Qt 6.2C++程序設計與桌面應用開發(fā) 思政課件 第1章 初識Qt框架

Qt6.2/C++程序設計與桌面應用開發(fā)21世紀高等學校計算機類課程創(chuàng)新規(guī)劃教材–微課視頻版教材目錄第1章初識Qt框架第2章Qt開發(fā)基礎第3章界面設計組件第4章主框架窗口第5章對話框設計第6章事件系統(tǒng)第7章文件與數(shù)據(jù)庫第8章模型/視圖結(jié)構第9章圖形繪制第10章多媒體編程第11章網(wǎng)絡編程第12章進程與線程教材目錄第1章初識Qt框架1.1Qt簡介1.2開發(fā)環(huán)境搭建1.3程序設計方式1.4項目結(jié)構分析1.1Qt簡介Qt是一個基于C++面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言、功能全面、跨平臺的圖形用戶界面(GUI)應用程序框架。它提供了一種高效的、真正基于組件編程模式的應用程序設計解決方案。Qt實際上就是一套C++應用程序開發(fā)類庫，與MicrosoftMFC類似。歷史及應用1、發(fā)展歷程Qt由挪威Trolltech(奇趣科技)公司于1991年開發(fā)，在2008年，Trolltech公司被諾基亞公司收購，Qt也因此成為諾基亞旗下的編程語言工具。2012年，芬蘭的Digia公司完成對諾基亞公司Qt技術平臺和知識產(chǎn)權的收購，Qt由此歸屬于Digia公司。2014年，Digia成立獨立的Qt公司，專門負責Qt的開發(fā)、維護和商業(yè)推廣。歷史及應用2、應用實例自1995年以來，Qt逐步進入商業(yè)領域，已成為數(shù)以萬計商業(yè)和開源應用程序的基礎。QtC++框架一直都是商業(yè)應用程序的核心，無論是跨國公司和大型組織，如Adobe、Boeing、Google、IBM、Motorola、NASA、Skype等，還是無數(shù)小型公司和組織都在使用Qt進行各種類型應用程序的開發(fā)。歷史及應用在桌面應用領域，下面這些著名的軟件都用到了Qt。(1)Maya，由Autodesk公司出品的優(yōu)秀三維動畫制作軟件。2011版開始使用Qt進行開發(fā)。(2)WPSOffice，是由金山軟件股份有限公司自主研發(fā)的一款辦公軟件套裝，可以實現(xiàn)辦公軟件最常用的文字、表格、演示，PDF閱讀等多種功能。(3)VirtualBox，是運行在x86上的一款虛擬機軟件，目前屬于Oracle公司。運行該軟件的操作系統(tǒng)被稱為主操作系統(tǒng)。該軟件運行時，向用戶呈現(xiàn)一個虛擬的計算機，用戶可以在這個虛擬計算機上安裝一個從屬操作系統(tǒng)。版本與特點Qt的發(fā)行版本分為商業(yè)版和開源版。商業(yè)版提供給用戶進行商業(yè)軟件開發(fā)，它是一個傳統(tǒng)的商業(yè)軟件，并提供協(xié)議有效期內(nèi)的免費升級和技術支持服務；Qt開源版是為了開發(fā)自由而設計的開放源碼軟件，它提供了和商業(yè)版本基本相同的功能，在GNU通用公共許可證下免費供用戶使用。經(jīng)過二十多年的發(fā)展與進步，Qt的版本已經(jīng)從Qt5更新到了Qt6。本教材使用Qt6.2.1LTS，它是Qt6的第1個長期支持(LTS，longtermsupported)版本。版本與特點Qt的主要特點：(1)跨平臺Qt支持PC和服務器的平臺，包括Windows、Linux和macOS等，還支持移動和嵌入式操作系統(tǒng)，如iOS、EmbeddedLinux、Android和WinRT等?？缙脚_意味著只需要編寫一次程序，在不同平臺上無需改動或只需少許改動后再編譯，就可以形成在不同平臺上運行的版本。這種跨平臺特性為開發(fā)者提供了極大的便利。版本與特點(2)面向?qū)ο驫t的良好封裝機制使得Qt的模塊化程度非常高，可重用性好，對于用戶開發(fā)來說是非常方便的。另外，Qt提供了一種稱為signal/slot(信號/槽)的通信機制，這使得各個元件之間的協(xié)同工作變得更為簡單安全。(2)豐富的API

