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  • QT学习:01 工程文件详解

    --- title: framework-cpp-qt-01-工程文件详解 EntryName: framework-cpp-qt-01-project-file date: 2020-04-08 16:37:37 categories: tags: - qt - c/c++ --- **章节描述:** 在QT的项目中,有些文件是与QT有关而与源码无关的。

    项目管理文件(.pro)

    后缀为“.pro”的文件是项目的管理文件,文件名就是项目的名称。

    项目管理文件用于记录项目的一些设置,以及项目包含文件的组织管理。

    QT       += core gui
    greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets
    TARGET = samp2_1
    TEMPLATE = app
    SOURCES += 
            main.cpp 
            widget.cpp
    HEADERS += 
            widget.h
    FORMS += 
            widget.ui
    

    “Qt += core gui”表示项目中加入 core gui 模块。core gui 是 Qt 用于 GUI 设计的类库模块,如果创建的是控制台(Console)应用程序,就不需要添加 core gui。

    Qt 类库以模块的形式组织各种功能的类,根据项目涉及的功能需求,在项目中添加适当的类库模块支持。例如,如果项目中使用到了涉及数据库操作的类就需要用到 sql 模块,在 pro 文件中需要增加如下一行: Qt +=sql

    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。

    项目界面文件(.ui)

    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 对窗体进行可视化设计。

    本教程将称这个集成在 Qt Creator 中的 Qt Designer 为“UI 设计器”,以便与独立运行的 Qt Designer 区别开来。

    • 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。

    选中窗体上放置的组件后,右下角会有属性编辑器。

    • 最上方显示的文字“LabDemo: QLabel”表示这个组件是一个 QLabel 类的组件
    • objectName 是LabDemo。
    • 设置其他属性的值只需在属性编辑器里操作即可。

    属性编辑器的内容分为两列,分别为属性的名称和属性的值。属性又分为多个组,实际上表示了类的继承关系,可以看出 QLabel 的继承关系是QObject→QWidget→QFrame→QLabel

    objectName 表示组件的对象名称,界面上的每个组件都需要一个唯一的对象名称,以便被引用。界面上的组件的命名应该遵循一定的法则,具体使用什么样的命名法则根据个人习惯而定,主要目的是便于区分和记忆,也要便于与普通变量相区分。

    添加按钮

    我们尝试添加一个按钮,并实现:“点击按钮就关闭窗口退出程序”的功能。

    使用 Signals 和 Slots 编辑器完成这个功能

    拖拽一个pushButton,自定义一个名字。

    界面中间靠下的位置,找到Action Editor那一行,点击Signals Slots Editor

    点击绿色的加号,做以下选择:

    • 发送者:pushButton
    • 信号:clicked()
    • 接收者:Widget
    • 槽:close()

    我们并没有写一行代码, Qt 是怎么实现这些功能的呢 ?

    分析现在的文件,就可以找到答案。

    项目文件分析

    我们先回头去看,窗体相关的 4 个文件:

    文件名 功能
    widget.h 定义窗体类的头文件,定义了类Widget
    widget.cpp Widget 类的功能实现源程序文件
    widget.ui 窗体界面文件,由UI设计器自动生成,存储了窗体上各个组件的属性设置和布局
    ui_widget.h (自动生成)编译后,根据窗体上的组件及其属性、信号与槽的关联等自动生成的一个类的定义文件,类的名称是Ui_Widget

    widget.h

    widget.h 文件是窗体类的头文件。在创建项目时,选择窗体基类是 QWidget,在 widget.h 中定义了一个继承自 QWidget 的类 Widget。

    #ifndef WIDGET_H
    #define WIDGET_H
    
    #include <QWidget>
    
    QT_BEGIN_NAMESPACE
    namespace Ui { class Widget; }
    QT_END_NAMESPACE
    
    class Widget : public QWidget
    {
        Q_OBJECT
    
    public:
        Widget(QWidget *parent = nullptr);
        ~Widget();
    
    private:
        Ui::Widget *ui;
    };
    #endif // WIDGET_H
    

    widget.h 文件有几个重要的部分。

    namespace 声明

    代码中有如下的一个 namespace 声明:

    namespace Ui {
    class Widget;
    }
    

    这是声明了一个名称为 Ui 的命名空间(namespace),包含一个类 Widget。但是这个类 Widget 并不是本文件里定义的类 Widget,而是 ui_widget.h 文件里定义的类,用于描述界面组件的。这个声明相当于一个外部类型声明(具体要看完 ui_widget.h 文件内的解释之后才能搞明白)。

