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Qt之UI文件设计和运行机制

1、项目文件组成
在QtCreator中新建一个WidgetApplocation项目，选中窗口基类中选中QWidget作为窗口基类，并选中"GnerateForm"复选框。创建后项目文件目录树如图：

项目组织文件pro：存储项目设置的文件
主程序入口文件main.cpp，实现main函数的程序文件
窗体界面文件widget.ui：一个XML格式存储的窗体上的文件以及其布局的文件
widget.h是所设计的窗口类的头文件，widget.cpp是widget.h里定义类的实现文件。在C++里面，任何窗体或者界面组件都是用类封装的，一个类一般有一个头文件和一个源文件。

2、项目管理文件.pro
用于记录项目的一些配置以及项目包含文件的组织管理。

 1 #-------------------------------------------------
 2 #
 3 # Project created by QtCreator 2019-07-01T15:58:45
 4 #
 5 #-------------------------------------------------
 6 
 7 QT       += core gui
 8 
 9 greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets
10 
11 TARGET = Widget1
12 TEMPLATE = app
13 
14 # The following define makes your compiler emit warnings if you use
15 # any feature of Qt which has been marked as deprecated (the exact warnings
16 # depend on your compiler). Please consult the documentation of the
17 # deprecated API in order to know how to port your code away from it.
18 DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS
19 
20 # You can also make your code fail to compile if you use deprecated APIs.
21 # In order to do so, uncomment the following line.
22 # You can also select to disable deprecated APIs only up to a certain version of Qt.
23 #DEFINES += QT_DISABLE_DEPRECATED_BEFORE=0x060000    # disables all the APIs deprecated before Qt 6.0.0
24 
25 CONFIG += c++11
26 
27 SOURCES += 
28         main.cpp 
29         widget.cpp
30 
31 HEADERS += 
32         widget.h
33 
34 FORMS += 
35         widget.ui
36 
37 # Default rules for deployment.
38 qnx: target.path = /tmp/$${TARGET}/bin
39 else: unix:!android: target.path = /opt/$${TARGET}/bin
40 !isEmpty(target.path): INSTALLS += target

Widget1.pro

QT += core gui
QT += core gui表示项目中加入core gui模块。 core gui用于GUI设计的类模块。如果创建控制台应用程序，就不需要添加core gui。
QT类以模块的形式组织各种功能的类，根据项目设计的功能添加适当的类库模块支持。比如如果涉及到数据库操作的类就需要用到SQL模块：QT += sql
greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets
条件执行语句，表示当 Qt 主版本大于 4 时，才加入 widgets 模块。
TARGET = Widget1
编译后的可执行文件是Widget1.exe
TEMPLATE = app
工程所使用的模版。app表示是一个窗口应用程序。如果是lib则表明是一个动态库模版。

DEFINES+=QT_DEPRECATED_WARNINGS

定义编译选项。

CONFIG += c++11

项目采用C++11，当前可支持C++14 参考https://wiki.qt.io/How_to_use_C%2B%2B11_in_your_Qt_Projects
后面的SOURCES、HEADERS、FORMS 记录了项目中包含的源程序文件、头文件和窗体文件(.ui文件)的名称。这些文件列表是 Qt Creator 自动添加到项目管理文件里面的，用户不需要手动修改。当添加一个文件到项目，或从项目里删除一个文件时，项目管理文件里的条目会自动修改。

3 界面文件

后缀为“.ui”的文件是可视化设计的窗体的定义文件，如 widget.ui。双击项目文件目录树中的文件 widget.ui，会打开一个集成在 Qt Creator 中的 Qt Designer【ui设计器】对窗体进行可视化设计

组件面板：窗口左侧是界面设计组件面板，分为多个组，如Layouts、Buttons、Display Widgets等，界面设计的常见组件都可以在组件面板里找到。
中间主要区域是待设计的窗体。如果要将某个组件放置到窗体上时，从组件面板上拖放一个组件到窗体上即可。例如，先放一个 Label 和一个 Push Button 到窗体上。
Signals 和 Slots 编辑器与 Action 编辑器是位于待设计窗体下方的两个编辑器。Signals 和Slots 编辑器用于可视化地进行信号与槽的关联，Action 编辑器用于可视化设计 Action。
布局和界面设计工具栏：窗口上方的一个工具栏，工具栏上的按钮主要实现布局和界面设计。
对象浏览器（Object Inspector）：窗口右上方是 Object Inspector，用树状视图显示窗体上各组件之间的布局包含关系，视图有两列，显示每个组件的对象名称（ObjectName）和类名称。
属性编辑器（Property Editor）：窗口右下方是属性编辑器，是界面设计时最常用到的编辑器。属性编辑器显示某个选中的组件或窗体的各种属性及其取值，可以在属性编辑器里修改这些属性的值。

