49、使用Qt进行KDE编程

使用Qt进行KDE编程

1. 引言

在Linux的图形用户界面（GUI）领域，GNOME/GTK+和KDE/Qt是两大重要的库。本文将重点介绍KDE/Qt，带领大家了解如何使用Qt进行KDE编程。由于Qt应用程序通常使用C++编写，因此在学习过程中会涉及到C++的相关知识，大家可以借此机会回顾C++的派生、封装、方法重载和虚函数等原理。

2. KDE和Qt简介

• KDE ：KDE（K Desktop Environment）是基于Qt GUI库的开源桌面环境。它包含了大量的应用程序和实用工具，如完整的办公套件、Web浏览器，甚至还有用于编写KDE/Qt应用程序的集成开发环境（IDE）KDevelop。苹果公司选择将KDE的Web浏览器作为Mac OS X主要Web浏览器Safari的核心，这也体现了KDE应用程序的先进性。KDE项目的主页是http://www.kde.org ，在该网站可以获取详细信息、下载KDE及相关应用程序、查找文档、加入邮件列表等。目前KDE的最新版本是3.5.7，大多数Linux发行版都预装了这个版本或更高版本。同时，KDE 4.0的开发也在进行中，也可以下载其预发布版本。
• Qt ：Qt是用C++编写的成熟的跨平台GUI工具包，由挪威的Trolltech公司开发、推广和支持。Qt具有强大的跨平台能力，在Linux、UNIX衍生系统、Windows、Mac OS X甚至嵌入式平台上都有原生支持，这使其在竞争中具有很大优势。此外，还有专门为手机、夏普Zaurus PDA等平台开发的Qt版本，以及提供Java版本的Qt Jambi。Trolltech公司为普通用户和爱好者提供了免费的Qt开源版（Qt Open Source Edition），该版本遵循GPL许可协议，允许开发者使用Qt库进行编程并免费分发自己的GPL软件。不过，开源版和专业版的主要区别在于缺乏技术支持，并且不能用于商业应用。Trolltech的网站http://www.trolltech.com 提供了所有需要的API文档。

3. 安装Qt

安装Qt有两种常见的方法：使用二进制包或从源代码编译。
- 使用二进制包 ：如果没有特殊需求，建议使用二进制包或RPM进行安装。以Fedora Linux 7为例，可以使用以下命令安装：

$ rpm –Uvh qt-3.3.8-4.i386.rpm

也可以使用包管理器应用程序来安装Qt和KDE编程库。
- 从源代码编译 ：如果需要从源代码编译安装Qt，可以从Trolltech的FTP站点（ftp://ftp.trolltech.com/qt/source/ ）下载最新的源代码。下载后，按照以下步骤进行编译和安装：

$ cd /usr/local
$ tar –xvzf qt-x11-free-3.3.8.tar.gz
$ ./configure
$ make

安装完成后，需要在 /etc/ld.so.conf 文件中添加一行：

/usr/lib/qt-3.3/lib

在Fedora和Red Hat Linux系统中，这一行应存储在 /etc/ld.so.conf.d/qt-i386.conf 文件中。安装完成后，需要设置 QTDIR 环境变量为Qt的安装目录，并运行以下命令：

# ldconfig

为了验证安装是否成功，可以尝试运行一个简单的Qt程序：

#include <qapplication.h>
#include <qmainwindow.h>
int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc, argv);
    QMainWindow *window = new QMainWindow();
    app.setMainWidget(window);
    window->show();
    return app.exec();
}

编译命令如下：

$ g++ -o qt1 qt1.cpp –I$QTDIR/include –L$QTDIR/lib –lqui

运行程序：

$ ./qt1

如果能看到一个Qt窗口，说明安装成功。

4. Qt编程基础

• QApplication ：每个Qt应用程序都必须有且只有一个 QApplication 对象，它负责处理Qt的底层操作，如事件处理、字符串本地化和控制外观等。 QApplication 有两个常用的方法： setMainWidget 用于设置应用程序的主窗口， exec 用于启动事件循环，直到调用 QApplication::quit() 或关闭主窗口才会返回。
• QMainWindow ： QMainWindow 是Qt的基础窗口小部件，支持菜单、工具栏和状态栏。在学习过程中，我们会经常扩展 QMainWindow 并添加小部件来创建界面。

