Qt开发①Qt的概念+发展+优点+应用+使用

GR鲸鱼

于 2025-02-14 16:45:11 发布

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分类专栏： Qt开发文章标签： qt 开发语言 c++

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1. Qt的概念和发展

1.1 Qt的概念

Qt 是一个跨平台的 C++ 图形用户界面应用程序框架。

它为应用程序开发者提供了建立艺术级图形界面所需的所有功能。它是完全面向对象的，很容易扩展。Qt 为开发者提供了一种基于组件的开发模式，开发者可以通过简单的拖拽和组合来实现复杂的应用程序，同时也可以使用 C++ 语言进行高级开发。

图形用户界面：指采用图形方式显示的计算机操作用户界面，是计算机与其使用者之间的对话接口，是计算机系统的重要组成部分。

如下是 Android 手机图形用户界面和 IOS 手机图形用户界面：

Android 桌面应用：

IOS 桌面应用：

1.2 Qt 的发展史：

1991 年 Qt 最早由奇趣科技开发；。
1996 年进⼊商业领域，它也是目前流行的 Linux 桌面环境 KDE 的基础。
2008 年奇趣科技被诺基亚公司收购，Qt 成为诺基亚旗下的编程工具。
2012 年 Qt 又被 Digia 公司收购。
2014 年 4 月跨平台的集成开发环境 Qt Creator3.1.0 发布，同年 5 月 20 日发布了 Qt 5.3 正式版，至此 Qt 实现了对 IOS、Android、Embedded 等各平台的全面支持。

1.3 Qt 的版本

Qt 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。因此本博客后面也仍然使用 Qt 5 版本来进行学习。

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。
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。

2. Qt 的优点和应用

2.1 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，能够简化内存释放，也能够尽可能小的影响程序的运行效率）。
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 支持的平台：

Windows —— XP、Vista、Win7、Win8、Win2008、Win10
Unix / X11 —— Linux（主要是给服务器使用，服务器不需要图形化界面）、Sun Solaris、HP-UX、Compaq Tru64 UNIX、IBM AIX、SGI IRIX、FreeBSD、BSD/OS、和其他很多 X11 平台
Macintosh —— Mac OS X
Embedded —— 有帧缓冲支持的嵌入式 Linux 平台，Windows CE
Android

2.2 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、车载娱乐系统、安防监控设备等领域具有广泛的应用。

Qt 是一个强大且广泛应用于跨平台软件开发的框架。它提供了丰富的工具和库，可用于开发高质量、高效率的图形用户界面（GUI）应用程序。并且可以在 Windows、linux、macOS 等多种操作系统上运行。随着行业的发展，Qt 的重要性也逐渐体现出来。

行业发展方向：

物联网（IoT）和嵌⼊式系统的发展：在当下的嵌入式和物联网行业中，Qt 的作用逐渐得到了体现，因为可以用它来开发具有 GUI 界面的嵌入式应用程序，这对于智能家居、汽车以及医疗设备等领域来说，具有非常重要的作用。
自动驾驶和智能交通领域：现在很多的汽车都引入了自动驾驶的技术，而 Qt 在其中也有着广泛的应用，它可以开发车载嵌入式系统和用户界面程序。随着未来⾃动驾驶技术的发展，Qt 在这方面的需求也会不断地增多。
游戏开发：Qt 有一些非常重要的功能模块，例如 Qt 3D Studio，可以应用于游戏开发。未来游戏行业的持续发展，Qt 在游戏行业的发展将会越来越多。

2.3 Qt 的应用案例

（1）Linux 桌面环境 KDE

Linux 桌面环境中存在好几套桌面环境：

GNOME（基于 GTK 创建）
KDE（基于 Qt 创建）

（2）WPS Office 办公软件

（3）Skype 网络电话

Skype 是一款即时通讯软件，其具备 IM 所需的功能，比如视频聊天、多人语音会议、多人聊天、传送文件、文字聊天等功能。它可以高清晰与其他用户语音对话，也可以拨打国内国际电话，无论固定电话、手机均可直接拨打，并且可以实现呼叫转移、短信发送等功能。

