信号和槽是 Qt 中处理事件最常用的方法，我们会在《Qt信号和槽》一节中做详细地讲解。

创建一个不带 ui 文件的 Qt Widgets Application 项目，项目中只保留一个 main.cpp 源文件，删除其它文件（mainwindows.h 和 mainwindow.cpp）。将下述代码直接拷贝到 main.cpp 文件：

//main.cpp
#include <QApplication>
#include <QWidget>
#include <QPushButton>
int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    //添加窗口
    QWidget widget;
    //定义一个按钮，它位于 widget 窗口中
    QPushButton But("按钮控件",&widget);
    //设置按钮的位置和尺寸
    But.setGeometry(10,10,100,50);
    //信号与槽，实现当用户点击按钮时，widget 窗口关闭
    QObject::connect(&But,&QPushButton::clicked,&widget,&QWidget::close);
    //让 widget 窗口显示
    widget.show();
    return a.exec();
}

运行结果如下图所示：

图 3 运行结果

整个程序的运行过程如下：

• 先创建了一个 QWidget 窗口，在窗口上添加一个 QPushButton 按钮；
• 当用户点击按钮时，Qt 会将此事件分派给 QPushButton 类的 mousePressEvent() 事件处理函数；
• mousePressEvent(）函数内部会改变按钮的属性，提示用户成功按下了按钮，还会调用 clicked() 函数发出“用户点击按钮”的信号。对于发出的信号，程序中调用 connect() 函数指定 QWidget 类的 close() 函数接收 clicked() 信号，close() 函数会关闭 widget 窗口。

总结

实际开发中，我们用各种 Qt 控件设计出功能丰富的界面，用 Qt 事件完成与用户的交互。学习 Qt 界面编程，本质上就是学习 Qt 各个控件的用法以及对 Qt 事件的处理。本节我们只是对 Qt 控件和事件做了简单的了解，接下来将为您系统地讲解它们的用法。

Qt信号和槽机制详解

信号和槽是 Qt 特有的消息传输机制，它能将相互独立的控件关联起来。

举个简单的例子，按钮和窗口本是两个独立的控件，点击按钮并不会对窗口造成任何影响。通过信号和槽机制，我们可以将按钮和窗口关联起来，实现“点击按钮会使窗口关闭”的效果。

信号和槽

在 Qt 中，用户和控件的每次交互过程称为一个事件，比如“用户点击按钮”是一个事件，“用户关闭窗口”也是一个事件。每个事件都会发出一个信号，例如用户点击按钮会发出“按钮被点击”的信号，用户关闭窗口会发出“窗口被关闭”的信号。

Qt 中的所有控件都具有接收信号的能力，一个控件还可以接收多个不同的信号。对于接收到的每个信号，控件都会做出相应的响应动作。例如，按钮所在的窗口接收到“按钮被点击”的信号后，会做出“关闭自己”的响应动作；再比如输入框自己接收到“输入框被点击”的信号后，会做出“显示闪烁的光标，等待用户输入数据”的响应动作。在 Qt 中，对信号做出的响应动作就称为槽。

图 1 信号和槽

信号和槽机制底层是通过函数间的相互调用实现的。每个信号都可以用函数来表示，称为信号函数；每个槽也可以用函数表示，称为槽函数。例如，“按钮被按下”这个信号可以用 clicked() 函数表示，“窗口关闭”这个槽可以用 close() 函数表示，信号和槽机制实现“点击按钮会关闭窗口”的功能，其实就是 clicked() 函数调用 close() 函数的效果。

信号函数和槽函数通常位于某个类中，和普通的成员函数相比，它们的特别之处在于：

• 信号函数用  signals 关键字修饰，槽函数用 public slots、protected slots 或者 private slots 修饰。signals 和 slots 是 Qt 在 C++ 的基础上扩展的关键字，专门用来指明信号函数和槽函数；
• 信号函数只需要声明，不需要定义（实现），而槽函数需要定义（实现）。

为了提高程序员的开发效率，Qt 的各个控件类都提供了一些常用的信号函数和槽函数。例如 QPushButton 类提供了 4 个信号函数和 5 个 public slots 属性的槽函数，可以满足大部分场景的需要。

实际开发中，可以使用 Qt 提供的信号函数和槽函数，也可以根据需要自定义信号函数和槽函数，我们会在《Qt自定义信号和槽函数》一节做详细介绍。

Qt Creator 提供了很强大的 Qt GUI 开发手册，很容易就能查到某个控件类中包含哪些信号函数和槽函数。举个例子，查看 QPushButton 类中信号函数和槽函数的过程是：
1) 在程序中引入<QPushButton>头文件，双击选中“QPushButton”并按 "Fn+F1" 快捷键，就会弹出 QPushButton 类的使用手册，如下图所示。

图 2 QPushButton类的使用说明

2) 在 Contents 部分可以看到，QPushButton 类只提供了一些Public Slots属性的槽函数，没有提供信号函数。对于 QPushButton 类按钮，除了可以使用自己类提供的槽函数，还可以使用从父类继承过来的信号函数和槽函数。由图 2 可知，QPushButton 的父类是 QAbstractButton，点击 QAbstractButton 就可以直接跳转到此类的使用手册，如下图所示：

