【从零写一个CAD 02】画完第一条线之后：实体容器、Esc 取消，和按了没反应的键盘

🫧 励志不掉头发的内向程序员 ：个人主页
✨️ 个人专栏: 《C++语言》《Linux学习》

🌅偶尔悲伤，偶尔被幸福所完善

👓️博主简介:

文章目录

前言
一、给实体安个家：Document
- [1.1、为什么不该让 Canvas 存](#1.1、为什么不该让 Canvas 存)
- [1.2、Document：一个不碰 Qt 的实体容器](#1.2、Document：一个不碰 Qt 的实体容器)
- [1.3、谁来持有 Document](#1.3、谁来持有 Document)
- [1.4、画完的线进 Document，画布退化成显示器](#1.4、画完的线进 Document，画布退化成显示器)
二、把转换公式写成一对互逆函数
- 2.1、上一篇手写了四遍的那个公式
- 2.2、为什么这一对函数必须住在一起
- [2.3、`static_cast<int>` 换成 `qRound`](#2.3、static_cast<int> 换成 qRound)
三、拆掉定时炸弹：让绘制函数只读
[四、Esc 和右键：把"取消"做成一个动作](#四、Esc 和右键：把"取消"做成一个动作)
[五、真正的坑：写了 keyPressEvent，按 Esc 没反应](#五、真正的坑：写了 keyPressEvent，按 Esc 没反应)
- 5.1、为什么画线一直好使，键盘却不行
- [5.2、三种 focus policy](#5.2、三种 focus policy)
[六、顺手补上：浮点数不能用 `==` 比](#六、顺手补上：浮点数不能用 == 比)
总结

前言

上一篇结束时，MiniCAD 能画一条线：点两下，出现一条蓝线，再点就没反应了。我在结尾列了三个坑，还说下一篇讲状态机。但真动手的时候，发现还有一件更急的事：画完的线没地方放。 Canvas 里只有一个 Line currentLine 成员，它是"正在画的那条线"的临时存储，画完就占住了。这不是"状态机"能解决的问题，是数据该放在哪里的问题。所以这一篇的实际顺序是：先给实体安个家，再把取消操作补上，最后拆掉上一篇留下的那颗定时炸弹。

状态机往后放一放，等有了三种工具、一个 bool 真的撑不住了再换------那时候换，才换得明白。 这一篇要解决四件事：

多条线有地方存 → Document
屏幕 ↔ 图纸的转换公式只写一遍 → 一对互逆函数
绘制函数不再改状态 → updateViewTransform
Esc / 右键能取消，以及为什么你写好了 keyPressEvent 却按什么都没反应

一、给实体安个家：Document

1.1、为什么不该让 Canvas 存

先看第一版的问题代码：

cpp 复制代码

// GUI/canvas.h（第一版）
Line currentLine;
bool hasLine;

我在 paintEvent 里判断 if (hasLine) { 画 currentLine; }------画布自己在存数据。

这在"只能画一条线"的需求下完全能跑，但它有三个代价：

一是没法扩展 。想画第二条，就得再加一个 Line、再加一个 bool------每多一条线就多一组变量，这是最荒谬的写法。

二是没法测试。数据（有哪些线）和视图（画布多大、原点在哪、缩放多少）混在同一个类里，你甚至没法脱离界面验证"平移之后线的坐标算得对不对"。

三是以后没法交差 。等要做保存文件，你得去问画布"你都存了哪些线？"------画布不该知道这个。 画布该知道的是"这个点画在屏幕哪里"，不是"文档里有什么"。

所以第一步：把数据搬出去。

1.2、Document：一个不碰 Qt 的实体容器

cpp 复制代码

// Core/document.h
#ifndef DOCUMENT_H
#define DOCUMENT_H

#include <vector>
#include "line.h"

class Document
{
public:
    Document();

    bool addLine(const Line& nLine);
    bool removeLine(const Line& rLine);

    const std::vector<Line>& getLines() const;

private:
    std::vector<Line> lines;
};

#endif // DOCUMENT_H

注意三件事。

第一，它在 Core/ 里，一个 Qt 头文件都没有。 上一篇立的规矩在这里第一次见效------Document 只认 Line 和 Point。你想验证"零长度的线会不会被拒绝"，写个几行的 main.cpp 就能跑，不用起界面、不用点鼠标。

第二，getLines() 返回的是 const 引用。 这不是为了好看，是为了断掉"外面偷偷往里塞线"的路 。想加线？调用 addLine()。想删线？调用 removeLine()。所有对数据的修改都必须经过 Document 自己------这样以后要在"加线"的时候顺便记一条撤销记录，只需要改一个地方。（这个伏笔在讲撤销重做那一篇会收。）