（4）Google Earth 谷歌地图

（5）VLC 多媒体播放器

（6）VirtualBox 虚拟机软件（VirtualBox 号称是最强的免费虚拟机软件）

3. 搭建 Qt 开发环境

3.1 Qt 的开发工具

Qt 支持多种开发工具，其中比较常用的开发工具有：Qt Creator、Visual Studio、Eclipse。下面壹壹介绍。

Qt Creator

Qt Creator 是一个轻量级的跨平台集成开发环境（IDE），专为使用 Qt 框架进行应用程序开发而设计。它是一个功能强大、易于使用、快速且高效的工具，被广泛用于编写各种类型的应用程序，如桌面应用程序、移动应用程序和嵌入式系统等。

Qt Creator 提供了一个可视化的界面设计器和代码编辑器，可以帮助开发者更快捷地创建复杂的用用界面和处理各种事件。它还包含了调试工具、版本控制工具、自动完成和智能提示等功能，以及⽀持多语言和跨平台的开发环境。

Qt Creator 的主要特点包括：

紧密集成的 Qt 框架：Qt Creator 专门为 Qt 开发而设计，因此它与 Qt 框架集成得非常紧密，使开发者可以更容易地管理和部署他们的应用程序。
强大的编辑器：Qt Creator 具有⼀些先进的编辑器功能，如语法高亮、代码折叠、智能提示、自动完成和代码重构。
集成的调试器：Qt Creator 内置了调试器，允许开发人员在代码中设置断点以及检查变量、堆栈和调用树等信息。
高效的构建系统：Qt Creator 提供了一个高效的构建系统，可以自动构建和部署应⽤程序，同时支持使用不同的编译器和平台。
可视化界面设计器：Qt Creator 具有⼀个可视化界面设计器，它允许开发人员在没有编写代码的情况下创建复杂的用户界面。
多语言支持：Qt Creator 支持多种编程语⾔，包括 C++、QML、JavaScript 等。

Qt Creator 是一个功能齐全、易于使用且高效的跨平台 IDE，适用于各种类型的应用程序开发，特别是那些使用 Qt 框架的开发者。

Visual Studio

Visual Studio 是由微软公司开发的集成开发环境（IDE）。它可以用来开发多种类型的应用程序。包括 Windows 桌面应用程序、Web 应用程序、移动应用程序、游戏等。Visual Studio 提供了丰富的开发工具和功能，包括代码编辑器、调试器、自动完成、代码重构、版本控制等等。它支持多种编程语言，如：C++、C#、Visual Basic、F#、Python等。Visual Studio 还可以与其他开发工具和服务集成，如 Azure 云服务、GitHub、Jenkins 等。

Visual Studio 具有以下⼀些主要特点：

多语言支持：Visual Studio 支持多种编程语言，包括 C++、C#、Visual Basic、F#、Python、JavaScript 等。
丰富的工具集：VS 提供了各种开发工具，包括代码编辑器、调试器、代码分析工具等，以提高开发人员的效率。
可视化设计：VS 提供了可视化的设计工具，如窗体设计器、WPF 设计器等，使开发人员可以直观地设计用户界面。
跨平台开发：VS 支持跨平台开发，可以开发适用于 Windows、Linux 和 MacOS 等多个平台的应用程序；
集成的调试器：VS 集成了强大的调试器，可以进行代码的单步调试、断点调试等操作来帮助开发人员查找和修复错误。
丰富的扩展性：VS 可以通过安装扩展来扩展其功能，开发人员可以根据自己的需求选择并安装适合的扩展。

Eclipse

Eclipse 是著名的跨平台的自由集成开发环境（IDE）。最初主要用来 Java 语言开发，但是目前亦有人通过插件使其作为其他计算机语言比如 C++ 和 Python 的开发工具。Eclipse 的本身只是一个框架平台，但是众多插件的支持使得 Eclipse 拥有其他功能相对固定的 IDE 软件很难具有的灵活性。许多软件开发商以 Eclipse 为框架开发自己的 IDE。Qt 框架可以与 Eclipse 集成，使开发者可以使用 Eclipse 的强大功能来开发 Qt 应用程序。