5. 信号和槽机制

信号和槽是Qt用于处理用户输入的主要机制，类似于GTK+中的信号和回调函数，或Java中的事件和事件处理程序。
- 信号和槽的原理 ：当用户与GUI中的小部件（如菜单、按钮、输入框等）交互时，小部件会发出一个命名信号，如 clicked 、 text_changed 或 key_pressed 。为了响应这些信号，可以将信号连接到一个回调函数（即槽）。
- 信号和槽的使用 ：Qt定义了两个伪关键字 signals 和 slots 来标识类中的信号和槽。使用信号和槽时，需要将代码通过一个单独的预处理器阶段，将这些伪关键字替换为额外的C++代码。因此，Qt代码并不是真正的C++代码。信号和槽的使用有一些限制，例如：
- 信号和槽必须是从 QObject 派生的类的成员函数。
- 如果使用多重继承， QObject 必须在类列表中首先出现。
- 类声明中必须包含 Q_OBJECT 语句。
- 信号不能用于模板。
- 函数指针不能作为信号和槽的参数。
- 信号和槽不能被重写并提升为公共状态。
- 示例代码 ：以下是一个简单的信号和槽的示例，扩展 QMainWindow 并添加一个按钮，将按钮的 clicked 信号连接到一个槽：
- ButtonWindow.h ：

#include <qmainwindow.h>
class ButtonWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT
public:
    ButtonWindow(QWidget *parent = 0, const char *name = 0);
    virtual ~ButtonWindow();
private slots:
    void Clicked();
};

- **ButtonWindow.cpp**：

#include “ButtonWindow.moc”
#include <qpushbutton.h>
#include <qapplication.h>
#include <iostream>
ButtonWindow::ButtonWindow(QWidget *parent, const char *name) 
    : QMainWindow(parent, name)
{
    this->setCaption(“This is the window Title”);
    QPushButton *button = new QPushButton(“Click Me!”, this, “Button1”);
    button->setGeometry(50,30,70,20);
    connect (button, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(Clicked()));
}
ButtonWindow::~ButtonWindow()
{
}
void ButtonWindow::Clicked(void)
{
    std::cout << “clicked!\n”;
}

- **main函数**：

int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc,argv);
    ButtonWindow *window = new ButtonWindow();
    app.setMainWidget(window);
    window->show();
    return app.exec();
}

- **编译步骤**：在编译之前，需要运行元对象编译器（moc）对`ButtonWindow.h`进行预处理：

$ moc ButtonWindow.h –o ButtonWindow.moc

然后进行编译：

$ g++ -o button ButtonWindow.cpp –I$QTDIR/include –L$QTDIR/lib –lqui

6. Qt小部件布局

在Qt中，有多种方法可以安排小部件的位置和布局。
- 绝对坐标布局 ：可以使用 setGeometry 方法通过绝对坐标来布局小部件，但这种方法很少使用，因为当窗口大小改变时，小部件不会自动调整大小。
- QLayout类和盒式小部件布局 ：推荐使用 QLayout 类或盒式小部件（如 QHBox 和 QVBox ）来布局小部件，它们可以根据窗口大小智能调整大小。 QLayout 类派生自 QObject ，不是小部件，因此使用上有一定限制；而盒式小部件派生自 QWidget ，可以像普通小部件一样使用。实际上，盒式小部件只是为了方便，本质上是将 QLayout 封装在 QWidget 中。 QLayout 的子类 QVBoxLayout 和 QHBoxLayout 是创建界面最常用的方式，它们分别以垂直和水平方向容纳其他小部件和布局。
- 示例代码 ：以下是一个使用 QBoxLayout 类布局 QLabel 小部件的示例：
- LayoutWindow.h ：

#include <qmainwindow.h>
class LayoutWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT
public:
    LayoutWindow(QWidget *parent = 0, const char *name = 0);
    virtual ~LayoutWindow();
};