第三，addLine 返回 bool，因为它会拒绝。

cpp 复制代码

// Core/document.cpp
bool Document::addLine(const Line& nLine)
{
    if(nLine.startPoint == nLine.endPoint) {
        return false;          // 起点终点重合，这条线没有意义
    }
    lines.push_back(nLine);
    return true;
}

有人会问：为什么不在界面上拦？

因为界面不是唯一的入口。 以后会有文件加载、有复制粘贴、有脚本生成图元，它们都要经过 addLine。把校验放在数据层，就是只写一遍，所有入口都受保护 。反过来，如果你在鼠标点击那里加一句 if (起点 != 终点)，那么"从文件里读一条零长度的线"这件事就漏网了------而它可能是别人手改文件改坏的。

1.3、谁来持有 Document

数据搬出去了，得有人拿着它。放在 MainWindow 里：

cpp 复制代码

// GUI/mainwindow.h
class MainWindow : public QMainWindow
{
    // ...
private:
    Ui::MainWindow *ui;
    Document document;          // 值成员
    Canvas *canvas;
};

cpp 复制代码

// GUI/mainwindow.cpp
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
    , canvas(new Canvas(&document, this))
{
    ui->setupUi(this);
    setCentralWidget(canvas);
    setWindowTitle("MiniCAD");
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
    // 注意：这里不再 delete canvas
}

三个细节，都是踩过的。

细节一：document 是值成员，不是指针。 它跟 MainWindow 生命周期完全一致：窗口活着它就在，窗口死了它自动析构。换成 new Document 你就得操心谁 delete、什么时候 delete。不必要的手动内存管理，都是 bug 的温床。

细节二：canvas 反而不手动 delete 了。 构造时传了 this 作 parent，Qt 的父子对象机制会在 MainWindow 析构时自动删掉它。第一版我写的是 delete canvas;，这一版删掉了------同一个对象被两套机制管着，就是"二次释放"的种子 。Qt 里的口诀很简单：给了 parent，就别自己 delete。

细节三：document 必须声明在 canvas 前面。 因为 Canvas 构造要拿 &document，document 得先存在。C++ 的规则是成员按声明顺序初始化，跟初始化列表里写的顺序无关 ------写反了，编译器通常只给一条 -Wreorder 警告，然后你得到一个"看起来赋值了、其实没赋值"的成员。这类问题的典型症状是：某个成员偶尔是随机值，Debug 版跑得好、Release 版崩。

顺带说一句：delete ui; 反过来是必须留的。ui 是手工 new 出来的普通结构（Ui::MainWindow 根本不是 QObject），Qt 完全不认识它。判断标准不是"在不在 Qt 里"，而是"它有没有 parent"------有 parent 的交给 Qt，没有的自己收。

1.4、画完的线进 Document，画布退化成显示器

mouseReleaseEvent 现在这样写：

cpp 复制代码

void Canvas::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event)
{
    if(event->button() == Qt::RightButton) {
        cancelCurrentTool();
        return;
    } else if(event->button() == Qt::LeftButton) {
        QPoint screenPosition = event->pos();
        Point clickedPoint = screenToCAD(screenPosition);
        if(!hasFirstPoint) {
            firstPoint = clickedPoint;
            hasFirstPoint = true;
        } else {
            doc->addLine(Line(firstPoint, clickedPoint));
            firstPoint = clickedPoint;     // ← 起点前移
        }
    } else {
        return;
    }
    update();
}

那一行 firstPoint = clickedPoint; 值得单独说一句：画完之后不把起点清空，而是把终点接上。

这就是 CAD 里最常用的"连续画线"------画完一条，下一段从当前点接着画，想结束就按 Esc 或点右键。如果这里写成 hasFirstPoint = false;，那你画完一条就得重新点两下才能画下一条，画一条折线会点到手酸。

对应的绘制代码变成遍历：

cpp 复制代码

// GUI/canvas.cpp（paintEvent 节选）
painter.setPen(QPen(Qt::blue, 2));
for(const auto& line : doc->getLines()) {
    QPoint startScreen = cadToScreen(line.startPoint);
    QPoint endScreen = cadToScreen(line.endPoint);
    painter.drawLine(startScreen, endScreen);
}

