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【C++ Qt】认识Qt、Qt 项目搭建流程(图文并茂、通俗易懂)

每日激励:“不设限和自我肯定的心态:I can do all things。 — Stephen Curry”

绪论​: 本章将开启Qt的学习,Qt是一个较为古老但仍然在GUI图形化界面设计中有着举足轻重的地位,因为它适合嵌入式和多种平台而被广泛使用,本章将先从认识Qt,再到理解Qt的作用和地位,再到Qt的安装下载,以及创建好一个Qt项目,再到最后的理解Qt项目中提前配备好的文件,带你入门Qt项目。 ———————— 早关注不迷路,话不多说安全带系好,发车啦(建议电脑观看)。

1. 认识Qt

首先QT是用来桌面应用开发(电脑上写的程序),其中Qt无法开发网页前端和移动开发(虽然目前qt支持了移动开发,但暂时还没啥厂商使用qt开发的) QT客户端开发的重要任务:编写和用户交互的界面

在用户交互的界面:由两种典型风格构成:

  • 命令行界面/终端界面(黑框框)TUI,常给程序员使用的专业软件
  • 图形化界面 GUI 给普通用户使用(也就类似我们常用的windows环境)
  • 而Qt就是用来编写 GUI程序的一套框架~~

    在Windows编写GUI程序,有很多种方法,其中QT只是其中之一,windows下还有那些方案可以开发GUI:

  • Windows API 系统原生提供的API,开发起来非常原始和繁琐(最简单古老的方式)
  • MFC:使用了面向对象的方式,将Windows API接口进行封装使用(它的影响非常深远)
  • QT:(1991年左右诞生)其中它和MFC类似同样的都是通过封装的方式写成
    • 但MFC早就不更新了,而QT仍然在不断推陈出新
  • GTK、WxWidget
  • Windows Forms:一个给C#给量身定做的一套GUI技术体系(微软的编程语言 C#(C sharp))
  • WPF、UWP(Windows Forms的升级版)
  • Electron:本质上是吧HTML这样的网页,打包成一个Windows 上运行的客户端程序(最初用来开发atom文本编辑器的,后来atom没了,被微软的VsCode干趴了),但缺点是运行效率在上面的技术体系中是比较低的
  • 2. Qt 是什么

    Qt 是⼀个 跨平台的 C++ 图形⽤⼾界⾯应⽤程序框架 。

    • 框架:本质就是一群大佬发明出来的,让我们可能更加方便靠谱的写出我们自己的代码(通过框架约束程序员)
    • 其中库和框架都属于大佬把代码写好了,让我们使用
    • 而库被程序员调用(程序员是主题)、框架则是占主题,程序员配合框架,完善填充框架中留出的一些细节

    编写c++代码,框架当然也很重要。C++的生态是割裂的离散的,并不想Java存在巨无霸社群,统一天下 C++不同的开源社区、大厂,各自有各自的框架,各自为政 诺基亚的塞班系统:主推Qt来做作为开发

    相比之下,像Qt这种,能被大家共识认可的框架,在整个c++生态中并不多见

    1991年,计算机中,诞生了许多神奇的东西:Qt、vim、python、OpenGL、Linux、汤老湿…

    QT支持的平台:

    • Windows ‒ XP、Vista、Win7、Win8、Win2008、Win10(windows各个版本)
    • Linux(各种发行版)尤其是Linux中的KDE桌面基于Qt 构建
      • TUI 基于命令操作,门槛高但效率也高
      • GUI 基于图形化操作,门槛低,效率也低
      • 也有少数用户使用Linux 桌面,存在几套环境:GNOME(基于GTK 构建)、KDE(基于Qt 构建的),其中Linux桌面使用过程中有很多问题(容易崩溃)
    • Mac系统
    • 嵌入式系统
      • 也是 Qt 主要的战场
      • 日常使用的,冰箱、洗衣机、路由器。。。这些设备也需要计算机,但这些设备的计算机配置硬件就不用很高了,低配置、低成本,其中的图形化界面就是通过Qt 来写,这个领域中也受到了安卓的挑战

    Qt 版本

    ⽬前最新的版本是 Qt 6. 但是相对来说 Qt 6 和 Qt 5 之间的核⼼功能区别不⼤. 并且企业中也仍然有⼤量的项⽬在使⽤ Qt 5.