- **LayoutWindow.cpp**：

#include <qapplication.h>
#include <qlabel.h>
#include <qlayout.h>
#include “LayoutWindow.moc”
LayoutWindow::LayoutWindow(QWidget *parent, const char *name) : QMainWindow(parent, name)
{
    this->setCaption(“Layouts”);
    QWidget *widget = new QWidget(this);
    setCentralWidget(widget);
    QHBoxLayout *horizontal = new QHBoxLayout(widget, 5, 10, “horizontal”);
    QVBoxLayout *vertical = new QVBoxLayout();
    QLabel* label1 = new QLabel(“Top”, widget, “textLabel1” );
    QLabel* label2 = new QLabel(“Bottom”, widget, “textLabel2”);
    QLabel* label3 = new QLabel(“Right”, widget, “textLabel3”);
    vertical->addWidget(label1);
    vertical->addWidget(label2);
    horizontal->addLayout(vertical);
    horizontal->addWidget(label3); 
    resize( 150, 100 );
}
LayoutWindow::~LayoutWindow()
{
}
int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc,argv);
    LayoutWindow *window = new LayoutWindow();
    app.setMainWidget(window);
    window->show();
    return app.exec();
}

- **编译步骤**：同样，在编译之前需要运行moc对`LayoutWindow.h`进行预处理：

$ moc LayoutWindow.h –o LayoutWindow.moc

然后进行编译：

$ g++ -o layout LayoutWindow.cpp –I$QTDIR/include –L$QTDIR/lib –lqui

7. 总结

通过本文的介绍，我们了解了KDE和Qt的基本概念、安装方法，以及Qt编程的基础知识，包括 QApplication 、 QMainWindow 的使用，信号和槽机制，以及小部件的布局。希望这些内容能帮助大家入门使用Qt进行KDE编程。

8. 流程图

graph TD;
    A[开始] --> B[安装Qt];
    B --> C[编写Qt程序];
    C --> D[使用信号和槽机制];
    D --> E[布局小部件];
    E --> F[编译和运行程序];
    F --> G[结束];

9. 表格

项目	描述
KDE	基于Qt的开源桌面环境，包含大量应用程序和实用工具
Qt	成熟的跨平台GUI工具包，具有强大的跨平台能力
QApplication	每个Qt应用程序必须的对象，处理底层操作
QMainWindow	支持菜单、工具栏和状态栏的基础窗口小部件
信号和槽	处理用户输入的主要机制
QLayout类	用于智能布局小部件的类
盒式小部件	封装了 QLayout 的小部件，方便使用

使用Qt进行KDE编程

10. 对话框的使用

在KDE/Qt编程中，对话框是与用户进行交互的重要方式。 QDialog 是Qt中用于创建对话框的基础类，通常会对其进行子类化以满足特定的需求。
- 创建自定义对话框 ：以下是一个简单的自定义对话框示例。首先创建一个头文件 MyDialog.h ：

#include <qdialog.h>
#include <qpushbutton.h>

class MyDialog : public QDialog
{
    Q_OBJECT
public:
    MyDialog(QWidget *parent = 0);
    ~MyDialog();

private slots:
    void onButtonClicked();

private:
    QPushButton *button;
};

然后实现 MyDialog.cpp 文件：

#include "MyDialog.h"
#include <iostream>

MyDialog::MyDialog(QWidget *parent) : QDialog(parent)
{
    button = new QPushButton("Click me", this);
    button->setGeometry(50, 50, 100, 30);
    connect(button, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(onButtonClicked()));
}

MyDialog::~MyDialog()
{
}

void MyDialog::onButtonClicked()
{
    std::cout << "Dialog button clicked!" << std::endl;
    close();
}

在主程序中使用这个对话框：

#include <qapplication.h>
#include "MyDialog.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc, argv);
    MyDialog dialog;
    dialog.show();
    return app.exec();
}

编译和运行步骤与之前的示例类似，先运行 moc 对 MyDialog.h 预处理，然后编译：

$ moc MyDialog.h –o MyDialog.moc
$ g++ -o dialog MyDialog.cpp –I$QTDIR/include –L$QTDIR/lib –lqui
$ ./dialog

• 对话框的模态和非模态 ：对话框分为模态和非模态两种。模态对话框会阻塞用户与其他窗口的交互，直到该对话框关闭；非模态对话框则不会阻塞用户与其他窗口的交互。在Qt中，可以使用 exec() 方法创建模态对话框，使用 show() 方法创建非模态对话框。

