(转)4.6从类QTableWidgetItem派生(Subclassing QTableWidgetItem)

类Cell继承自QTableWidgetItem。这个类在Spreadsheet程序中工作良好，但是它没有特殊依赖，在理论上，它可以被用在任何QTableWidget类中。下面是头文件：

#ifndef CELL_H
#define CELL_H
#include <QTableWidgetItem>
class Cell : public QTableWidgetItem
{
public:
    Cell();
    QTableWidgetItem *clone() const;
    void setData(int role, const QVariant &value);
    QVariant data(int role) const;
    void setFormula(const QString &formula);
    QString formula() const;
    void setDirty();
private:
    QVariant value() const;
    QVariant evalExpression(const QString &str, int &pos) const;
    QVariant evalTerm(const QString &str, int &pos) const;
    QVariant evalFactor(const QString &str, int &pos) const;
    mutable QVariant cachedValue;
    mutable bool cacheIsDirty;
};
#endif

  类Cell在QTableWidgetItem基础上增加了两个私有变量：

cachedValue：以QVariant的形式保存单元格的值，这个值可能是double型，也可能是QString类型。

cacheIsDirty：如果保存的值不需要更新则置为true。

变量catchedValue和cacheIsDirty前声明了C++的关键字mutable。这可以允许我们在常函数中修改这个变量值。我们也可以在每次调用text()时重新计算变量的值，但是这样毫无疑问效率会很差。

注意，类定义里面没有声明Q_OBJECT宏。Cell是一个纯粹的C++类，没有信号和槽。事实上，QTableWidgetItem也是一个纯粹C++类，而不是从QObject继承来的，因此类Cell中不能有信号槽。为了保证最小的代价和高效，Qt所有item类都不是从QObject继承的。如果需要信号和槽，可以在使用item类的控件中定义，或者使用带QObject类的多重继承。

 

下面是源文件：

#include <QtGui>
#include "cell.h"
Cell::Cell()
{
    setDirty();
}
QTableWidgetItem *Cell::clone() const
{
    return new Cell(*this);
}
void Cell::setFormula(const QString &formula)
{
    setData(Qt::EditRole, formula);
}
QString Cell::formula() const
{
    return data(Qt::EditRole).toString();
}
void Cell::setData(int role, const QVariant &value)
{
    QTableWidgetItem::setData(role, value);
    if (role == Qt::EditRole)
        setDirty();
}
void Cell::setDirty()
{
    cacheIsDirty = true;
}
QVariant Cell::data(int role) const
{
    if (role == Qt::DisplayRole) {
        if (value().isValid()) {
            return value().toString();
        } else {
            return "####";
        }
    } else if (role == Qt::TextAlignmentRole) {
        if (value().type() == QVariant::String) {
            return int(Qt::AlignLeft | Qt::AlignVCenter);
        } else {
            return int(Qt::AlignRight | Qt::AlignVCenter);
        }
    } else {
        return QTableWidgetItem::data(role);
    }
}
const QVariant Invalid;
QVariant Cell::value() const
{
    if (cacheIsDirty) {
        cacheIsDirty = false;
        QString formulaStr = formula();
        if (formulaStr.startsWith(''')) {
            cachedValue = formulaStr.mid(1);
        } else if (formulaStr.startsWith('=')) {
            cachedValue = Invalid;
            QString expr = formulaStr.mid(1);
            expr.replace(" ", "");
            expr.append(QChar::Null);
            int pos = 0;
            cachedValue = evalExpression(expr, pos);
            if (expr[pos] != QChar::Null)
                cachedValue = Invalid;
        } else {
            bool ok;
            double d = formulaStr.toDouble(&ok);
            if (ok) {
                cachedValue = d;
            } else {
                cachedValue = formulaStr;
            }
        }
    }
    return cachedValue;
}
QVariant Cell::evalExpression(const QString &str, int &pos) const
{
    QVariant result = evalTerm(str, pos);
    while (str[pos] != QChar::Null) {
        QChar op = str[pos];
        if (op != '+' && op != '-')
            return result;
        ++pos;
        QVariant term = evalTerm(str, pos);
        if (result.type() == QVariant::Double
                && term.type() == QVariant::Double) {
            if (op == '+') {
                result = result.toDouble() + term.toDouble();
            } else {
                result = result.toDouble() - term.toDouble();
            }
        } else {
            result = Invalid;
        }
    }
    return result;
}
QVariant Cell::evalTerm(const QString &str, int &pos) const
{
    QVariant result = evalFactor(str, pos);
    while (str[pos] != QChar::Null) {
        QChar op = str[pos];
        if (op != '*' && op != '/')
            return result;
        ++pos;
        QVariant factor = evalFactor(str, pos);
        if (result.type() == QVariant::Double
                && factor.type() == QVariant::Double) {
            if (op == '*') {
                result = result.toDouble() * factor.toDouble();
            } else {
                if (factor.toDouble() == 0.0) {
                    result = Invalid;
                } else {
                    result = result.toDouble() / factor.toDouble();
                }
            }
        } else {
            result = Invalid;
        }
    }
    return result;
}
QVariant Cell::evalFactor(const QString &str, int &pos) const
{
    QVariant result;
    bool negative = false;
    if (str[pos] == '-') {
        negative = true;
        ++pos;
    }
    if (str[pos] == '(') {
        ++pos;
        result = evalExpression(str, pos);
        if (str[pos] != ')')
            result = Invalid;
        ++pos;
    } else {
        QRegExp regExp("[A-Za-z][1-9][0-9]{0,2}");
        QString token;
        while (str[pos].isLetterOrNumber() || str[pos] == '.') {
            token += str[pos];
            ++pos;
        }
        if (regExp.exactMatch(token)) {
            int column = token[0].toUpper().unicode() - 'A';
            int row = token.mid(1).toInt() - 1;
            Cell *c = static_cast<Cell *>(
                              tableWidget()->item(row, column));
            if (c) {
                result = c->value();
            } else {
                result = 0.0;
            }
        } else {
            bool ok;
            result = token.toDouble(&ok);
            if (!ok)
                result = Invalid;
        }
    }
    if (negative) {
        if (result.type() == QVariant::Double) {
            result = -result.toDouble();
        } else {
            result = Invalid;
        }
    }
    return result;
}