    另外 Qt 在发布的时候还提供了两种许可证:

    • 商业许可: 开发者以商业⽬的使⽤Qt框架进⾏开发和发布软件的许可,开发者需要购买商业许可并按照相关规定使⽤Qt框架。商业许可提供了更多的功能和服务,适合于商业软件开发(需要花钱购买,其中购买它主要提供的是技术支持,买到就是一份服务)
    • 开源许可: 开发者以⾮商业⽬的使⽤Qt框架进⾏开发和发布软件的许可,开发者可以免费使⽤Qt框架,但需要遵守开源许可协议的要求,如在软件中包含Qt许可协议的声明等(白嫖)

    Qt 的优点

  • 跨平台,⼏乎⽀持所有的平台;
  • 接⼝简单,容易上⼿,学习 QT 框架对学习其他框架有参考意义。
  • ⼀定程度上简化了内存回收机制(半自动的垃圾回收,简化内存释放,尽可能小的影响程序的效率)
  • 开发效率⾼,能够快速的构建应⽤程序。
  • 有很好的社区氛围,市场份额在缓慢上升。
  • 可以进⾏嵌⼊式开发
  • Qt 的应⽤场景

    • 桌⾯应⽤程序 Qt 能够创建各种类型的桌⾯应⽤程序,包括⽂件管理器、媒体播放器、绘图程序等。Qt 应⽤程序⽀持多种操作系统,可以运⾏在 Windows、Linux、macOS 等桌⾯操作系统上
    • 移动应⽤程序 Qt ⽀持 Android 和 IOS 移动操作系统,为应⽤程序提供了强⼤的跨平台能⼒。可以使⽤ Qt 构建各种移动应⽤程序,例如社交应⽤、游戏、娱乐等
    • 嵌⼊式系统 Qt 在嵌⼊式领域应⽤⾮常⼴泛,它可以构建⾯向各种设备的图形应⽤程序,在机顶盒、⻋载娱乐系统、安防监控设备等领域具有⼴泛的应⽤

    开发的知名软件: 剪映、WPS Office 办公软件、Google Earth ⾕歌地图 、VirtualBox 虚拟机软件…

    3. Qt 开发环境的搭建

    需要安装3个部分:

  • C++编译器(gcc/cl.exe,并不是Visual Studio不是IDE,编译器只是IDE调用的一个程序)
  • Qt SDK(SDK 软件开发包)windows版本 Qt SDK里已经内置了 C++ 编译器(内置编译器是mingw,windows版本的gcc/g++)
  • 需要有个 Qt 的集成开发环境(IDE)
  • Qt Creator(Qt官方提供的,最容易入门,上手的方式,开箱即用不用怎么配置)虽然过程中存在许多bug 但整体来说挺方便
  • Visual Studio(功能更强,但需要配置容易出错)
  • Eclipse(并非只是Java IDE,本身是一个IDE平台可以搭配不同插件构成不同的IDE,但目前市场份额冲击很大 JetBrain、VSCode)
    • 本质只用安装一个 Qt SDK,另外两个就有了

    下载Qt SDK:

    去官方网站(下载一个安装程序,首选官方网站) Qt 的官方网站(下载5.14的一个版本相对于不算很新也不老):(国外网站可能速度较慢,想办法fq)

    4. Qt Creator安装过程

  • 关闭网络跳过注册
  • 选择路径(安装软件所在目录常识:不要代中文、特殊符号以及空格)
  • Qt SDK中内置的 c++ 编译器(windows 版本的gcc/g++) 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 给我们装好的Qt 配置一下环境变量(不是必须的,但经量配置上防止莫名的错误)
    • 打开环境变量(windows搜索)
    • windows 也是支持多用户的操作系统(分为用户变量、系统变量)
    • 选择Path:也就和Linux中的环境变量是一样的(输入的一个命令从path路径中查找!)
    • 此处就需要把Qt SDK中的某个目录假如到Path环境变量中(bin目录D:\\Qt\\Qt5.14.2\\5.14.2\\mingw73_64\\bin,内部有许多动态库、exe的目录)
    • 将系统变量中的Path中进行添加该目录: 在这里插入图片描述

    配置环境变量是为了:

  • 让操作系统 Qt Creator 工具 ,能够找到Qt SDK 中提供的exe
  • 运行 Qt 程序的时候,能够找到 .dll 动态库(Windows环境中)
  • 环境变量简单的理解成:“进程间通信” 机制(让一个进程借助环境变量找到另外一个进程)
  • 在这里插入图片描述

    对于安装成功后会有5个程序他们分别是:

  • Assistant:离线官方文档,也就是存储许多的函数的使用方法(英文文档要有耐心)
  • Designer:Qt 设计师,图形化的设计界面的工具,拖拽式的快速生成界面(后面经常使用,但是是搭配 Qt Creator来使用)
  • Linguist:Qt 语言家,作用是对国际化进行支持,有点时候写的程序,要和国际接轨(允许单独创建一个 语言配置文件,把界面需要用到的各种文字,都配置到文件中,并且在文件中提前把各种一样的翻译配置进去)就可以通过简单的 api 切换这里的语言配置
  • Qt 5.14.2:Qt 的命令行
  • Qt Creator:Qt 的集成开发根据(学习Qt 过程中最主要的工具)
  • 5. 初始创建Qt项目

