3.9　Qt中与界面相关的类库

Qt的核心框架是一套C++类库，里面的类很多，它们的合集就是一个大大的类库，也是一个应用程序的编程框架。有了框架，就可以往框架内添加自己的代码来实现我们所需要的Qt应用程序。这个过程好比开发商造好了整幢大楼，把毛坯房卖给了我们，而我们要做的就是装修，使之可以居住。

要成为Qt编程高手，熟悉Qt类库是必需的。Qt类库非常庞大，不能眉毛胡子一把抓，对于初学者来说，应该由浅入深。实际工作中常用到的类可组成两张继承图，如图3-13和图3-14所示。

图3-13

图3-13中的类主要涉及对话框类（QDialog）、菜单类（QMenu）、主窗口类（QMainWindow）等各个控件类，这是在Qt编程中经常会遇到的，它们的基类是QWidget。

Qt的类库很大，我们不需要（也不可能）全部记住，刚学习时只需要抓住几个头（父类，见图3-14）即可，其他虾兵蟹将（子类）在用到的时候再学习。

图3-14

3.9.1　QObject类

QObject类是所有Qt类的基类，是Qt对象模型的核心。它最主要的特征是关于对象间无缝通信的机制：信号与槽（槽就是信号处理函数，后面会讲到）。

任何对象都要实现信号与槽机制，Q_OBJECT宏是强制的。不管是否真正用到信号与槽机制，最好在所有QObject子类中都使用Q_OBJECT宏，以免出现一些不必要的错误。

所有的Qt Widgets都是基础的QObject类。如果一个对象是Widget，那么isWidgetType()函数就能判断出。

QObject类既没有复制构造函数也没有赋值操作符，实际上它们使用宏Q_DISABLE_COPY()声明为私有的。所有派生自QObject类的对象都使用这个宏声明复制构造函数和赋值操作符为私有的。

3.9.2　QWidget类

QWidget类是所有用户界面对象的基类，被称为基础窗口部件。主窗口、对话框、标签、按钮、文本输入框等都是窗口部件。这些部件可以接收用户输入，显示数据和状态信息，并且在屏幕上绘制自己。Qt把没有嵌入到其他部件的部件称为窗口，一般窗口都有边框和标题栏，就像程序中的部件（Widget）和标签（Label）一样，QMainWindow类和大量的QDialog子类是一般的窗口类型。窗口就是没有父部件的部件，所以又称为顶层部件。

3.9.3　和主窗口有关的类

主窗口就是一种顶层窗口，可以用来显示数据、图形等。程序的主窗口是经常和用户打交道的用户界面元素，它上面通常可以存放菜单栏、工具栏、停靠控件、状态栏等，每个控件都对应着类。另外，对于这些控件上的操作也提供了相应的类，比如QAction等。

（1）QMainWindow类

这个类表示主窗口本身。

（2）QDockWidget类

该类表示停靠控件。

（3）QMenu类

该类用于菜单栏、上下文菜单和其他弹出菜单的菜单控件。菜单栏通常位于主窗口上方。

（4）QToolBar类

该类提供了一个通用的工具栏部件。它可以容纳许多与操作相关的不同控件，如按钮、下拉菜单、组合框和数字显示框。通常，工具栏与菜单和键盘快捷键可以很好地协作使用。工具栏通常位于菜单栏下方。

（5）QStatusBar类

该类表示状态栏。状态栏通常位于主窗口的底部，用于显示当前程序状态信息或解释某个命令的含义。

以上是主窗口上常见的界面元素。和这些控件相关的操作也封装成了几个类。

（1）QAction类

QAction类表示和控件有关的用户界面操作。

（2）QActionGroup类

QActionGroup类用于把控件的操作进行组合。

（3）QWidgetAction类

通过接口扩展QAction类，用于将自定义控件插入到基于操作的容器（如工具栏）中。

3.9.4　对话框类和控件类

对话框是另外一种常见的顶层窗口，上面可以存放不同的控件，让用户通过控件来操作所需的功能。

（1）QDialog类

QDialog类是对话框窗口的基类，可以衍生出不少子类，比如文件对话框类、颜色对话框类、打印对话框类等。

对话框窗口主要用于短期任务和与用户进行简短的通信。对话框有两种：模态和非模态（后面我们会详细介绍它们的区别）。QDialog类可以提供返回值，并且可以有默认按钮。

（2）各个控件类

在Qt中，控件又称为小部件。控件各种各样，比如按钮控件（QAbstractButton）、编辑框控件（QTextEdit）等。后面我们将详细介绍常见控件的用法。

3.9.5　Qt Widgets应用程序类型

在项目向导中新建项目时，如果选择了Qt Widgets Application，那么最终生成的程序就是Qt Widgets应用程序，如图3-15所示。

图3-15

根据在向导中选择基类的不同，Qt Widgets程序可以分为3大类：基于主窗口的Widgets程序、基于Widgets的Widgets程序和基于对话框的Widgets程序。我们可以在Qt Creator的向导对话框中进行选择，如图3-16所示。

如果用的是VC2017，也可以在向导对话框中进行选择，如图3-17所示。

图3-16

图3-17

通过向导生成这3种类型的程序而不需要编写一行代码，不过向导生成的程序只是一个程序架构，还是需要自己手动输入具体的程序代码来实现所需的功能。

下面我们来生成这3类的Widgets程序。

【例3.11】　一个简单的主窗口程序（Qt Creator版）

（1）启动Qt Creator 4.8.2，新建一个Qt Widgets项目，项目名为test。然后跟着向导操作，直到在类信息向导对话框上选择（默认已经选中）基类为QMainWindow，如图3-18所示。