 

 

在构造函数中，我们只是把存贮器设为“脏”。这里不需要传递一个父参数。因为用QTableWidget::setItem()往QTableWidget中插入Cell对象时，QTableWidget自动得到它的所有权。

每个QTableWidgetItem都保存一些数据，相当于每一个QVariant都以一种“角色”保存一类数据。最常用的角色是Qt::EditRole和Qt::DisplayRole。Qt::EditRole用于需要编辑的数据，Qt::DisplayRole用于需要显示的数据。通常这两个角色中的数据都是一样的。但是在Cell中，Qt::EditRole表示要编辑的公式，Qt::DisplayRole表示单元格要显示的值（公式计算的结果）。

当需要创建一个新的单元格时，QTableWidget调用函数clone()，例如，当用户在一个空的单元格（该单元格以前未被使用过）中开始输入数据时，传递给QTableWidget::setItemPrototype()的实例就是由clone()得到的项目。我们使用了C++自动创建的Cell的默认拷贝构造函数来创建新的Cell对象，这对于成员级别的拷贝已经足够了。

函数setFormula()设置单元格的公式。对于调用带Qt::EditRole的setData()函数它是个很方便的函数，在Spreadsheet::setFormula()函数中调用了该Cell::setFormula()函数。

在Spreadsheet::formula()中调用了函数Cell::formula()。和setFormula()一样，它也是一个方便函数，得到单元格的Qt::EditRole数据。

修改单元格的数据setData()时，如果输了一个新的公式，那么将cacheIsDirty设置为true，以便在下一次调用text()时重新计算显示值。

尽管在Spreadsheet::text()中在Cell对象上调用了text()，但在Cell中没有定义text()。text()函数是QTableWidgetItem提供的一个方便函数，等价于data(Qt::DisplayRole).toString()　。

setDirty()用来强制计算单元格的值，它只是将cacheIsDirty为true，说明cachedValue中的值不再更新，需要时才重新计算。

函数data()重新进行了实现。如果用Qt::DisplayRole调用，返回显示的文本。如果用Qt::EditRole调用则返回公式。如果用Qt::TextAlignmentRole调用，返回给你合适的对齐方式。在Qt::DisplayRole方式中，调用value()得到计算的单元格值。如果值无效，则显示字符串####。

在data()中使用的Cell::value()函数返回一个QVariant类型值。一个QVariant类型可以保存多种类型的数据，并且提供不同数据类型之间的转换。例如，在一个保存double型的变量中调用toString()则得到double的字符串表示。QVariant用一个“invalid”数据进行默认的初始化。

私有函数value()返回单元格的显示值。如果cacheIsDirty为true，则需要重新计算。

如果公式用单引号开头，如“'12344”，单引号占用位置0，单元格值为从位置1开始到最后的字符串。

如果公式由等号“=”开头，得到从位置1开始等号后面的字符串并删除其中所有的空格，然后调用evalExpression()计算表达式的值。用引用传递参数pos。它表示表达式开始分解的字符串位置。调用evalExpression()后，如果表达式解析成功，pos的值应为我们附加的QChar::Null，否则失败，置cachedValue为Invalid。

