【GUI开发基础】

葛狂的博客2024-05-21 22:50

GUI开发基础

🌟项目文件组成

创建一个QtGUI项目：

  • open QtCreator ---> select Creator Project ---> select Application(Qt)/Qt Widgets Application ---> fix Project Name and Project Path---> select Build System : qmake ---> fix Qt UI Class Name and Base Class Name ---> skip translation ---> select Build Version ---> Completed

完成一个GUI项目的创建，我可以在项目所在文件夹看到一个GUI项目的文件组成。

  • .pro文件：存储Qt项目设置的文件。
  • .pro.user文件：用于记录打开工程的路径，所用的编译器、构建的工具链、生成目录、打开工程的qt-creator的版本等。 当更换编译环境时，要将其删除。
  • main.cpp文件：存放程序入口函数文件，里面通常只包含一个main函数。
  • mainwindow.cpp与mainwindow.h文件：是我刚刚创建的窗体类的源文件和头文件。
  • mainwindow.ui文件：一个XML格式存储的窗体上的元件及其布局的文件。

✨浅析Pro文件配置

cpp 复制代码 
//QT 字段后关联的是当前开发应用引入的QT模块，core gui是Qt用于GUI设计的类库模块，如果开发控制台程序就不用添加core gui
//pro文件中注释 使用'#'
QT       += core gui
# sql					Qt提供的数据库模块
# network				Qt提供的网络模块
# xml					Qt提供的xml文件处理模块
# concurrent			Qt提供的一些高级工具，用于并发编程，特别是线程和进程管理。
# axcontainer			Qt提供的用于在应用程序中嵌入和管理ActiveX控件的模块。
# webenginewidgets		Qt提供的用于在应用程序中嵌入和显示Web内容的模块。
# multimedia			Qt提供的用于处理多媒体数据，包括音频、视频、图像等
# multimediawidgets		Qt提供的用于创建和处理多媒体小部件（widgets）的库

//如果高于Qt版本，QT引入widgets模块
greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets

//CONFIG 指定项目配置和编译器选项。这些值在内部通过Qmake识别，具有特殊的含义。
CONFIG += c++17
# c++11					支持C++11语法。
# c++17					支持C++17语法。
# release				当前项目已发布模式构建。
# debug					当前项目已调试模式构建。ps：如果指定了有多个构建模式，以最后一个为生效版本。
# debug_and_release		当前项目构建debug和release两种模式。ps：一般可以去除这个选项，不然生成的路径下会创建debug和release两个不同的文件夹
# debug_and_release_target 默认设置此选项。如果还设置了debug_and_release，则调试和发布构建最终会在单独的调试和发布目录中。
# build_all 			当前项目的debug和release版本都会被构建

//定义项目名称 

TARGET = GUIDemo

//输出目录 $$PWD 表示PRO文件的位置   ./ 表示exe文件的位置
DESTDIR = $$PWD/../bin

//库文件目录 用于引入库文件路径
INCLUDEPATH += \

//依赖文件目录 
DEPENDPATH += \

//SOURCES 引入当前项目需要构建的源文件
SOURCES += \
    main.cpp \
    mainwindow.cpp


//HEADERS  引入当前项目需要构建的头文件
HEADERS += \
    mainwindow.h

//FORMS 引入当前项目需要构建的UI文件
FORMS += \
    mainwindow.ui

🌟Qt设计师

  • 📗Qt设计师是一个用于设计和使用图形用户界面(GUI)的工具，它基于Qt部件(Widgets)进行工作。

  • 📕通过Qt设计师，用户可以以所见即所得的方式构建和定制自己的窗口(Windows)或对话框(Dialogs)，并提供了不同的方法来测试它们。

  • 📘Qt设计师的核心优势在于其强大的信号-槽机制，能够无缝地将由Qt设计师创建的部件或窗体与手工编写的代码整合在一起，从而轻松地为图形元素定义行为。

  • 📙此外，Qt设计师设置的所有属性均可以在代码中动态地修改，增加了其灵活性和可扩展性。

  • 📓QtCreator这个IDE中已经集成了Qt设计师在其中，用户可以通过(快捷键Shift+F4)编辑窗口类的.ui文件来进入UI设计师界面。此外，QtCreator提供了独立的Qt设计师应用，方便用户在Visual Studio上通过Qt设计师来开发Qt图形界面。