11. 菜单和工具栏的实现

QMainWindow 支持菜单、工具栏和状态栏，下面介绍如何在 QMainWindow 中添加菜单和工具栏。
- 创建菜单 ：以下是一个在 QMainWindow 中创建菜单的示例。首先创建头文件 MenuWindow.h ：

#include <qmainwindow.h>
#include <qmenubar.h>
#include <qmenu.h>
#include <qaction.h>

class MenuWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT
public:
    MenuWindow(QWidget *parent = 0);
    ~MenuWindow();

private slots:
    void onFileExit();

private:
    QMenuBar *menuBar;
    QMenu *fileMenu;
    QAction *exitAction;
};

然后实现 MenuWindow.cpp 文件：

#include "MenuWindow.h"
#include <iostream>

MenuWindow::MenuWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent)
{
    menuBar = new QMenuBar(this);
    fileMenu = menuBar->addMenu("File");
    exitAction = new QAction("Exit", this);
    connect(exitAction, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(onFileExit()));
    fileMenu->addAction(exitAction);
    setMenuBar(menuBar);
}

MenuWindow::~MenuWindow()
{
}

void MenuWindow::onFileExit()
{
    std::cout << "Exiting application..." << std::endl;
    close();
}

在主程序中使用这个窗口：

#include <qapplication.h>
#include "MenuWindow.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc, argv);
    MenuWindow window;
    window.show();
    return app.exec();
}

编译和运行步骤与之前相同。
- 创建工具栏 ：在 QMainWindow 中添加工具栏也很简单。在 MenuWindow.h 中添加工具栏相关的成员：

#include <qtoolbar.h>
// ...
private:
    // ...
    QToolBar *toolBar;
    QAction *toolAction;

在 MenuWindow.cpp 中实现工具栏的创建：

// ...
MenuWindow::MenuWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent)
{
    // ...
    toolBar = new QToolBar(this);
    toolAction = new QAction("Tool Action", this);
    connect(toolAction, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(onFileExit()));
    toolBar->addAction(toolAction);
    addToolBar(toolBar);
}
// ...

编译和运行后，会看到窗口中出现了一个工具栏。

12. 构建CD数据库应用程序

现在我们来构建一个简单的CD数据库应用程序，综合运用之前学到的知识。
- 需求分析 ：该应用程序需要有一个主窗口，包含菜单、工具栏和一个用于显示CD信息的区域。用户可以添加、删除和查看CD信息。
- 设计思路 ：使用 QMainWindow 作为主窗口，使用 QTableWidget 来显示CD信息，使用对话框来添加和编辑CD信息。
- 代码实现 ：
- 首先创建头文件 CDDatabase.h ：

#include <qmainwindow.h>
#include <qtablewidget.h>
#include <qaction.h>
#include <qmenu.h>
#include <qmenubar.h>
#include <qtoolbar.h>

class CDDatabase : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT
public:
    CDDatabase(QWidget *parent = 0);
    ~CDDatabase();

private slots:
    void onAddCD();
    void onDeleteCD();

private:
    QTableWidget *table;
    QMenuBar *menuBar;
    QMenu *fileMenu;
    QAction *addAction;
    QAction *deleteAction;
    QToolBar *toolBar;
};

- 然后实现`CDDatabase.cpp`：

#include "CDDatabase.h"
#include <iostream>

CDDatabase::CDDatabase(QWidget *parent) : QMainWindow(parent)
{
    table = new QTableWidget(0, 3, this);
    table->setHorizontalHeaderLabels(QStringList() << "Title" << "Artist" << "Year");
    setCentralWidget(table);

    menuBar = new QMenuBar(this);
    fileMenu = menuBar->addMenu("File");
    addAction = new QAction("Add CD", this);
    deleteAction = new QAction("Delete CD", this);
    connect(addAction, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(onAddCD()));
    connect(deleteAction, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(onDeleteCD()));
    fileMenu->addAction(addAction);
    fileMenu->addAction(deleteAction);
    setMenuBar(menuBar);

    toolBar = new QToolBar(this);
    toolBar->addAction(addAction);
    toolBar->addAction(deleteAction);
    addToolBar(toolBar);
}