从"画一个成员变量"变成"画一个集合"，加第二十条线不需要改一行代码。这就是把数据搬出去换来的东西。

二、把转换公式写成一对互逆函数

2.1、上一篇手写了四遍的那个公式

上一篇我坦白过：originX + x * scale 这个式子，在 paintEvent 里手写了四遍------画已完成的那条一遍，画虚线预览又一遍，横竖各算两个端点。

这一篇把它收掉，写成一对函数：

cpp 复制代码

// GUI/canvas.h
Point screenToCAD(const QPoint& screen) const {
    return Point((screen.x() - originX) / scale,
                 (originY - screen.y()) / scale);
}

QPoint cadToScreen(const Point& cad) const {
    return QPoint(qRound(originX + cad.x * scale),
                  qRound(originY - cad.y * scale));
}

2.2、为什么这一对函数必须住在一起

因为它们互为逆运算 ：screenToCAD(cadToScreen(p)) 应该等于 p。你拿图纸上的一个点，换算到屏幕，再换算回来，必须还是原来那个点。

这意味着它们必须同时改 。你要是哪天给 X 方向加了个 0.5 的偏移，只改了 cadToScreen，那"点哪画哪"立刻就崩------点下去位置是对的，画出来的线偏了半格。把两个函数上下摆在同一个头文件里，就是让人一眼看见"这俩是一对"。

顺便说它们为什么都写成 const：因为只读 originX / originY / scale，不改任何东西。const 在这里不只是好看，它是一句承诺------承诺"坐标转换不会顺手改你说的那些状态"。（这个承诺在这一篇第三节会变成一条正式的规矩。）

2.3、`static_cast<int>` 换成 `qRound`

cpp 复制代码

// 旧写法
QPoint(static_cast<int>(originX + cad.x * scale), ...)

// 现在
QPoint(qRound(originX + cad.x * scale), ...)

static_cast<int> 是向零截断，跟四舍五入不是一回事：

真实值	`static_cast<int>`	`qRound`
3.7	3	4
-3.7	-3	-4
3.2	3	3
-3.2	-3	-3

看第二行：-3.7 截断成 -3，而四舍五入是 -4。原点左侧的点和原点右侧的点，误差方向是相反的------一个往回收，一个往外放。结果就是跨过原点那一带会有一圈像素级的错位。

单个看是半个像素，谁在乎？但 CAD 是个每一步都在做坐标转换的东西：用户点一下 → 屏幕转图纸 → 存进文档 → 画的时候图纸转屏幕。误差不会自己消失，只会一层层叠上去，最后表现成"我明明点的就是端点，画出来怎么差一点"。

在"能跑"和"对"之间，坐标转换这种基础运算永远选"对"。

三、拆掉定时炸弹：让绘制函数只读

上一篇我指认过一个定时炸弹：

cpp 复制代码

// 第一版 paintEvent 里的头两行
originX = width() / 2.0;
originY = height() / 2.0;

绘制函数在改状态。

放在 paintEvent 里，现在跑起来完全没问题------窗口不变的时候它算出来永远是同一个数，写哪儿都一样。但等加了中键拖动平移，originX / originY 就变成用户拖出来的可变量了，那时候如果还留在这里赋值，等于每画一帧就把用户辛苦拖出来的位置清一次。症状会非常迷惑：鼠标一松、窗口一重绘，图纸就"啪"地弹回去。

这一版把它拎出来，单独成一个函数：

cpp 复制代码

void Canvas::updateViewTransform()
{
    originX = width() / 2.0;
    originY = height() / 2.0;
}

然后只在两个地方调用：构造的时候 、尺寸变化的时候。

cpp 复制代码

Canvas::Canvas(Document *doc, QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    // ...
{
    setMouseTracking(true);
    setMinimumSize(400, 300);
    updateViewTransform();          // ← 这里
    setFocusPolicy(Qt::StrongFocus);
}

void Canvas::resizeEvent(QResizeEvent *event)
{
    QWidget::resizeEvent(event);    // 先交给基类
    updateViewTransform();          // 再更新自己的视图参数
}

paintEvent 里那两行删掉了。现在不管重绘多少次，视图参数一个字节都不会变。

这里有个值得记下来的原则：绘制函数只读状态，不改状态。

它的理由和"重绘次数应该只影响性能、不影响画面"是一体的------如果画面会因为"多画了一次"而变化，那这个软件就是不可信的。反过来说，这也是一个很好的自查手段：如果你遇到"窗口被遮住再露出来，图变了"这种诡异现象，那几乎一定是有赋值藏在了绘制路径里。