下图是Qt设计师界面：

  • 布局和界面设计工具栏：窗口上方的一个工具栏，工具栏的按钮主要实现布局和界面设计。
  • 对象浏览器(Object Inspector)：窗口右上方的是Object Inspector，用树状视图显示窗体上各组件之间的布局包含关系，视图有两列，显示每个组件的对象名称和类名称。
  • 属性编辑器(Property Editor)：窗口右下方是属性编辑器，是界面设计时最常用到的编辑器。属性编辑器显示某个选中的组件或窗体的各种属性及其取值，可以在属性编辑器里修改这些属性的值。(PS：1.属性编辑器是按照组件的继承关系来展示属性值配置的。2.组件的属性值还可以在程序运行时来动态配置，通过代码来进行UI设计。)

🌟剖析UI文件运行机制

项目中的窗口类是如何与UI文件绑定的？

📖mainwindow.h解析：

cpp 复制代码 
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>

//这里通过Qt的宏定义了Ui命名控件，你会发现Ui的类名竟然和窗口类的名称相同，这里的类名并不是当前类的名称
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private:
//这里定义了一个指针，指向可视化设计的界面，在当前类中访问绑定的UI类的组件，都需要通过这个指针ui来访问。
    Ui::MainWindow *ui;
};
#endif // MAINWINDOW_H

📖mainwindow.cpp解析：

cpp 复制代码 
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"//这个文件在我们创建项目时并没存在，它是在qmake编译项目时才会生成。

//执行父类QMainWindow的构造函数，创建Ui:MainWindow类的对象ui。这ui就是MainWindow中private部分定义的指针变量ui。
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
//执行了Ui:MainWindow类的setupUi()函数，这个函数实现窗口的生成与各种属性的设置、信号与槽的关联。
    ui->setupUi(this);
}

MainWindow::~MainWindow()
{
//简单地删除用new创建的指针ui。
    delete ui;
}

📖mainwindow.ui解析：

cpp 复制代码 
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ui version="4.0">
 <class>MainWindow</class>
 <widget class="QMainWindow" name="MainWindow">
  <property name="geometry">
   <rect>
    <x>0</x>
    <y>0</y>
    <width>800</width>
    <height>600</height>
   </rect>
  </property>
  <property name="windowTitle">
   <string>MainWindow</string>
  </property>
  <widget class="QWidget" name="centralwidget"/>
  <widget class="QMenuBar" name="menubar"/>
  <widget class="QStatusBar" name="statusbar"/>
 </widget>
 <resources/>
 <connections/>
</ui>
//定义了窗口类中所有组件的属性、布局信息。

📖ui_mainwindow.h解析：

cpp 复制代码 
/********************************************************************************
** Form generated from reading UI file 'mainwindow.ui'
**
** Created by: Qt User Interface Compiler version 5.14.2
**
** WARNING! All changes made in this file will be lost when recompiling UI file!
********************************************************************************/

#ifndef UI_MAINWINDOW_H
#define UI_MAINWINDOW_H

#include <QtCore/QVariant>
#include <QtWidgets/QApplication>
#include <QtWidgets/QMainWindow>
#include <QtWidgets/QMenuBar>
#include <QtWidgets/QStatusBar>
#include <QtWidgets/QWidget>

QT_BEGIN_NAMESPACE

class Ui_MainWindow
{
public:
    QWidget *centralwidget;
    QMenuBar *menubar;
    QStatusBar *statusbar;

    void setupUi(QMainWindow *MainWindow)
    {
        if (MainWindow->objectName().isEmpty())
            MainWindow->setObjectName(QString::fromUtf8("MainWindow"));
        MainWindow->resize(800, 600);
        centralwidget = new QWidget(MainWindow);
        centralwidget->setObjectName(QString::fromUtf8("centralwidget"));
        MainWindow->setCentralWidget(centralwidget);
        menubar = new QMenuBar(MainWindow);
        menubar->setObjectName(QString::fromUtf8("menubar"));
        MainWindow->setMenuBar(menubar);
        statusbar = new QStatusBar(MainWindow);
        statusbar->setObjectName(QString::fromUtf8("statusbar"));
        MainWindow->setStatusBar(statusbar);

        retranslateUi(MainWindow);