然后继续单击“下一步”按钮，直到向导完成。

图3-18

（2）向导完成后，会帮我们创建如图3-19所示的文件。

如果要设计界面，可以双击mainwindow.ui，此时将打开设计师界面，在该界面上能以可视化方式进行界面设计。main.cpp中定义了程序入口函数main()。mainwindow.cpp中定义了表示主窗口的MainWindow类，该类继承自QMainWindow。MainWindow类的对象在main函数中有定义，如下所示：

在一个窗口的Qt程序中，至少有一个应用程序对象和窗口（这里是主窗口）对象。比如：

    QApplication a(argc, argv); //定义应用程序对象
    MainWindow w; //定义一个主窗口对象

（3）不需要添加任何代码，直接按Ctrl+R快捷键运行程序，其中编译的进度状态可以在右下角状态栏上看到，如图3-20所示。

稍等片刻，运行成功，运行结果如图3-21所示。

这个主窗口上还创建了工具栏，虽然还没有具体的内容。另外，在右下角的3根斜线表示该窗口可以通过鼠标拖拉边框来进行缩放。

图3-19

图3-20

图3-21

【例3.12】　一个简单的主窗口程序（VC版）

（1）启动VC2107，新建一个Qt GUI Application项目，项目名为test。然后一路跟着向导操作，直到在可以选择基类的向导对话框上选择（默认已经选中）基类为QMainWindow。为了更加直观，把类名由默认的test改为MainWindow，如图3-22所示。然后单击Finish按钮，一个Qt程序就自动创建好了。

（2）打开解决方案资源管理器视图，VC已经帮我们创建好如图3-23所示的文件。

图3-22

图3-23

如果要设计界面，可以双击MainWindow.ui，此时将打开设计师界面，在该界面上能以可视化方式进行界面设计。main.cpp中定义了程序入口函数main()。MainWindow.cpp中定义了表示主窗口的类MainWindow，该类继承自QMainWindow。MainWindow类的对象在main()函数中有定义，如下所示：

（3）不添加任何代码，直接按Ctrl+F5快捷键运行程序，此时VC会自动在下方显示输出视图。我们可以看到编译时的状态信息，如果没有错误就会显示编译成功，如图3-24所示。

在图3-24中，显示成功1个、失败0个，说明程序运行成功了。运行结果如图3-25所示。

图3-24

图3-25

上面的例子程序是基于QMainWindow类的，下面来看一下基于QWidget类的界面程序。QWidget类是所有窗口类的父类，功能最简单。

【例3.13】　一个简单的Widget窗口程序（Qt Creator版）

（1）启动Qt Creator 4.8.2，新建一个Qt Widgets项目，项目名为test，然后一路跟着向导操作，直到在可以选择基类的向导对话框上选择基类为QWidget。为了更加直观，我们把类名由默认的test改为QWidget，如图3-26所示。

图3-26

继续单击“下一步”按钮直到完成。

（2）打开解决方案资源管理器视图，可以看到Qt Creator已经创建好如图3-27所示的文件。

如果要设计界面，可以双击widget.ui，此时将打开设计师界面，在该界面上能以可视化方式进行界面设计。main.cpp中定义了程序入口函数main()。widget.cpp中定义了表示主窗口的Widget类，该类继承自QWidget类。Widget类的对象在main()函数中有定义，如下所示：

（3）不添加任何代码，直接按Ctrl+F5快捷键运行程序，如果没有错误就会显示编译成功，运行结果如图3-28所示。

图3-27

图3-28

【例3.14】　一个简单的Widget窗口程序（VC版）

（1）启动VC2107，新建一个Qt GUI Application项目，项目名为test。然后一路跟着向导操作，直到在选择基类的向导对话框上选择基类为QWidget。为了更加直观，我们把类名由默认的test改为widget，如图3-29所示。

图3-29

然后单击Finish按钮，一个Qt程序就自动创建好了。

（2）打开解决方案资源管理器视图，可以看到VC已经创建好如图3-30所示的文件。

如果要设计界面，可以双击widget.ui，此时将打开设计师界面，在该界面上能以可视化方式进行界面设计。main.cpp中定义了程序入口函数main()。widget.cpp中定义了表示主窗口的widget类，该类继承自QWidget。widget类的对象在main函数中有定义，如下所示：

（3）不需要添加任何代码，直接按Ctrl+F5快捷键运行程序，此时VC会自动在下方显示输出视图。我们可以看到编译时的状态信息，如果没有错误就会显示编译成功，最终运行效果如图3-31所示。

还有一种程序类型是对话框程序，我们将在后面一章详细介绍。长久以来，不同的开发环境，控制台程序和窗口图形界面程序井水不犯河水，很少有交集。但在Qt中，它们的结合是那么的简单。下面我们看一个例子。

【例3.15】　控制台程序出现Widget窗口

（1）启动Qt Creator 4.8.2，新建一个控制台程序项目，项目名为test。

（2）打开main.cpp，输入如下代码：

注意，默认建立的控制台程序给出的应用程序类是QCoreApplication，但是要在控制台中使用QWidget就必须使用QApplication类。QCoreApplication类提供了一个事件循环，用于非GUI应用程序给自己提供事件循环，因此对于Qt非GUI的应用程序，应该使用QCoreApplication类。对于GUI应用程序（比如用到了Widget窗口），应该使用QApplication类。QApplication类定义在widgets模块中，与QWidget类相关，能设置鼠标双击的间隔时间、按键的间隔时间、鼠标拖曳距离和时间、滚轮滚动行数等，还能获取桌面激活的窗口、模态控件、弹跳控件等。

实例化控件窗口对象后就可以调整窗口的大小并显示出来，最后设置窗口的标题。打开test.pro，在文件开头添加“QT+=widgets”。

（3）按Ctrl+R快捷键运行这个项目，运行结果如图3-32所示。

图3-30

图3-31

图3-32