顺便预告一个还没收干净的尾：这一版 resizeEvent 的处理仍然很粗暴------窗口一变，原点就回到新窗口的中心。这在"没有平移"的时候无所谓，可一旦用户把图纸拖到角落，再拉一下窗口，图纸就跳回中间了。更合理的做法是"记住窗口中心对应的那个图纸点，尺寸变完让它还落在中心"，那是讲视图变换的那一篇要收的尾。这一版先把"谁改状态"这件事分开，别混在一起改。

四、Esc 和右键：把"取消"做成一个动作

现在画线是连续的：画完一条，起点前移，继续等下一条。那怎么结束？ 总得给用户一个退出的方式。

cpp 复制代码

void Canvas::cancelCurrentTool()
{
    hasFirstPoint = false;
    firstPoint = Point(0.0, 0.0);
    update();                  // 状态变了要重绘：虚线预览该消失了
}

然后两个入口都指向它：

cpp 复制代码

// 鼠标右键松开
if(event->button() == Qt::RightButton) {
    cancelCurrentTool();
    return;
}

// 键盘
void Canvas::keyPressEvent(QKeyEvent *event)
{
    if (event->key() == Qt::Key_Escape) {
        cancelCurrentTool();
        return;                      // 处理完就返回
    }
    QWidget::keyPressEvent(event);   // 没处理的交回基类
}

三个细节。

细节一：右键和 Esc 走同一个函数。 两者对用户来说是同一个意思------"我不画了"。既然是一个意思，就不该有两份"清状态"的代码：两份代码意味着以后加一个状态（比如"正在输入半径"），你会漏改其中一个，然后出现"按 Esc 好使、右键不好使"这种报告。

细节二：右键在 CAD 里就是取消。 AutoCAD、LibreCAD 这些软件几十年养出来的肌肉记忆：左键确定，右键取消/结束。这属于免费的用户体验------你不用写一句提示，用惯 CAD 的人自己就会去点右键。同类还有：空格和回车在 CAD 里常常等于"确认"。

细节三：return 不是可选的。 处理了 Esc 就 return，别继续往下走；没处理的事件交给 QWidget::keyPressEvent(event)，让基类有机会响应。"要么处理，要么完全不碰"------写 Qt 事件处理函数时守住这条，能省掉很多"某个键莫名其妙不灵了"的排查时间。

五、真正的坑：写了 keyPressEvent，按 Esc 没反应

这一节是这篇最值钱的部分。

上面那几行写完，编译过了，运行，按 Esc------一点反应都没有。

原因不在 keyPressEvent 里，在构造函数少了一行：

cpp 复制代码

setFocusPolicy(Qt::StrongFocus);      // ← 少了这行，键盘事件根本送不到这个控件

Qt 的键盘事件只发给"有焦点"的控件。

这是 Qt 事件分发机制决定的：你在键盘上敲一下，操作系统只告诉窗口"有人按了 Esc"，窗口自己得决定"这封信该给谁" ------给那个当前持有焦点的控件。没有焦点的控件，keyPressEvent 写得多漂亮都不会被调用。

而 QWidget 默认的 focus policy 是 Qt::NoFocus，也就是**"我不参与焦点竞争"**。所以画布收不到任何按键，keyPressEvent 形同虚设。

5.1、为什么画线一直好使，键盘却不行

因为鼠标事件和键盘事件的分发规则不一样：

鼠标事件按位置分发：点在哪个控件上，就给哪个控件，跟焦点没关系
键盘事件按焦点分发：键盘只有"按键"，没有位置，只能送给持有焦点的那个控件

所以第一版画线一直好用------鼠标点画布，画布就收到事件。而这个坑特别爱在"第一次写键盘交互"的时候冒出来 ，症状还很迷惑：代码明明写对了，就是没反应，你会把 event->key() == Qt::Key_Escape 的拼写反复检查五遍。

5.2、三种 focus policy

值	含义	什么时候用
`Qt::NoFocus`	不接受焦点（`QWidget` 的默认值）	纯展示的标签、分隔线
`Qt::ClickFocus`	只有点击时才拿到焦点	"点一下才能用键盘"的次要控件
`Qt::StrongFocus`	点击、Tab 都能拿到焦点	画布、输入框这类靠键盘操作的核心控件

我给画布选的是 StrongFocus：点一下能拿到焦点，Tab 到它也能拿到。

这里有个可以自查的办法：运行时按几次 Tab，看焦点框在各个控件之间跳的时候会不会跳过你的画布。会跳过，就是没设置。

更直接的办法是在 keyPressEvent 第一行临时加一句 qDebug() << "key:" << event->key();------打不出来，就说明事件根本没送到，不用再往下查判断逻辑了。