        QMetaObject::connectSlotsByName(MainWindow);
    } // setupUi

    void retranslateUi(QMainWindow *MainWindow)
    {
        MainWindow->setWindowTitle(QCoreApplication::translate("MainWindow", "MainWindow", nullptr));
    } // retranslateUi

};

namespace Ui {
    class MainWindow: public Ui_MainWindow {};
} // namespace Ui

QT_END_NAMESPACE

#endif // UI_MAINWINDOW_H

通过查看ui_mainwindow.h文件的内容，发现它主要做了下面一些工作：

  1. 定义了一个Ui_MainWindow类，用于封装可视化设计的界面。
  2. 自动生成了界面各组件的类成员变量定义。在public部分为界面上每个组件定义了一个指针变量，变量的名称就是用户自定义的ObjectName。
  3. 定义了setupUi()函数，这个函数用于创建各个界面组件，并设置其位置、大小、文字内容、字体等属性，设置信号与槽的关联。

接下来，setupUi() 调用了函数 retranslateUi(MainWindow)，用来设置界面各组件的文本内容属性，如标签的文字、按键的文字、窗体的标题等 。将界面上的文字设置的内容独立出来作一个函数retranslateUi ()，在设计多语言界面才会用到这个函数。(PS:在使用Qt提供的语言家设计多语言版本时，可以为界面中所有控件的文本重新命名。)

🌟UI设计方式

在Qt Creator中，UI设计主要分为两种方式：可视化UI设计和代码化UI设计。这两种方法各有优点，适用于不同的开发需求和场景。

✨可视化UI设计

📘可视化UI设计是通过Qt Creator内置的图形化设计工具（Qt Designer）来创建用户界面的方式 。开发者可以直接拖放控件到窗体上，调整属性和布局，而无需编写代码。
这种方法通常涉及以下步骤：

  1. 拖放控件：从工具箱中拖放各种UI控件（如按钮、标签、文本框等）到设计窗口。
  2. 设置属性：通过属性编辑器调整控件的属性，如大小、位置、文本、颜色等。
  3. 布局管理：使用布局管理器（如水平布局、垂直布局、网格布局等）组织控件，以确保界面在不同窗口大小下的自适应。
  4. 信号与槽：在设计器中连接控件的信号与槽，实现控件之间的交互。

👍优点：

  1. 直观性强：通过图形化界面，设计过程更加直观和可视化。
  2. 效率高：无需编写大量的UI代码，设计速度快。
  3. 易于调整：可以直接在设计器中调整和查看UI效果。

👎缺点：

  1. 灵活性有限：对于一些复杂的界面和动态生成的控件，可能不如代码化设计灵活。
  2. 学习成本：需要熟悉Qt Designer的使用。

✨代码化UI设计

📘代码化UI设计是通过编写代码来创建和管理用户界面的方式 。开发者使用Qt的C++或Python（通过PyQt或PySide）来手动定义控件、布局和交互逻辑。
这种方法通常涉及以下步骤：

  1. 定义控件：在代码中创建UI控件对象（如QPushButton、QLabel等）。
  2. 设置属性：通过代码设置控件的属性，如文本、大小、位置等。
  3. 布局管理：使用布局管理器对象（如QHBoxLayout、QVBoxLayout等）组织控件。
  4. 信号与槽：通过代码连接控件的信号与槽，实现交互逻辑。

👍优点：

  1. 灵活性强：可以实现高度自定义和复杂的UI设计，适合动态生成控件的场景。
  2. 可维护性：对于习惯代码化管理的开发者，更容易进行版本控制和代码管理。
  3. 更强的控制：开发者可以对控件的创建和管理进行精细控制。

👎缺点：

  1. 开发速度慢：需要编写大量的代码，初期开发速度较慢。
  2. 复杂性高：对于大型界面和复杂布局，代码化设计可能更加繁琐。

综合考虑
在实际开发中，很多开发者会综合使用这两种方法 。例如，可以通过可视化UI设计快速创建初始界面，然后在代码中进行进一步的自定义和逻辑处理。这样既能提高开发效率，又能保证灵活性和可维护性。对于简单和标准化的界面设计，可视化UI设计更为合适；而对于需要高度定制和动态生成的界面，代码化UI设计则更为适用。

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