  • 打开QT Creator
  • 打开右上角的文件选择新建(应用程序)
  • 在选择Application
  • Qt Widgets App…
  • Qt 不仅支持C++、也支持 Python 和 Java 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述
  • 我们本处只涉及第一个 Qt Widgets 选择后继续
  • 填写名称
  • 路径
  • 下一步 在这里插入图片描述
  • 构建系统,通过Qt写的程序,涉及到一系列的 元编程技术(通过代码来生成代码)
  • Qt 框架会在编译的时候,自动先调用一系列根据,基于你自己的代码,生成一系列的其他的 C++ 代码,最终编译的代码
  • 其中 qmake 是老牌的Qt构建工具(默认选择qmake使用即可)
  • CMake 并非Qt专属,很多的开源项目都会使用CMake
  • 其中关注:Base Class:使用Qt Creator 创建项目,会自动的生成一些代码 在这里插入图片描述
  • 生成的代码就包含一个类
  • 此处就是要选择这个自动生成的类的父类
  • 此处先选择QWidget进行学习
  • 其中 Class name 就是自己生成的类,Base class 就是父类 在这里插入图片描述
  • Qt 中内置的类都是以Q开头
  • 而下面的就是文件名,他和上面的类是关联的(其中可以不一样,但经量保持一致)
  • Form file 非常关键: Qt中创建图形化界面的程序,有两种方式
  • 直接通过c++代码的方式创建界面
  • 通过form file文件,以图形化的方式来生成界面(此时就可以使用Qt Designer 或直接使用Qt Creator 来编辑这个 ui 文件,从而以图形化的方式,快速方便的生成图形化界面)
  • 这里是选择 翻译文件(对应的语言)暂时不关注,它是和国际化相关的 在这里插入图片描述
  • 选择一下基于那个编译器的Qt SDK 来构建后续代码
  • 就默认勾选 WinGW 就可以了 在这里插入图片描述
  • 可以选择版本控制工具(如git…) 在这里插入图片描述
  • 最终完成就创建好了
    • 当创建好后,在左下角有运行按钮(绿色三角): 在这里插入图片描述
      • 其中注意我们创建项目过程中的存储路径,不要有中文路径!!
      • 最终就会构建出一个图形化界面: 在这里插入图片描述

    6. 认识界面及细节

    在构建成功后,会自动生成main函数:

    • 其中main函数中有:

    • 必备的 QApplication对象
    • Widget对象,根据对象就是我们创建项目时选择的QWidget 在这里插入图片描述
    • 构建后会生成,Widget.h类

    • 其中Q_OBJECT 是一个Qt内置的宏(宏的本质上就是文本替换)
      • Q_OBJECT展开之后,就会生成一大堆代码
      • Qt中有一个非常核心的机制,“信号” 和 “槽”
      • 如果这个类想使用 信号和槽 就需要引入这个宏!
    • 其中构造函数中的 parent 参数:
      • 是一个引入的“对象树”机制(后续细讲)
      • 创建的Qt对象给挂到对象树(N叉数)上
      • 往树上挂的时候就需要指定 “父节点”
    • UI::Widget* ui
      • 它和 Form file 密切相关
    • widget.cpp 在这里插入图片描述

    • form file

      • 当我们双击 ui 文件,此时 Qt Creator 就会调用Qt Designer,打开UI文件,图形化的界面编辑器 在这里插入图片描述
      • 此时在点击左侧的编辑按钮,就会 显示 ui 文件的本题
      • 这个格式 也就是 xml 格式(和html类似,都是使用成对的标签来表示数据)
      • xml 这里的标签,有那些标签有什么含义,都是程序员自己定义的(也就是qt开发的大佬们定义的),只用知道 ui 文件本质就是一个xml即可
      • 类似的就是自定义应用层协议
      • Qt 中使用 xml文件就是描述程序的界面是啥样的,进一步的qmake会调用相关的工具,依据这个xml文件生成一些c++代码,从而把完整的界面构造出来 在这里插入图片描述
    • .pro:Qt 项目的工程文件,也是 qmake 工具 构建时候的重要依据

      • 类似于 Linux 中学习的 makefile 文件
      • qmake 搭配 .pro 起到的作用 和 makefile 类似的
      • 而其中 我们这里并不用去学习 qmake 和 .pro 因为Qt Creator把这个过程都封装好了,所以我们并不用过多关注,仅需要点击运行即可 在这里插入图片描述
    • 上面看到的 .h .cpp .pro .ui 都是源代码

      • 如果编译运行 Qt 项目,构建过程中还会生成一些中间文件

      • 打开文件管理器,查看项目对应的目录在这里插入图片描述

      • 其中我们在运行一次 程序后就会生成一个: build-xxxx 在这里插入图片描述

      • 这个目录里面就是项目运行过程中,生成的一些临时文件:

        • 其中就会有makefile文件(qmake + pro生成)、ui_widget.h(内部就是根据xml生成的代码),他们都是自动生成的
        • ui_widget.h本质就是根据xml生成,也就是最终界面的效果展示的具体代码(具体逻辑如下图) 在这里插入图片描述
      • 在Debug中还会有一个 .exe(他本质就是我们生成可执行程序也是生成的界面!)


    本章完。预知后事如何,暂听下回分解。

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