    Widget 类的定义

    widget.h 文件的主体部分是一个继承于 QWidget 的类 Widget 的定义,也就是本实例的窗体类。

    在 Widget 类中使用了宏 Q_OBJECT,这是使用 Qt 的信号与槽(signal 和 slot)机制的类都必须加入的一个宏(信号与槽在后面详细介绍)。

    在 public 部分定义了 Widget 类的构造函数和析构函数。

    在 private 部分又定义了一个指针。 Ui::Widget *ui; 这个指针是用前面声明的 namespace Ui 里的 Widget 类定义的,所以指针 ui 是指向可视化设计的界面,后面会看到要访问界面上的组件,都需要通过这个指针 ui。

    widget.cpp

    widget.cpp 文件是类 Widget 的实现代码,下面是 widget.cpp 文件的内容。

    #include "widget.h"
    #include "ui_widget.h"
    
    Widget::Widget(QWidget *parent)
        : QWidget(parent)
        , ui(new Ui::Widget)
    {
        ui->setupUi(this);
    }
    
    Widget::~Widget()
    {
        delete ui;
    }
    

    注意到,在这个文件的包含文件部分自动加入了如下一行内容: #include "ui_widget.h", 这个就是 Qt 编译生成的与 UI 文件 widget.ui 对应的类定义文件。

    目前只有构造函数和析构函数。其中构造函数头部是:

    Widget::Widget(QWidget *parent) : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget) ;其意义是:执行父类 QWidget 的构造函数,创建一个 Ui::Widget 类的对象 ui。这个 ui 就是 Widget 的 private 部分定义的指针变量 ui。

    构造函数里只有一行语句: ui->setupUi(this); 执行了 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(后面会具体介绍)。

    析构函数只是简单地删除用 new 创建的指针 ui。

    所以,在 ui_widget.h 文件里有一个 namespace 名称为 Ui,里面有一个类 Widget 是用于描述可视化设计的窗体,且与 widget.h 里定义的类同名。在 Widget 类里访问 Ui::Widget 类的成员变量或函数需要通过 Widget 类里的 ui 指针,如同构造函数里执行 ui->setupUi( this) 函数那样。

    widget.ui

    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。

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <ui version="4.0">
     <class>Widget</class>
     <widget class="QWidget" name="Widget">
      <property name="geometry">
       <rect>
        <x>0</x>
        <y>0</y>
        <width>800</width>
        <height>600</height>
       </rect>
      </property>
      <property name="windowTitle">
       <string>Widget</string>
      </property>
      <widget class="QLabel" name="label">
       <property name="geometry">
        <rect>
         <x>150</x>
         <y>230</y>
         <width>111</width>
         <height>41</height>
        </rect>
       </property>
       <property name="font">
        <font>
         <family>Adobe Devanagari</family>
         <pointsize>11</pointsize>
        </font>
       </property>
       <property name="text">
        <string>TextLabel</string>
       </property>
      </widget>
      <widget class="QPushButton" name="pushButton">
       <property name="geometry">
        <rect>
         <x>330</x>
         <y>170</y>
         <width>111</width>
         <height>71</height>
        </rect>
       </property>
       <property name="text">
        <string>PushButton</string>
       </property>
      </widget>
     </widget>
     <resources/>
     <connections>
      <connection>
       <sender>pushButton</sender>
       <signal>clicked()</signal>
       <receiver>Widget</receiver>
       <slot>close()</slot>
       <hints>
        <hint type="sourcelabel">
         <x>387</x>
         <y>181</y>
        </hint>
        <hint type="destinationlabel">
         <x>399</x>
         <y>299</y>
        </hint>
       </hints>
      </connection>
     </connections>
    </ui>
    
    

    ui_widget.h

    ui_widget.h 是在对 widget.ui 文件编译后生成的一个文件,ui_widget.h 会出现在编译后的目录下,或与 widget.ui 同目录(与项目的 shadow build 编译设置有关)。

    文件 ui_widget.h 并不会出现在 Qt Creator 的项目文件目录树里,当然,可以手工将 ui_widget.h 添加到项目中。方法是在项目文件目录树上,右击项目名称节点,在调出的快捷菜单中选择“Add Existing Files…”,找到并添加 ui_widget.h 文件即可。

    注意,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。

    /********************************************************************************
    ** Form generated from reading UI file 'widget.ui'
    **
    ** Created by: Qt User Interface Compiler version 5.12.5
    **
    ** WARNING! All changes made in this file will be lost when recompiling UI file!
    ********************************************************************************/
    