"先确认事件到了没有，再查处理逻辑"，这个习惯能省掉大量时间。它适用于所有 GUI 框架里"我明明写对了却没反应"的场景。

六、顺手补上：浮点数不能用 `==` 比

addLine 里有一句 nLine.startPoint == nLine.endPoint，removeLine 里也要靠 == 找同一条线。所以这一步得先把 Point 的比较写对。

cpp 复制代码

// Core/point.h
constexpr double kPointEpsilon = 1e-9;

// Core/point.cpp
double Point::distanceTo(const Point& other) const
{
    double lenX = x - other.x;
    double lenY = y - other.y;
    return std::sqrt(lenX * lenX + lenY * lenY);
}

bool Point::operator==(const Point& other) const
{
    return distanceTo(other) < kPointEpsilon;      // 带容差的相等
}

为什么不能直接写 a.x == b.x && a.y == b.y？

因为 double 是二进制近似表示的，0.1 存进去就不是精确的 0.1。两条线在数学上共用同一个端点，只要它们中间经过一次"屏幕坐标 → 图纸坐标"的来回换算，尾数就可能差那么一点点。用 == 比，结论是"不相等"，于是 removeLine 会告诉你"没找到这条线"------看起来像逻辑写错了，实际是浮点误差。

用距离小于一个极小值 判相等，是这个问题的标准解法。这也是 CAD 里所有几何判断的通用套路：只要涉及 double，就要问一句"容差是多少"。

顺带把 Line 的比较也写上：

cpp 复制代码

bool Line::operator==(const Line& other) const
{
    return (startPoint == other.startPoint && endPoint == other.endPoint) ||
           (startPoint == other.endPoint   && endPoint == other.startPoint);
}

后面那个条件是我特意加的：线段没有方向。 从 A 到 B 的线和从 B 到 A 的线是同一条线，removeLine 不该因为它们方向相反就找不到。

（distanceTo 这个函数以后还要反复用：点到线段的距离、包围盒、命中测试都会拿它当基础。这就是"Core 不碰 Qt"的第二笔回报------它搬到哪都能跑，也能脱离界面单独写测试。）

项目主页（后续更新都在这里）：

https://gitee.com/studyingart/mini-cad

总结

现在跑起来是什么样：

点两下画一条线，画完接着画下一条，想结束按 Esc 或点右键
起点之后仍然有灰色虚线预览
左上角显示鼠标的图纸坐标

"只能画一条线"这个坑填掉了，"绘制函数改状态"这颗炸弹也拆掉了。 还剩两个：

一是视图参数还是散的。 originX / originY / scale 三个变量直接摊在 Canvas 里，resizeEvent 又粗暴地把原点拉回窗口中心。这一坨东西该有自己的名字，也该有自己的职责------下一篇就把它抽成 View。

二是交互状态还是一个 bool 撑天下。 现在只有一个工具，hasFirstPoint 够用；等画圆、画矩形、选择工具进来，"是否点过第一个点"这种描述就彻底不够用了------那时候我们把 bool 换成状态枚举。

所以下一篇：把视图参数打包成 View，为中键平移和滚轮缩放做准备。 到那时候你才会真正体会到这一篇做的两件事为什么值得------因为"平移"的本质就是"改视图参数"，而它能不能改得干净，取决于今天有没有把口子留出来：转换函数收在一对，绘制路径只读，状态只在一处改。

🎇坚持到这里已经很厉害啦，辛苦啦🎇 ʕ • ᴥ • ʔ づ♡ど

【从零写一个CAD 02】画完第一条线之后：实体容器、Esc 取消，和按了没反应的键盘

文章目录

前言

一、给实体安个家：Document

1.1、为什么不该让 Canvas 存

1.2、Document：一个不碰 Qt 的实体容器

1.3、谁来持有 Document

1.4、画完的线进 Document，画布退化成显示器

二、把转换公式写成一对互逆函数

2.1、上一篇手写了四遍的那个公式

2.2、为什么这一对函数必须住在一起

2.3、static_cast<int> 换成 qRound

三、拆掉定时炸弹：让绘制函数只读

四、Esc 和右键：把"取消"做成一个动作

五、真正的坑：写了 keyPressEvent，按 Esc 没反应

5.1、为什么画线一直好使，键盘却不行

5.2、三种 focus policy

六、顺手补上：浮点数不能用 == 比

总结

2.3、`static_cast<int>` 换成 `qRound`

六、顺手补上：浮点数不能用 `==` 比