Qt quick能够生成非常绚丽界面,但有其局限性的,对于一些业务逻辑和复杂算法,比如低阶的网络编程如 QTcpSocket ,多线程,又如 XML 文档处理类库 QXmlStreamReader / QXmlStreamWriter 等等,在 QML 中要么不可用,要么用起来不方便,所以就有了quick和C++混合编程的需求。
原理和方法
简单来说,混合编程就是通过Qml高效便捷的构建UI界面,而使用C ++来实现业务逻辑和复杂算法。Qt集成了QML引擎和Qt元对象系统,使得QML很容易从C ++中得到扩展,在一定的条件下,QML就可以访问QObject派生类的成员,例如信号、槽函数、枚举类型、属性、成员函数等。
要想在Qml中访问C ++对象,必然要找到一种方法在两者之间建立联系,而Qt中提供了两种在 QML 环境中使用C ++对象的方式:
- 在C ++中实现一个类,注册到Qml环境中,Qml环境中使用该类型创建对象
- 在C ++中构造一个对象,将这个对象设置为Qml的上下文属性,在Qml环境中直接使用该属性
两种方式之间的区别是第一种可以使C ++类在QML中作为一个数据类型,例如函数参数类型或属性类型,也可以使用其枚举类型、单例等,功能更强大。
QML可以访问的C++ 类
先来看第一种方式,C++类要想被QML访问,首先必须满足两个条件:一是派生自QObject类或QObject类的子类,二是使用Q_OBJECT宏。QObject类是所有Qt对象的基类,作为Qt对象模型的核心,提供了信号与槽机制等很多重要特性。Q_OBJECT宏必须在private区(C++默认为private)声明,用来声明信号与槽,使用Qt元对象系统提供的内容,位置一般在语句块首行。我们还是新建一个Qt quick工程,然后我们一点一点的来看如何实现可以被QML访问的C++类。首先肯定是需要构建一个类:
信号和槽
只要是信号和槽,都可以在 QML 中访问,可以把 C++ 对象的信号连接到 QML 中定义的方法上,也可以把 QML 对象的信号连接到 C++ 对象的槽上,还可以直接调用 C++ 对象的槽或信号......所以,这是最简单好用的一种途径。
在mixing.h文件中定义一个信号和一个槽函数
#ifndef MIXING_H
#define MIXING_H
#include <QObject>
#include <QColor>
class Mixing : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
explicit Mixing(QObject *parent = nullptr);
signals:
void colorChanged(const QColor & color);
public slots:
void start();
};
#endif // MIXING_H
Mixing类中的信号colorChanged()和槽函数start都可以被Qml访问,但是注意槽必须被声明为public或protected,而且信号在 C++ 中使用时要用到emit关键字,但是在Qml中就是个普通的函数。我们想要实现的效果是点击鼠标,改变窗体颜色,看一下信号和槽是如何在Qml和 C++中传递的。
在mixing.cpp中声明槽函数
#include "mixing.h"
#include <QDebug>
Mixing::Mixing(QObject *parent) : QObject(parent)
{
}
void Mixing::start()
{
qDebug() << "start";
emit colorChanged(Qt::blue);
}
这里传递了一个颜色到Qml中,当然,现在我们肯定还无法在qml文件中使用Mixing类,那么如何将Mixing类注册为Qml类型呢?其实有很多办法,我们这里就举一个最常规的注册类型qmlRegisterType。它比较常见的原型:
template<typename T>
int qmlRegisterType(const char *uri, int versionMajor, int versionMinor, const char *qmlName)
模板参数typename ,就是你要实现的 C++ 类的类名。它的第一个参数uri ,让你指定一个唯一的包名,类似Java 中的那种,一是用来避免名字冲突,二是可以把多个相关类聚合到一个包中方便引用。比如我们常写这个语句 "import QtQuick.Controls 2.3" ,其中的 "QtQuick.Controls" 就是包名 uri ,而2.3则是版本,是versionMajor和versionMinor的组合。 qmlName则是 QML中可以使用的类名。
我们通过qmlRegisterType将Mixing注册为qml类型,修改main.cpp文件
#include <QGuiApplication>
#include <QQmlApplicationEngine>
#include <QtQml>
#include "mixing.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication::setAttribute(Qt::AA_EnableHighDpiScaling);