图 3 QPushButton父类使用说明

QAbstractButton 类中既有 Signals 信号函数，也有 Public Slots 槽函数，这里不再一一列举，感兴趣的读者可以自行查看。

注意，并非所有的控件之间都能通过信号和槽关联起来，信号和槽机制只适用于满足以下条件的控件：

• 控件类必须直接或者间接继承自 QObject 类。Qt 提供的控件类都满足这一条件，这里提供一张 Qt常用类的继承关系的高清图片，感兴趣的读者可以简单了解一下。
• 控件类中必须包含 private 属性的 Q_OBJECT 宏。

将某个信号函数和某个槽函数关联起来，需要借助 QObject 类提供的 connect() 函数。

connect()函数实现信号和槽

connect() 是 QObject 类中的一个静态成员函数，专门用来关联指定的信号函数和槽函数。

关联某个信号函数和槽函数，需要搞清楚以下 4 个问题：

• 信号发送者是谁？
• 哪个是信号函数？
• 信号的接收者是谁？
• 哪个是接收信号的槽函数？

仍以实现“按下按钮后窗口关闭”为例，先创建一个窗口和一个按钮，如下所示：

QWidget widget;
//定义一个按钮，它位于 widget 窗口中
QPushButton But("按钮控件",&widget);

信号发送者是 But 按钮对象，要发送的信号是“按钮被点击”，可以用 QPushButton 类提供的 clicked() 信号函数表示；信号的接收者是 widget 主窗口对象，“窗口关闭”作为信号对应的槽，可以用 QWidget 类提供的 close() 函数表示。

在 Qt5 版本之前，connect() 函数最常用的语法格式是：

QObject::connect(const QObject *sender, const char *signal, const QObject *receiver, const char *method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

各个参数的含义分别是：

• sender：指定信号的发送者；
• signal：指定信号函数，信号函数必须用 SIGNAL() 宏括起来；
• reveiver：指定信号的接收者；
• method：指定接收信号的槽函数，槽函数必须用 SLOT() 宏括起来；
• type 用于指定关联方式，默认的关联方式为 Qt::AutoConnection，通常不需要手动设定。

信号函数和槽函数的参数必须完全一致。槽函数不一定非要放到slots:下。

用 connect() 函数将 But 按钮的 clicked() 信号函数和 widget 窗口的 close() 槽函数关联起来，实现代码如下：

connect(&But, SIGNAL(clicked()), &widget, SLOT(close()));

如此就实现了“按下按钮会关闭窗口”的功能。

发送者、信号、接收者、方法

Qt5 版本中，connect() 函数引入了新的用法，常用的语法格式是：

QObject::connect(const QObject *sender, PointerToMemberFunction signal, const QObject *receiver, PointerToMemberFunction method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

和旧版本相比，新版的 connect() 函数改进了指定信号函数和槽函数的方式，不再使用  SIGNAL() 和 SLOT() 宏。

例如，用新版 connect() 函数关联 But 按钮的 clicked() 信号函数和 widget 窗口的 close() 槽函数，实现代码为：

connect(&But, &QPushButton::clicked, &widget, &QWidget::close);

可以看到，新版 connect() 函数指定信号函数和槽函数的语法格式是&+函数所在类+函数名。

一个 connect() 函数只能关联一个信号函数和一个槽函数，程序中可以包含多个 connect() 函数，能实现以下几种效果：

• 关联多个信号函数和多个槽函数；
• 一个信号函数可以关联多个槽函数，当信号发出时，与之关联的槽函数会一个接一个地执行，但它们执行的顺序是随机的，无法人为指定哪个先执行、哪个后执行；
• 多个信号函数可以关联同一个槽函数，无论哪个信号发出，槽函数都会执行。

此外，connect() 函数的 method 参数还可以指定一个信号函数，也就是说，信号之间也可以相互关联，这样当信号发出时，会随之发出另一个信号。

实例演示信号和槽机制

创建一个不含 ui 文件的 Qt Widgets Application 项目，只保留 main.cpp 源文件，删除 mainwindow.h 和 mainwindow.cpp 文件。在 main.cpp 文件中编写如下代码：

#include <QApplication>
#include <QWidget>
#include <QPushButton>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    //添加窗口
    QWidget widget;
    //定义一个按钮，它位于 widget 窗口中
    QPushButton But("按钮控件",&widget);
    //设置按钮的位置和尺寸
    But.setGeometry(10,10,100,50);
    //信号与槽，实现当用户点击按钮时，widget 窗口关闭
    QObject::connect(&But,&QPushButton::clicked,&widget,&QWidget::close);
    //让 widget 窗口显示
    widget.show();
    return a.exec();
}

运行结果为：

如上图所示，由于使用了 conect() 函数将 But 的 clicked() 信号函数和 widget 的 close() 槽函数关联起来，所以生成了“点击按钮后主窗口关闭”的效果。

转自：Qt信号和槽机制详解