在设计窗体上，放置一个 Label 和一个 Push Button 组件，它们的主要属性设置如下

ObjectName	类名称	属性设置	备注
LabDemo	QLabel	Text=”Hello, World” Font.PointSize=20 Font.bold=true	设置标签显示文字和字体
btnClose	QPushButton	Text=”Close”	设置按钮的文字

编辑完属性之后，为btnClose添加功能：点击此按钮是，关闭窗口，推出程序，使用Signal和Slots编辑器完成这个功能。

在信号与槽编辑器的工具栏上单击“Add”按钮，在出现的条目中，Sender 选择 btnClose，Signal
选择 clicked()，Receiver 选择窗体 Widget，Slot 选择 close()。表示当按钮btnClose被单击时，就执行Widget的close函数，实现关闭窗口的功能。

然后对项目进行编译和运行，可以出现如图 2-5 所示的窗口，单击“Close”按钮可以关闭程序。标签的文字内容和字体被修改了，窗口标题也显示为所设置的标题。

4、主函数文件main.cpp

 1 #include "widget.h"
 2 #include <QApplication>
 3  
 4 /*
 5 main是应用程序的入口。主要功能是创建应用程序，创建窗口，并
 6 运行应用程序，开始应用程序的消息循环和事件处理。
 7 QApplication是Qt的标准应用程序类
 8 */
 9 int main(int argc, char *argv[])
10 {
11     QApplication a(argc, argv);  //定义并创建应用程序，定义一个QApplication类的对象a，就是应用程序对象
12     Widget w;  //并以并创建窗口，定义Widget类的变量w
13     w.show();  //显示窗口
14  
15     return a.exec(); //启动并执行应用程序：开始应用程序的消息循环和事件处理
16 }

5、窗体相关的文件

5.1、widget.h文件

 1 #ifndef WIDGET_H
 2 #define WIDGET_H
 3  
 4 #include <QWidget> 
 5  
 6 namespace Ui {   //命名空间ui，包含一个类Widget
 7 class Widget;  //相当于一个外部类型声明，这里的类是ui_widget.h里面定义的类，用来描述界面组件
 8 }
 9  
10 class Widget : public QWidget  //窗体类Widget定义：继承QWidget
11 {
12     Q_OBJECT  //宏，使用Qt的信号与槽机制的类必须加入的宏
13  
14 public:
15     explicit Widget(QWidget *parent = 0);
16     ~Widget();
17  
18 private:
19     Ui::Widget *ui; //使用Ui::Widget定义一个指针，这个指针是用前面声明的namespace Ui里面的Widget类定义的，所以指针ui是指向可视化设计的界面，后面需要访问界面上的组件，都需要通过这个指针ui
20 };
21  
22 #endif // WIDGET_H

5.2、widget.cpp文件

类Widget的实现代码

 1 #include "widget.h"
 2 #include "ui_widget.h"  //自动加入
 3  
 4 Widget::Widget(QWidget *parent) :
 5     QWidget(parent),    //执行父类QWidged的构造函数
 6     ui(new Ui::Widget)
 7 {
 8     ui->setupUi(this);  //值类Ui::Widget类的setupUi函数，这个函数实现窗口的生成与各种属性的设置，信号与槽的关联
 9 }
10  
11 Widget::~Widget()
12 {
13     delete ui;  //析构函数中删除new创建的指针
14 }

5.3、widget.ui 文件
widget.ui 是窗体界面定义文件，是一个 XML 文件，定义了窗口上的所有组件的属性设置、
布局，及其信号与槽函数的关联等。用 UI 设计器可视化设计的界面都由 Qt 自动解析，并以 XML
文件的形式保存下来。在设计界面时，只需在 UI 设计器里进行可视化设计即可，而不用管 widget.ui
文件是怎么生成的