    #ifndef UI_WIDGET_H
    #define UI_WIDGET_H
    
    #include <QtCore/QVariant>
    #include <QtWidgets/QApplication>
    #include <QtWidgets/QLabel>
    #include <QtWidgets/QPushButton>
    #include <QtWidgets/QWidget>
    
    QT_BEGIN_NAMESPACE
    
    class Ui_Widget
    {
    public:
        QLabel *label;
        QPushButton *pushButton;
    
        void setupUi(QWidget *Widget)
        {
            if (Widget->objectName().isEmpty())
                Widget->setObjectName(QString::fromUtf8("Widget"));
            Widget->resize(800, 600);
            label = new QLabel(Widget);
            label->setObjectName(QString::fromUtf8("label"));
            label->setGeometry(QRect(150, 230, 111, 41));
            QFont font;
            font.setFamily(QString::fromUtf8("Adobe Devanagari"));
            font.setPointSize(11);
            label->setFont(font);
            pushButton = new QPushButton(Widget);
            pushButton->setObjectName(QString::fromUtf8("pushButton"));
            pushButton->setGeometry(QRect(330, 170, 111, 71));
    
            retranslateUi(Widget);
            QObject::connect(pushButton, SIGNAL(clicked()), Widget, SLOT(close()));
    
            QMetaObject::connectSlotsByName(Widget);
        } // setupUi
    
        void retranslateUi(QWidget *Widget)
        {
            Widget->setWindowTitle(QApplication::translate("Widget", "Widget", nullptr));
            label->setText(QApplication::translate("Widget", "TextLabel", nullptr));
            pushButton->setText(QApplication::translate("Widget", "PushButton", nullptr));
        } // retranslateUi
    
    };
    
    namespace Ui {
        class Widget: public Ui_Widget {};
    } // namespace Ui
    
    QT_END_NAMESPACE
    
    #endif // UI_WIDGET_H
    
    

    查看 ui_widget.h 文件的内容,发现它主要做了以下的一些工作:

    1)定义了一个类 Ui_Widget,用于封装可视化设计的界面。

    2) 自动生成了界面各个组件的类成员变量定义。在 public 部分为界面上每个组件定义了一个指针变量,变量的名称就是设置的 objectName。比如,在窗体上放置了一个 QLabel 和一个 QPushButton 并命名后,自动生成的定义是:

    QPushButton *btnClose;

    3) 定义了 setupUi() 函数,这个函数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。setupUi() 函数体的第一部分是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。

    接下来,setupUi() 调用了函数 retranslateUi(Widget),用来设置界面各组件的文字内容属性,如标签的文字、按键的文字、窗体的标题等。将界面上的文字设置的内容独立出来作为一个函数 retranslateUi(),在设计多语言界面时会用到这个函数。

    setupUi() 函数的第三部分是设置信号与槽的关联,本文件中有以下两行:

    QObject::connect(btnClose, SIGNAL(clicked()), Widget, SLOT(close()));
    QMetaObject::connectSlotsByName(Widget);
    

    第1 行是调用 connect() 函数,将在 UI 设计器里设置的信号与槽的关联转换为语句。这里是将 btnClose 按键的 clicked() 信号与窗体 Widget 的 close() 槽函数关联起来,就是在图 4 中设置的信号与槽的关联的程序语句实现。这样,当单击 btnClose 按钮时,就会执行 Widget 的 close() 槽函数,而 close() 槽函数的功能是关闭窗口。

    第 2 行是设置槽函数的关联方式,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。

    所以,在Widget 的构造函数里调用 ui->setupUI(this),就实现了窗体上组件的创建、属性设置、信号与槽的关联。

    我们将在不久的章节中,对“信号-槽”机制做出介绍。

    4) 定义 namespace Ui,并定义一个从Ui_Widget 继承的类Widget。

    namespace Ui {
        class Widget: public Ui_Widget {};
    }
    

    提示: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。

    main.cpp

    main.cpp 是实现 main() 函数的文件,下面是 main.cpp 文件的内容。

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

    main() 函数是应用程序的入口。它的主要功能是创建应用程序,创建窗口,显示窗口,并运行应用程序,开始应用程序的消息循环和事件处理。

    QApplication 是 Qt 的标准应用程序类,第 1 行代码定义了一个 QApplication 类的实例 a,就是应用程序对象。

    然后定义了一个 Widget 类的变量 w,Widget 是本实例设计的窗口的类名,定义此窗口后再用 w.show() 显示此窗口。

    最后一行用 a.exec() 启动应用程序的执行,开始应用程序的消息循环和事件处理。

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