3.2 Qt SDK 的下载和安装

Qt SDK 的下载

Qt 下载官网：Index of /archive/qt

国内清华源：Index of /qt/archive/qt/ | 清华大学开源软件镜像站 | Tsinghua Open Source Mirror

进入官网，按如下图示进行相应的系统版本下载即可。

打开官网链接

选择需要下载的版本（我以 5.14 版本为例）

现在点击之后是会出现 "Download from your IP address is not allowed"，是因为 Qt5 离线安装包目前在国内已经被墙了，下载不了，只能下载在线安装包，直接访问就会显示上面的提示。（可以去网上找找资源）

选择需要下载的版本

所选具体版本为：5.14.2

选择 Windows 桌面应用程序

安装注意事项：

选择安装路径时不能出现中文路径，否则即使安装上也无法正常使用。如果不想注册账号，那就在在双击之前先断网，否则需要注册 Qt 账号登录后才能进入下一步安装。

以下是本人安装的选项：

3.3 Qt 环境变量配置和使用

（1）找到 Qt 的安装路径，复制 "bin" 路径

本人是D:\Qt\Qt5.14.2\5.14.2\mingw73_64\bin

（2）"此电脑" ——> 鼠标右键， "属性" ——> "高级系统设置" ——> "环境变量"，在系统变量找到Path后双击，复制此条路径到里面后确定即可：

使用验证：

对于Qt开发来说，使用的一个开发的环境是Qt Creator，那对于这个环境来说，下面讲述一下基本的使用方式和对应的选项意义。

首先是创建一个项目，直接进行新建即可。

那对于新建之后的选项，就有不同的类型了，这里由于是初学，所以只选择一个基础的选择，如果想要用Qt去完成一个GUI程序，那么就要选择第一个选项，对于下面的选项也进行注释和备注：

选择代码路径后接着会有下面的界面

那么这个里面包含的这三项是什么呢？

这是一个构建系统，通过Qt写的程序，会涉及到一系列的元编程技术，也就是说用代码来生成代码

那Qt框架在进行编译的时候，会自动调用一系列的生成工具，基于用户本身写的代码，生成一系列的其他的C++的代码，最终进行编译的代码，其中也包含了这些最后生成的这些代码，这就是构建系统

那在上面的这三种中，其中qmake是一个老牌的Qt构建工具，而CMake并非是Qt的专属构建工具，许多开源项目中都会用到CMake，而最后的Qbs是一个新一代的构建工具，但是对于现在来说，使用的场景比较少

再下一个是这一步：

上图所示的是，当使用Qt Creator创建项目，会自动的生成一些代码，而此时这个生成的代码中就会包含一个基本的列，而在这个界面选项中要选择的就是一个自动生成的类的父类是什么。

QMainWindows：这个类可以生成一个完整的应用程序窗口，包含有菜单栏，工具栏，状态栏等。
QWidget：这个类表示一个控件，也就是窗口上的一个具体的元素，例如有输入框，按钮，下拉框，单选按钮，复选按钮等等。
QDialog：这个类表示的是一个对话框。

这里先选QWidget。

在Qt页面中，内置的类都是用Q前缀开头来表示的

关于form file：

这个form file在Qt框架中扮演者非常重要的角色，Qt中创建图形化界面的程序主要有以下两种方式：

直接通过C++代码的方式进行创建界面。
通过form file，用图形化的方式来生成界面，此时就可以通过这个Qt Designer或者直接使用Qt Creator来编辑这个ui文件，从而用图形化的方式快速的方便的创建出这个图形界面