Qt包括多達300多個C++類，除了用于用戶界面開發(fā)，還可用于文件操作、數(shù)據(jù)庫處理、2D/3D圖形渲染、多媒體操作和網(wǎng)絡通信等。1.2開發(fā)環(huán)境搭建Qt應用開發(fā)一般都使用集成開發(fā)環(huán)境。目前，支持Qt應用開發(fā)的集成工具有很多，其中能夠跨平臺使用的主要有QtCreator、QDevelop、Eclipse、MonkeyStudio和Code::Blocks等。除此之外，還有在X11平臺上使用的Kdevelop，在Windows平臺上使用的MicrosoftVisualStudio，以及在Mac平臺上使用的Xcode等。下載與安裝1、下載與Qt5版本不同的是，Qt6只能使用在線安裝器進行安裝。下載Qt的軟件安裝器有多種途徑，可以到Qt的官方網(wǎng)站上進行下載，其網(wǎng)址為：https://www.qt.io/download也可以使用國內(nèi)的Qt鏡像網(wǎng)址或者一些其他的軟件資源下載平臺。建議使用清華大學開源軟件鏡像網(wǎng)站下載Qt的在線安裝器。其網(wǎng)址為:/qt/official_releases/online_installers/下載與安裝2、安裝運行Qt軟件安裝器，根據(jù)向?qū)崾据斎胂鄳男畔ⅰＷ⒁釷t組件選擇(SelectComponense)這個步驟，其界面如圖所示。這是Qt安裝中非常重要的一個步驟，建議優(yōu)先安裝Qt的基礎組件，待開發(fā)過程中根據(jù)應用程序業(yè)務邏輯的實際需要，再進行有針對性的補充。另外，除了安裝Qt庫之外，還需要安裝QtCreator等開發(fā)和設計工具。如圖所示集成開發(fā)工具本教材使用QtCreator集成開發(fā)工具進行Qt應用程序的開發(fā)，版本為5.0.2。QtCreator是Qt官方推出的一款跨平臺開源集成開發(fā)工具，具有界面簡潔、操作方便、與Qt結(jié)合完美等特點。其界面如下圖所示。菜單欄模式選擇器構建套件選擇器定位器輸出窗格QtCreator界面編輯模式項目視圖類視圖代碼編輯窗口QtCreator集成開發(fā)環(huán)境的設置:通過“Tools|Options”菜單命令打開的“Options”窗口來完成。如圖所示QtCreator設置【例1.1】編寫一個基于Qt的HelloWorld程序。程序運行后，在窗口中顯示“HelloWorld”字符串，運行結(jié)果如下圖所示。QtCreator應用(1)啟動QtCreator開發(fā)工具，選擇File|NewFileorProject菜單命令，或者單擊Welcome模式中的Projects+New按鈕，打開“NewProject”對話框。(2)在“NewProject”對話框中選擇Application(Qt)中的QtWidgetsApplication項目模板，單擊“Choose…”按鈕，打開Qt應用程序創(chuàng)建向?qū)А?3)設置項目名稱為“examp1_1”，指定項目存放位置為“F:\chap01”

