为什么工业软件开发一般用的都是QT?

本文探讨了工业软件开发中C/C++的广泛应用,强调其在处理高性能需求和底层交互协议时的优势。提到CAD、MATLAB、EDA等专业软件通常使用C/C++开发,而QT作为GUI库可能在小型项目中使用,但随着规模扩大,企业倾向于自研UI。工业软件重视专业性、复杂性和实时性,C/C++因此成为首选。
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这个说法不大准确吧,CAD、MATLAB、EDA、PRO-E、Proteus、POWERPCB是用的QT么?SAP、EBS(ORACLE)、LabView是用的QT么?西门子的工业控制类的软件(比如SIMATIC SCADA)用的QT么?这些都是工业软件里占有一席之地,事实上绝大多数的工业研发设计类几乎都是用的C/C++开发的吧,研发能力强一点的应该不大会选择QT吧,而那些选用QT的一般研发能力与规模都不大吧,小打小闹而已,不过数量可能不少,但一旦他们发展到一定规模,开发能力提升到一定程度后大都会自研UI来代替QT吧,毕竟也只是用QT来做做界面而已。

 工业软件是对工业研发设计、生产制造、经营管理、服务等全生命周期环节规律的模型化、代码化、工具化,是工业知识、技术积累和经验体系的载体,是实现工业数字化、网络化、智能化的核心。简而言之,工业软件是算法的代码化,算法是对现实问题解决方案的抽象描述,仿真工具的核心是一套算法,排产计划的核心是一套算法,企业资源计划也是一套算法。像CAD、EDA什么的是工业软件(设计研发类),又如3UCS ERP、MES、智联装配等应用以及3UCS工业互联网平台xWorks内定制的工业APPs也都属于工业软件。

工业互联网依靠工业APPs(工业软件)做支撑
工业软件最大的特征就是专业性强、复杂度高,需要相当深的专业知识、经验、科研基础,并且工业软件中的研发设计类软件涉及太多的二维/三维图像处理模拟方正对运算性能要求高,而ERP、MES、PLM、工业APPs等生产管理、企业数字化方面的工业软件大多不是简单的软件开发,而是要跟硬件打交道,跟设备交互,涉及品类繁多的工业协议,还有相当严格的实时性要求,同时涉及复杂的工厂业务逻辑,C/C++是提供这些高性能要求以及底层复杂交互协议处理的最好方式,C/C++是仅次于汇编语言的最底层程序开发语言,用C/C++开发工业软件最适合的了。
事实上,像CAD、MATLAB、EDA之类的软件肯定是C/C++开发,大多数的头部、优秀的ERP、MES、PLM、工业APPs等生产管理、企业数字化方面的工业软件也是C/C++开发的,3UCS的ERP、MES、工业APPs都是基于其xPlus构建,而xPlus内核就是C++内核,服务器端、PC客户端、手机客户端的内核全是C++开发的(Windows用DUI做UI,Android用Java做UI,IOS用Objective C做UI等),这样不仅提供了高性能,同时跨平台代码共用,确保跨平台的内核逻辑一致性,还节省了跨平台代码的编写时间与费用;这也是其所有应用跨平台共用一套BizXML代码的基础和保证。

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Stable Diffusion 3.5 (SD 3.5) 是由 Stability AI 推出的新一代文本到图像生成模型,相比 3.0 版本,它提升了图像质量、运行速度和硬件效率

在使用 Qt 和 C++11 开发工业软件时,开发者需要综合掌握 C++11 的现代特性以及 Qt 框架提供的丰富功能,以满足工业应用对性能、稳定性、可维护性和跨平台兼容性的高要求。 ### C++11 特性在工业开发中的应用 C++11 引入了多项语言和标准库的改进,这些特性在工业软件中尤为重要。例如: - **智能指针(`std::shared_ptr` 和 `std::unique_ptr`)** 提供了更安全的内存管理机制,有助于避免内存泄漏和资源管理问题,这在长期运行的工业系统中尤为重要。 - **移动语义(Move Semantics)** 提升了资源密集型对象的性能,例如在处理大量数据或图像时,可以显著减少不必要的拷贝操作。 - **多线程支持(`std::thread`, `std::mutex`, `std::condition_variable`)** 为工业应用中常见的并发处理提供了标准化的跨平台线程库,便于实现高性能的并行任务[^5]。 - **Lambda 表达式** 简化了回调函数和算法的编写,特别是在 Qt 的信号与槽机制中,可以更灵活地连接 UI 与逻辑处理。 ### Qt 框架在工业软件中的应用 Qt 提供了完整的 C++ 开发环境,支持图形界面、网络通信、数据库访问、多线程等功能,非常适合构建复杂的工业应用系统: - **信号与槽机制** 是 Qt 的核心特性之一,用于实现对象间的通信,尤其适用于工业控制界面中事件驱动的交互逻辑。 - **模型-视图架构** 提供了数据与界面的分离机制,适用于工业软件中大量数据展示和交互的需求,如监控仪表盘、数据采集界面等。 - **QWidget 与 QML 混合编程** 可用于构建高度定制的用户界面,QML 更适合动画和动态 UI,而 QWidget 则更适合传统的桌面工业控制界面[^2]。 - **跨平台支持** 使得开发者可以一次开发,部署到 Windows、Linux、嵌入式系统(如基于 Qt 的嵌入式 Linux 应用)等多个平台,适应工业现场的多样化环境[^1]。 ### 工业软件开发实践建议 在实际开发过程中,建议遵循以下实践: - **使用 CMake 构建系统**,以支持多平台编译和模块化管理项目结构,便于团队协作和持续集成。 - **采用 Qt 的日志系统(`qDebug`, `qWarning` 等)** 用于调试和运行时监控,有助于快速定位工业现场出现的问题。 - **利用 Qt 的插件机制** 实现功能模块的热插拔,提高系统的可扩展性。 - **结合 SQLite 或 MySQL 数据库** 存储配置信息、运行日志或采集数据,便于后期分析和追溯。 以下是一个使用 Qt 和 C++11 实现的简单多线程数据采集示例: ```cpp #include <QApplication> #include <QThread> #include <QDebug> class DataCollector : public QObject { Q_OBJECT public slots: void collectData() { for (int i = 0; i < 5; ++i) { QThread::sleep(1); qDebug() << "Collected data point:" << i; } emit finished(); } signals: void finished(); }; int main(int argc, char *argv[]) { QApplication app(argc, argv); QThread thread; DataCollector collector; collector.moveToThread(&thread); QObject::connect(&thread, &QThread::started, &collector, &DataCollector::collectData); QObject::connect(&collector, &DataCollector::finished, &thread, &QThread::quit); QObject::connect(&thread, &QThread::finished, &thread, &QThread::deleteLater); thread.start(); return app.exec(); } ``` 该示例展示了如何在 Qt 中使用 C++11 的多线程机制进行后台数据采集,同时通过信号与槽机制实现线程间通信,确保界面响应不被阻塞。 ### 总结 Qt 与 C++11 的结合为工业软件开发提供了强大的技术支持。通过现代 C++ 的特性提升代码质量和性能,结合 Qt 的模块化设计和跨平台能力,开发者可以构建出稳定、高效、可维护的工业控制系统和应用[^3]。 ---
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