QGuiApplication app(argc, argv);
qmlRegisterType<Mixing>("an.qt.Mixing", 1, 0, "Mixing");
QQmlApplicationEngine engine;
engine.load(QUrl(QStringLiteral("qrc:/main.qml")));
if (engine.rootObjects().isEmpty())
return -1;
return app.exec();
}
我们把Mixing类注册成为Qml类型Mixing,主版本是1,次版本是0,包名是an.qt.Mixing。注意:注册动作一定要放在 QML 上下文创建之前,否则的话,注册是没有用的。
接下来我们就可以在qml文件中导入Mixing类,并且使用它了。
import QtQuick 2.9
import QtQuick.Window 2.2
import an.qt.Mixing 1.0
Window {
id:root
visible: true
width: 640
height: 480
title: qsTr("mixing")
MouseArea{
anchors.fill: parent
onClicked: {
mixing.start()
}
}
Mixing{
id: mixing
onColorChanged: {
root.color = color
}
}
}
Mixing这时就像Qml中一个普通的类型一样使用了,点击鼠标,调用Mixing中的start函数,输出"start",改变窗体的颜色为蓝色。
枚举类型
如果想要在注册的类中使用枚举类型,可以使用Q_ENUMS 宏将该枚举注册到元对象系统中。修改mixing.h文件
class Mixing : public QObject
{
Q_OBJECT
Q_ENUMS(BALL_COLOR)
public:
explicit Mixing(QObject *parent = nullptr);
enum BALL_COLOR{
BALL_COLOR_YELLOW,
BALL_COLOR_BLUE,
BALL_COLOR_GREEN,
};
signals:
void colorChanged(const QColor & color);
public slots:
void start(BALL_COLOR ballColor);
};
我们注册了枚举类型之后,在Qml中就可以用 {CLASS_NAME}.{ENUM_VALUE} 的形式来访问了。看一下qml文件中的内容。主要修改的是MouseArea部分。
MouseArea{
anchors.fill: parent
acceptedButtons:Qt.LeftButton | Qt.RightButton;
onClicked: {
if(mouse.button === Qt.LeftButton)
{
mixing.start(Mixing.BALL_COLOR_BLUE)
}else if(mouse.button === Qt.RightButton){
mixing.start(Mixing.BALL_COLOR_GREEN)
}
}
onDoubleClicked: {
mixing.start(Mixing.BALL_COLOR_YELLOW)
}
}
从上面的代码可以看出,调用枚举类型的方法形如Mixing.BALL_COLOR_BLUE,注意前面是类名哦,不是设置的id。我们这次要实现的效果是点击鼠标左键,窗口颜色变蓝;点击鼠标右键,窗口颜色变绿;双击鼠标,窗口颜色变黄。
然后将逻辑处理部分写到mixing.cpp文件。
void Mixing::start(BALL_COLOR ballColor)
{
QColor color;
qDebug() << "start";
switch (ballColor) {
case BALL_COLOR_BLUE:
color = Qt::blue;
break;
case BALL_COLOR_GREEN:
color = Qt::green;
break;
case BALL_COLOR_YELLOW:
color = Qt::yellow;
break;
}
emit colorChanged(color);
}
用了一个switch选择器来实现颜色的切换。效果如下:
C++ 类的属性和成员函数
在定义一个类的成员函数时使用Q_INVOKABLE宏来修饰,但是注意的是在QML中访问的前提是public或protected成员函数,而且这个宏必须放在返回函数前面。
而定义属性则需要使用Q_PROPERTY 宏,通过它定义的属性,可以在 QML 中访问、修改,也可以在属性变化时发射特定的信号。要想使用 Q_PROPERTY 宏,定义的类必须是QObject的后裔,必须在类首使用Q_OBJECT宏。
Q_PROPERTY宏的原型:
Q_PROPERTY(type name
(READ getFunction [WRITE setFunction] |