再之后一直下一步就是关于基于哪个编译器进行构建后续代码。

4. 输出HelloQt和对象树

以下仅为简单输出演示，下一篇博客还有其他输出方式。

4.1 输出HelloQt

创建一个项目，初步使用一下QT框架：

添加下面代码：

点击左下角运行按钮：

也可以双击："widget.ui" 文件

拖拽控件至 ui 界面窗口并修改内容

图形化的界面编辑器：

Qt 窗口坐标体系：

坐标体系：以左上角为原点（0,0），X 向右增加，Y 向下增加。

对于嵌套窗口，其坐标是相对于父窗口来说的。示例：使用 Qt 中的坐标系设置控件的位置：分别对 “按钮” 和 widget 本身移动位置：

运行结果如下图示：

4.2 对象树

运行出了一个标签，上面打印的是我们想要的内容，那么这也就意味着初步实现了目的，但是是否有这样的问题： new的对象，难道不会导致内存泄漏吗？ 事实上，这个问题是存在的，但是在QT框架中已经解决了这个问题，具体的解决措施就是对象树。

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"

#include <QLabel>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    QLabel* label = new QLabel(this);
    label->setText("HelloQt");
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

解决的方式就是，new的时候把this传递进去了，也就是说是把整个对象的生命周期统一交给了这个QT对象树来进行管理，所以在这个代码中，QT的控制下是不会造成内存泄漏的，label对象会在合适的时候进行析构，因为这个对象已经在对象树上了

那么什么是对象树呢？

在前端开发当中，也会有这样的对象树的概念，DOM本质上就是一个树形结构，也就是所谓的N叉树，通过树形结构把界面上的元素组织起来，而在QT中也是这样的道理，具体的可以用下面的图来进行表示。

所以下一步，我们就创建对应的实验过程来验证析构的过程：

选中工程程名，鼠标右键 ——> "add new..."（或 “添加新文件”）：

此时手动创建类的头文件以及源文件会自动添加到目标工程中：

// mylabel.h
#ifndef MYLABEL_H
#define MYLABEL_H

#include <QLabel>

class MyLabel : public QLabel
{
public:
    MyLabel(QWidget* parent);
    ~MyLabel();
};

#endif // MYLABEL_H

// mylabel.cpp
#include "mylabel.h"
#include <iostream>

MyLabel::MyLabel(QWidget* parent) : QLabel(parent)
{

}

MyLabel::~MyLabel()
{
    std::cout << "MyLabel 析构" << std::endl;
}

主程序换成mylabel：

点击运行后关闭HelloQt界面：

虽然出现了乱码，但析构函数还是自己被调用了。

对象树确保的是先释放子节点的内存，后释放父节点的内存。而析构函数的调用顺序则不一定遵守上述要求，因此看到子节点的析构执行顺序反而在父节点析构顺序之后。

注意：调用析构函数和释放内存并非是同一件事情。

4.3 乱码问题和qDebug

可以看到，上面的结果出现了乱码（编码方式不匹配）。

在计算机中，一个汉字占几个字节？

        针对这个问题，不能回答出一个具体的数字。需要有提前条件：当前中文编码使用的是哪种方式（字符集）。

        计算机存的是二进制数字。英文字母是用 ASCII 码表表示的，规定了每个字符都有一个对应的数字来表示。

        只是表示英文，一个字节就足够了，毕竟英文字母数目非常有限。日常的常用汉字大概是 4k 多个，算上各自生僻字，总数差不多是 6w 左右。因为表示汉字的字符集有很多种，不同的字符集表示同一个汉字，可能使用的数字并不相同。

目前，表示汉字字符集主要是以下两种方式

GBK（中国大陆），使用 2 个字节表示一个汉字。Windows 简体中文版默认的字符集就是 BGK。
UTF-8 / utf8，变长编码，表示一个符号，使用的字节数有变化（2-4），但是一般一个汉字是 3 个字节。Linux 中默认的字符集是 utf8。

Qt Creator 内置的终端不是 utf8 的方式来显示字符串，且这个终端好像不能设置字符编码。Qt 中有一个 QString，可以帮助我们自动处理编码方式，且还提供了专门用来打印日志的工具 qDebug()，也能很好的自动处理编码方式。