(4)選擇默認的qmake項目構建系統(tǒng)(5)選擇QWidget基類，其他使用系統(tǒng)默認值(6)本項目不使用其他語言(7)選擇項目的構建套件，這里使用DesktopQt6.2.1MinGW64-bit(8)不向項目中添加其他子項目，也不設置版本控制。單擊“Finish”按鈕，完成項目(9)展開“Projects”窗口中項目名稱節(jié)點下的“Forms”分組，雙擊該分組中的widget.ui窗體界面文件，打開QtDesigner界面設計器，對應用程序主窗口界面進行可視化設計。(10)點擊窗體，設置其大小(WidthxHeight)為320x240；窗體標題(windowTitle)為“例1.1”。(11)在窗體中設置Label控件和PushButton控件，分別用來顯示字符串和執(zhí)行窗口關閉命令。在窗體中設置控件，直接用鼠標將控件從控件箱拖動到窗口中的適當位置即可。(12)分別點擊窗體中的Label控件和PushButton控件，將其text屬性分別設置為“HelloWorld”和“退出”。(13)保存文件，單擊QtCreator左邊欄中的Run按鈕，構建并運行應用程序(14)再次打開窗體設計器，按快捷鍵F4將窗體的編輯狀態(tài)切換成“EditSignalsandSlots”，選擇“退出”按鈕并拖動鼠標至窗體中，彈出“ConfigureConnection”對話框(15)保存文件，再次單擊QtCreator左邊欄中的“Run”按鈕，運行應用程序。此時，若單擊主窗口中的“退出”按鈕，應用程序主窗口會隨即關閉。1.3程序設計方式搭建好Qt開發(fā)環(huán)境后，就可以開始進行Qt應用程序的開發(fā)了。Qt應用程序的開發(fā)可以采用3種程序設計方式，即可視化設計方式、代碼化設計方式和混合式設計方式?？梢暬O計1、可視化設計所謂可視化設計方式，就是應用程序框架通過向?qū)ё詣由?，然后使用QtDesigner設計器進行窗體界面布局設計、Action設計，以及信號和槽的添加等操作。例如，上述例1.1應用程序的開發(fā)所采用的就是可視化設計方法?！纠?.2】重新編寫例1.1中的HelloWorld應用程序，將應用程序主窗口基類設置為QDialog，并使主窗口中的字符串和按鈕控件均水平居中對齊。運行結(jié)果如圖所示。(1)打開QtCreator開發(fā)工具，生成一個名為examp1_2的Qt應用程序，并將主窗口標題設置為“例1.2”。操作方法如例1.1所示。(2)在窗體中設置Label控件和PushButton控件，并添加3個VerticalSpacer控件，對象名稱使用默認值(3)選擇主窗口中的全部控件，單擊工具欄中的“垂直布局管理器”圖標，在主窗口中添加一個VerticalLayout控件，對象名稱使用默認值，并調(diào)整其大小(4)分別選擇Label控件和PushButton控件，在屬性窗口中設置其text屬性值分別為“HelloWorld”和“退出”，并通過右鍵菜單設置其水平居中對齊(5)實現(xiàn)“退出”按鈕的單擊功能。單擊“SignalsandSlotsEditer”窗口中的“+”按鈕，添加一個新的信號與槽。設置Sender、Signal、Receiver和Slot分別為pushButton、clicked()、Dialog和close()

(6)保存文件，單擊QtCreator左邊欄中的“Run”按鈕，運行應用程序。單擊主窗口中的“退出”按鈕，主窗口隨即關閉。2、代碼化設計所謂代碼化設計方法，就是應用程序的所有代碼均手工添加完成，而不使用QtDesigner等設計工具。代碼化設計【例1.3】使用手工編碼的方式，完成例1.2程序功能。(1)打開QtCreator開發(fā)工具，選擇“Projects”下的“OtherProject”模板中的“EmptyqmakeProject”模板，生成一個名為examp1_3的空Qt應用程序。(2)雙擊打開應用程序的項目文件“examp1_3.pro”，在文件中添加如下文本行，將Qt的Widgets模塊加載到項目中。