MEMBER memberName [(READ getFunction | WRITE setFunction)])
[RESET resetFunction]
[NOTIFY notifySignal]
[REVISION int]
[DESIGNABLE bool]
[SCRIPTABLE bool]
[STORED bool]
[USER bool]
[CONSTANT]
[FINAL])
属性的type、name是必需的,其它是可选项,最常用的有READ、WRITE、NOTIFY。属性的type可以是QVariant支持的任何类型,也可以是自定义类型,包括自定义类、列表类型、组属性等。另外,属性的READ、WRITE、RESET是可以被继承的,也可以是虚函数,这些特性并不常用。
- READ:读取属性值,如果没有设置MEMBER的话,它是必需的。一般情况下,函数是个const函数,返回值类型必须是属性本身的类型或这个类型的const引用,没有参数。
- WRITE:设置属性值,可选项。函数必须返回void,有且仅有一个参数,参数类型必须是属性本身的类型或这个类型的指针或引用。
- NOTIFY:与属性关联的可选信号。这个信号必须在类中声明过,当属性值改变时,就可触发这个信号,可以没有参数,有参数的话只能是一个类型同属性本身类型的参数,用来记录属性改变后的值。
我们从代码中看一下如何定义,修改mixing.h文件
class Mixing : public QObject
{
Q_OBJECT
Q_ENUMS(BALL_COLOR)
Q_PROPERTY(unsigned int number READ Number WRITE setNumber NOTIFY Numberchanged)
public:
explicit Mixing(QObject *parent = nullptr);
enum BALL_COLOR{
BALL_COLOR_YELLOW,
BALL_COLOR_BLUE,
BALL_COLOR_GREEN,
};
unsigned int Number() const;
void setNumber(const unsigned int &Number);
Q_INVOKABLE void stop();
signals:
void colorChanged(const QColor & color);
void Numberchanged();
public slots:
void start(BALL_COLOR ballColor);
private:
unsigned int m_Number;
}
可以看到我们通过Q_INVOKABLE修饰了stop函数。通过Q_PROPERTY修饰了名为number的属性,number通过Number函数读得数据,通过setNumber函数写入数据,触发信号是Numberchanged函数。在cpp文件中写这几个函数的内容。
unsigned int Mixing::Number() const
{
return m_Number;
}
void Mixing::setNumber(const unsigned int &number)
{
if(number != m_Number)
{
m_Number = number;
emit Numberchanged();
}
}
void Mixing::stop()
{
qDebug() << "颜色改变啦!!!";
}
接下来我们就可以在Qml中调用函数和属性了,打开界面什么都不做时,会输出number的初始值,因为没有为其初始化,所以大家返回的数据可能不一定为0。双击时,会设置number的值,这里我们设置的是10,主要就是通过setNumber来写数的。当number的值改变,会触发Numberchanged信号,发射出去。所以还需要在Qml中写一个信号处理函数,也是输出number的值,不过现在输出的就是改变之后的number了。
MouseArea{
anchors.fill: parent
acceptedButtons:Qt.LeftButton | Qt.RightButton;
onClicked: {
if(mouse.button === Qt.LeftButton)
{
mixing.start(Mixing.BALL_COLOR_BLUE)
}else if(mouse.button === Qt.RightButton){
mixing.start(Mixing.BALL_COLOR_GREEN)
}
}
onDoubleClicked: {
mixing.start(Mixing.BALL_COLOR_YELLOW)
mixing.number = 10;
}
}
Mixing{
id: mixing
onColorChanged: {
root.color = color
mixing.stop(color)
}
Component.onCompleted:
{
console.log("default ball number is", number)
}
onNumberChanged:
{
console.log("new ball number is", number)
}
}