CDDatabase::~CDDatabase()
{
}

void CDDatabase::onAddCD()
{
    std::cout << "Adding a CD..." << std::endl;
    // 这里可以添加打开对话框添加CD信息的代码
}

void CDDatabase::onDeleteCD()
{
    int currentRow = table->currentRow();
    if (currentRow != -1)
    {
        table->removeRow(currentRow);
    }
}

- 主程序`main.cpp`：

#include <qapplication.h>
#include "CDDatabase.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc, argv);
    CDDatabase window;
    window.show();
    return app.exec();
}

编译和运行这个程序，会看到一个简单的CD数据库应用程序界面。

13. 高级布局技巧

在前面我们介绍了基本的布局方式，这里再介绍一些高级的布局技巧。
- 嵌套布局 ：可以将多个布局对象嵌套使用，以创建更复杂的界面。例如，在一个 QVBoxLayout 中嵌套多个 QHBoxLayout 。

#include <qmainwindow.h>
#include <qwidget.h>
#include <qlayout.h>
#include <qlabel.h>

class AdvancedLayoutWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT
public:
    AdvancedLayoutWindow(QWidget *parent = 0);
    ~AdvancedLayoutWindow();

private:
    QWidget *centralWidget;
};

AdvancedLayoutWindow::AdvancedLayoutWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent)
{
    centralWidget = new QWidget(this);
    setCentralWidget(centralWidget);

    QVBoxLayout *mainLayout = new QVBoxLayout(centralWidget);

    QHBoxLayout *topLayout = new QHBoxLayout();
    QLabel *topLabel1 = new QLabel("Top Left", centralWidget);
    QLabel *topLabel2 = new QLabel("Top Right", centralWidget);
    topLayout->addWidget(topLabel1);
    topLayout->addWidget(topLabel2);

    QHBoxLayout *bottomLayout = new QHBoxLayout();
    QLabel *bottomLabel1 = new QLabel("Bottom Left", centralWidget);
    QLabel *bottomLabel2 = new QLabel("Bottom Right", centralWidget);
    bottomLayout->addWidget(bottomLabel1);
    bottomLayout->addWidget(bottomLabel2);

    mainLayout->addLayout(topLayout);
    mainLayout->addLayout(bottomLayout);
}

AdvancedLayoutWindow::~AdvancedLayoutWindow()
{
}

- 主程序：

#include <qapplication.h>
#include "AdvancedLayoutWindow.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc, argv);
    AdvancedLayoutWindow window;
    window.show();
    return app.exec();
}

• 使用弹簧布局 ： QSpacerItem 可以用于在布局中创建空白空间，起到弹簧的作用，使布局更加灵活。例如在 QHBoxLayout 中添加弹簧：

// ...
QHBoxLayout *layout = new QHBoxLayout(centralWidget);
QLabel *label = new QLabel("Label", centralWidget);
QSpacerItem *spacer = new QSpacerItem(40, 20, QSizePolicy::Expanding, QSizePolicy::Minimum);
layout->addWidget(label);
layout->addItem(spacer);
// ...

14. 总结与展望

通过本文的学习，我们深入了解了使用Qt进行KDE编程的各个方面，包括KDE和Qt的基本概念、安装方法、编程基础、信号和槽机制、小部件布局、对话框和菜单工具栏的使用，以及如何构建一个简单的应用程序。
未来，我们可以进一步探索Qt的高级特性，如多线程编程、数据库操作、网络编程等，以开发出更加复杂和功能强大的KDE应用程序。同时，随着技术的不断发展，Qt也在不断更新和完善，我们可以关注其最新版本的特性和变化，以跟上技术的步伐。

15. 流程图

graph TD;
    A[开始构建CD数据库应用] --> B[设计主窗口];
    B --> C[添加菜单和工具栏];
    C --> D[创建显示CD信息的区域];
    D --> E[实现添加和删除功能];
    E --> F[测试和优化];
    F --> G[完成应用程序];

16. 表格

项目	描述
自定义对话框	继承 QDialog 创建自定义对话框，用于与用户交互
菜单和工具栏	在 QMainWindow 中添加菜单和工具栏，提供操作入口
CD数据库应用	综合运用知识构建的应用程序，包含菜单、工具栏和数据显示区域
嵌套布局	将多个布局对象嵌套使用，创建复杂界面
弹簧布局	使用 QSpacerItem 创建空白空间，使布局更灵活