QT+=widgets(3)右擊新生成的項目文件夾examp1_3，在彈出的快捷菜單中選擇“AddNew…”菜單命令，打開“新文件”對話框。向項目中添加一個名為“main.cpp”的C++源文件。(4)雙擊打開main.cpp文件，在文件中添加代碼，實現(xiàn)程序功能。創(chuàng)建主窗口對象，并設置其屬性創(chuàng)建主窗口中的控件對象，并設置其屬性創(chuàng)建主窗口的垂直布局，并設置控件信號與槽(5)單擊QtCreator中的“運行”按鈕，即可得到程序的運行結(jié)果。如圖1.40所示。單擊對話框中的“退出”按鈕，即可關閉程序的主對話框。3、混合式設計使用可視化設計方法開發(fā)Qt應用程序，不需要人工編寫代碼去處理大量繁瑣的界面組件的創(chuàng)建和布局管理工作，可以直觀地進行界面設計，從而大大提高了應用程序開發(fā)的工作效率。但該設計方法也存在一些缺陷，如某些組件無法可視化地添加到界面上，此時就必須手工編寫代碼來實現(xiàn)相應的部件功能。采用純代碼方式進行Qt應用程序開發(fā)，能夠設計出非常精美的用戶界面，并且可以實現(xiàn)非常復雜的業(yè)務邏輯。但是設計效率太低，過程也非常的繁瑣。因此，在實際的開發(fā)過程中，常常使用混合的設計方法，能夠使用可視化設計的就盡可能可視化設計解決，無法可視化實現(xiàn)的再用純代碼的方法解決?；旌鲜皆O計【例1.4】使用混合式設計方法，實現(xiàn)例1.2的程序功能。要求在“退出”按鈕上添加菜單，當選擇菜單中的“確定”命令時，關閉應用程序主窗口。如圖所示。(1)打開QtCreator開發(fā)工具，生成一個名為examp1_4的Qt應用程序。將主窗口標題設置為“例1.4”，并按照例1.1的操作步驟，向主窗口中添加控件及布局管理器。這里采用可視化程序設計方法完成應用程序框架的生成與主窗口界面的設計。(2)編寫代碼，實現(xiàn)新增功能。由于在QtDesigner中不能直接將菜單放置在“退出”按鈕控件上，所以必須采用代碼化方式來實現(xiàn)相關的界面功能。(3)保存文件，構建并運行應用程序。單擊“退出”按鈕，彈出按鈕菜單，選擇“確定”菜單命令，應用程序主窗口隨即關閉。1.4項目結(jié)構分析Qt應用程序一般都包含有多個文件，這些相關聯(lián)的文件被組織在一起，以“項目”的形式進行統(tǒng)一管理。下面以例1.1創(chuàng)建的程序為例，簡要分析一下Qt應用程序項目的文件類型、作用，以及程序的運行機制。1、項目文件組成在QtCreator中打開例1.1中的Qt項目examp1_1，切換到“Edit”模式，展開項目視圖中的各個文件分組。如圖所示。項目文件組成從圖中可以看到，項目examp1_1包含4種類型的文件，分別是項目文件examp1_1.pro、主函數(shù)文件main.cpp、類文件widget.h/widget.cpp和界面文件widget.ui。項目文件用于項目管理，包括項目設置、使用的Qt模塊、包含的文件等信息；主函數(shù)文件是實現(xiàn)main()函數(shù)的文件，main()函數(shù)是C++應用程序入口函數(shù)，其主要功能是創(chuàng)建應用程序、創(chuàng)建窗口、顯示窗口、運行程序、啟動應用程序的消息循環(huán)和事件處理；類文件包括項目中類的聲明及實現(xiàn)文件；界面文件是使用QtDesigner進行界面設計生成的文件，它實際上就是一個XML文件，用于管理界面中的窗體、部件、信號/槽等信息。需要注意的是，Qt項目中的界面文件在項目構建后將被轉(zhuǎn)換成類文件。展開項目examp1_1構建生成的文件夾build-examp1_1-Desktop_Qt_6_2_1_MinGW_64_bit-Debu