Qt程序框架的运行机制

Qt程序框架

程序入口

当我们新建一个Qt Widget工程的时候，会自动生成四个文件：

• main.cpp
• widget.h
• widget.cpp
• widget.ui

其中main.cpp是整个程序的入口，文件中只有一个简单的main()函数。

#include "widget.h"

#include <QApplication>
#include <QLocale>
#include <QTranslator>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    QTranslator translator;
    const QStringList uiLanguages = QLocale::system().uiLanguages();
    for (const QString &locale : uiLanguages) {
        const QString baseName = "samp_2_2_" + QLocale(locale).name();
        if (translator.load(":/i18n/" + baseName)) {
            a.installTranslator(&translator);
            break;
        }
    }
    Widget w;
    w.show();
    return a.exec();
}

main()中定义了一个QApplication的对象a和一个Widget的对象w。其中的Widget类就是我们的Qt工程中主要需要设计的类，包含所有窗口中可视的组件，同时提供信号和槽机制，用于实现不同组件之间复杂的交互功能。QApplication类的主要作用是处理各种事件。

主程序中的代码非常简单，只有两行。

w.show();
a.exec();

exec()函数的主要功能是循环检查事件队列中是否有待处理的事件，并依次进行处理。信号与槽机制、事件处理机制，这两大机制构成了Qt编程框架的核心内容。

#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;

};

Widget类中默认的内容如上所示，这是一个QWidget的派生类。并且还在Ui这个命名空间中定义了一个和Widget同名的类。Q_OBJECT是一个声明，本质上是一个定义好的宏。只有声明了Q_OBJECT的类才能使用Qt的信号与槽机制。

信号与槽机制

信号与槽机制是一个点到点的消息处理机制。在一个复杂的窗口程序中，用户的一个输入或者产生的一个事件可能会引起多个组件的动作。此时就可以使用信号与槽机制。用户的输入或者某一个事件会被作为一个信号发射，与此信号关联的槽函数则会相应地被执行。信号和槽函数之间的关联性需要在MainWindow的构造函数中显式地指定。同时，所有的信号和槽函数都必须在类的定义中被声明。这里的类可以是MainWindow，也可以是用户定义的其他类。将信号与槽连接起来的方式是

...
MainWindow::MainWindow
{
    ...
    connect(sender, signal(), receiver, slot_function());
    ...
}

其中信号和槽都是可以带有参数的。

信号的发射有两种

• 一种是Qt界面组件内部已经定义好的行为。比如GUI窗口中的一个按钮被点击，或者输入框中输入了一些字符等等。Qt定义了非常丰富的信号发射行为，允许用户进行各种自定义的功能实现（比如鼠标悬停在某一个文字组件上等等）。
• 另一种是用户代码中主动调用emit signal()，其中的signal()必须在某一个类中被声明过。

事件处理机制

Qt中的事件可以分为三类，分别是

• 自生事件：由窗口系统产生的事件。
• 发布事件：Qt或者应用程序产生的事件。
• 发送事件：Qt或应用程序定向发送给某个对象的事件。

定时器

Qt中定义了一个QTimer类，可以方便地实现定时器。所谓的定时器，指的是每隔一定的时间间隔即产生一次触发。可以将这个触发信号作为Qt中的信号，为其设置一个槽函数，从而实现每隔一定的时间间隔调用一次槽函数，实现一些特定的功能。

#include <QTimer>
#include <QTime>
...
class MainWindow : public QWidget
{
public:
    MainWindow();
    ~MainWindows();

private:
    QTimer ftimer;
    QTime ftime_counter;
    void on_timer_timeout();  // 定时器的槽函数，可以定时器的中断服务程序
};

在MainWindow类的构造函数中，需要显式地将定时器的槽函数和定时器关联。

按键事件处理

如果需要窗口程序对用户的按键输入进行响应和处理（在游戏类的应用中比较常见），可以使用Qt框架下的按键事件处理。

#include <QKeyEvent>

在MainWindow类中需要对虚函数void keyPressEvent(QKeyEvent *ev)重载。在窗口程序运行的过程中，只要运行一次this->grabKeyboard()语句，所有的按键事件都会被Qt捕获，并且每按一次按键，都会调用一次我们重载过的keyPressEvent()函数。直至运行一次this->releaseKeyboard()。

需要注意的是，只要窗口程序还在运行，所有的按键都会被窗口程序捕获。因此，如果用户在没有关闭窗口程序的情况下，切换到了计算机中正在运行的其他程序上，会发现键盘不能用了（因为实际的按键事件都被Qt窗口程序捕获了）。所以应当合理设置grabKeyboard()和releaseKeyboard()。尽可能减少占用键盘输入的时间。

tips

• QWidget类型的对象，在通过setGeometry()指定其位置和形状的时候，必须同时对所有的分量进行设置。否则可能会遇到形状发生变化的问题。