5.4、ui_widget.h 文件
ui_widget.h 是对 widget.ui 文件编译后自动生成的，widget.ui 又是通过 UI 设计器可视化设计生成的。
所以，对 ui_widget.h 手工进行修改没有什么意义，所有涉及界面的修改都应该直接在 UI 设计器里进行。所
以，ui_widget.h 也没有必要添加到项目里。

 1 /********************************************************************************
 2 ** Form generated from reading UI file 'widget.ui'
 3 **
 4 ** Created by: Qt User Interface Compiler version 5.9.1
 5 **
 6 ** WARNING! All changes made in this file will be lost when recompiling UI file!
 7 ********************************************************************************/
 8  
 9 #ifndef UI_WIDGET_H
10 #define UI_WIDGET_H
11  
12 #include <QtCore/QVariant>
13 #include <QtWidgets/QAction>
14 #include <QtWidgets/QApplication>
15 #include <QtWidgets/QButtonGroup>
16 #include <QtWidgets/QHeaderView>
17 #include <QtWidgets/QLabel>
18 #include <QtWidgets/QPushButton>
19 #include <QtWidgets/QWidget>
20  
21 QT_BEGIN_NAMESPACE
22 //Ui_Widget创建对象ui，然后ui->setupUi(this)就为本ui界面实现了窗体上组件的创建，属性设置，信号与槽的关联
23 class Ui_Widget    //定义了一个类Ui_Widget，用于封装可视化设计的界面
24 {
25 public:
26     QLabel *labDemo;
27     QPushButton *btnClose;  //自动化生成了界面各个组件的类成员变量定义：为界面的每个组件定义了一个指针变量
28  
29     void setupUi(QWidget *Widget)  //用于创建各个界面组件，并设置其位置，大小，文字内容，字体等属性，设置信号与槽的关联
30     {
31         if (Widget->objectName().isEmpty())
32             Widget->setObjectName(QStringLiteral("Widget"));
33         Widget->resize(400, 300);
34         labDemo = new QLabel(Widget);
35         labDemo->setObjectName(QStringLiteral("labDemo"));
36         labDemo->setGeometry(QRect(70, 50, 181, 31));
37         QFont font;
38         font.setPointSize(20);
39         font.setBold(true);
40         font.setWeight(75);
41         labDemo->setFont(font);
42         btnClose = new QPushButton(Widget);
43         btnClose->setObjectName(QStringLiteral("btnClose"));
44         btnClose->setGeometry(QRect(220, 130, 75, 23));
45         QFont font1;
46         font1.setPointSize(12);
47         font1.setBold(true);
48         font1.setWeight(75);
49         btnClose->setFont(font1);
50           //上面的第一部分根据可视化设计的界面内容，用C++代码创建界面上各组件，并设置其属性
51         retranslateUi(Widget);
52         QObject::connect(btnClose, SIGNAL(clicked()), Widget, SLOT(close()));
53         //信号与槽关联：close()槽函数可以关闭窗口
54         QMetaObject::connectSlotsByName(Widget); //设置槽的关联方式：用于将UI设计器自动生成的组件信号的槽函数与组件信号相关联
55     } // setupUi
56  
57     void retranslateUi(QWidget *Widget) //retranslateUi用来设置界面各组件的文字内容属性，如标签文字，案件文字，窗体标题等等
58     {
59         Widget->setWindowTitle(QApplication::translate("Widget", "Widget", Q_NULLPTR));
60         labDemo->setText(QApplication::translate("Widget", "hello,World", Q_NULLPTR));
61         btnClose->setText(QApplication::translate("Widget", "Close", Q_NULLPTR));
62     } // retranslateUi
63  
64 };
65  
66 namespace Ui {   //定义一个从Ui_Widget继承的类。
67     class Widget: public Ui_Widget {};
68 } // namespace Ui
69  
70  
71 QT_END_NAMESPACE
72  
73 #endif // UI_WIDGET_H

ui_widget.h 文件里实现界面功能的类是 Ui_Widget。再定义一个类 Widget 从 Ui_Widget 继承而来，
并定义在 namespace Ui 里，这样 Ui:: Widget 与 widget.h 里的类 Widget 同名，但是用 namespace 区分开
来。所以，界面的 Ui:: Widget 类与文件 widget.h 里定义的 Widget 类实际上是两个类，但是 Qt 的处理让
用户感觉不到 Ui:: Widget 类的存在，只需要知道在 Widget 类里用 ui 指针可以访问可视化设计的界面组
件就可以了。