如果公式不是由单引号或者等号开头，首先试着用toDouble()把公式转换为浮点数，如果转换成功，置cachedValue为得到的浮点数。否则置cachedValue为公式字符串。例如，公式为"1.50"，调用toDouble()后转换成功，得到值1.5,如果公式为"World Population"，则转换失败，返回"0.0"。

给toDouble()一个bool型的指针。我们能够区分字符串的转换返回值为数字0.0还是转换不成功的标志。如果转换失败，返回值为0.0，但是bool值为false。在我们不需要传递bool指针的时候，转换失败返回0.0值还是有必要的。为了性能和可移植性，Qt不使用C++异常来报告失败的情况。但这不影响你在Qt中使用它们，只要你的编译器支持就可以。

我们声明value()为常函数，为了编译器允许在value()中改变cachedValue和cacheIsValid的值，我们不得不把这两个变量声明为mutable。如果把value()改为非常函数，那么metable关键字就可以去掉，但是因为我们在data()常函数中调用的value()，这样编译不会成功。 

到目前为止我们已经完成了大部分Spreadsheet程序，还有一部分就是公式的解析。下面的部分介绍evalExpression()和两个有用的函数evalTerm()和evalFactor()。代码有些复杂，为了程序的完整性把它们包含了进来。这些代码和GUI编程没有任何关系，因此你也可以跳过直接阅读第五章。

函数evalExpression()返回表格表达式的值。一个表达式由一个或者多个项组成，这些项之间由“+”或者“+--”符号隔开。每一算式项由一个或者多个因子“*”或者“/”隔开。把表达式分解为加减法项，把加减法解析为乘除法因子，这样我们就能确保表达式按照正确的优先级进行计算

例如表达式“2*C5+D6”，“2*C5”是第一项，其中2是第一个因子，C5是第二个因子。“D6”是第二项，只有一个因子。一个因子可以是一个数字，也可以是一个单元格的位置，有时候前面还有一个一元减号。

图4.10定义了表格表达式的语法结构。对于语义中的每一个符号（表达式，算式项，因子项），都有一个相应的成员函数进行解析，算式结构严格遵照语法。这种解析方式被称为递归解析。

图4.10 syntax diagram for spreadsheet expressions

 

先从evalExpression()开始。这个函数解析一个表达式。

首先，调用evalTerm()得到第一个算式项的值。如果接下来的符号为“＋”或者“＋――”那么继续调用evalTerm()。否则这个表达式就是由一个算式项组成的，它的值就是表达式的值。当得到前两个算式项的值后，我们根据操作符计算这两个算式的结果。如果两个算式都是double型的，结果也为double型的。否则结果为Invalid。继续计算直到表达式中没有算式项为止。因为加法和减法都是左结合的，所以计算的结果是正确的。

函数evalTerm()函数和evalExpression()很像，只是它处理的是乘除法。还有一个不同地方就是必须避免除数为0的情况，在很多处理器上都是错误的算式。由于四舍五入的误差，一般不用判断浮点数的值，测试是否等于0.0就可以了。

evalFactor()有些复杂。首先我们判断因子前面是否有负号，然后判断是否有左括号，如果发现括号，那么调用evalExpression()就把括号内的内容作为一个表达式。在解析括号内的表达式时，evalExpression()调用evalTerm()，再调用evalFactor()，它再调用evalExpression()。这就是解析的递归部分。

如果因子不是一个内嵌的表达式，我们就得到它的下一个语法符号，它可能是一个单元格的位置或者是一个数字。如果符号匹配QRegExp，则把它作为一个单元格的引用，在指定位置的单元格上调用value()，得到这个单元格的值。这个单元格应该在表格的任何地方，它的值如果依赖其他的单元格，会触发更多的对value()的调用，对所有依赖的单元格都解析。如果因子不是单元格位置，那么把它看作一个数字。

如果A1的公式为“＝A1”，或者A1 的公式为“＝A2”，A2的公式为“＝A1”时该怎么办？虽然我们没有代码检测这些循环依赖关系，解析器也可以返回一个无效的QVariant值，因为在调用evalExpression()之前，我们以把cacheIsDirty置为false，cachedValue为Invalid。如果在同一个单元格上evalExpression()不停的value()，它会返回Invalid，整个表达式的值为Invalid。

我们就这样完成了公式的解析。也可以增加对因子的类型的定义，直接对它进行扩展处理表格预定义的函数，如sum()，avg()，另一个简单的扩展也可以把“＋”好用字符串式的连接实现，这不需要更改代码。