认识 Qt

参考：

【1】《Qt6C++ 开发指南》

Qt 简介

很多刚接触 Qt 的开发者会认为 Qt 是一种编程语言，或者将 Qt 的集成开发环境（integrated development environment，IDE）Qt Creator 当作 Qt，这些理解是错误的。Qt 实质上是用 C++编写的大型类库，它为跨平台应用开发提供了一个完整的框架。Qt 框架包含大量的类，支持 GUI、数据库、网络、多媒体等各种应用的编程。本节概要介绍 Qt 的功能和特点，包括其跨平台开发能力、许可类型、支持的开发语言，以及 Qt 6 的新特性。

Qt 的跨平台开发能力

Qt 的一个最重要的特点是具备跨平台开发能力。我们可以使用 Qt 为计算机、移动设备、嵌入式设备、微控制单元（microcontroller unit，MCU，又称单片机）等目标设备开发程序。Qt 能用于如下一些设备和平台的应用开发。

• 桌面应用开发，支持的桌面操作系统包括Windows、Linux 和 macOS。
• 移动端应用开发，支持的移动操作系统包括 Android、iOS 和 Windows。
• 嵌入式设备的应用开发
• MCU 的应用开发，支持的嵌入式操作系统包括 QNX、嵌入式 Linux 和 VxWorks 等。这些嵌入式设备一般具有能力较强的处理器和丰富的存储器资源，例如轿车的全液晶仪表盘。
• 支持嵌入式实时操作系统 FreeRTOS 或无操作系统。MCU 的处理器能力较弱，存储器资源有限，各种MCU系统的硬件资源差异大，目前Qt只支持NXP、Renesas、ST、Infineon 等公司的部分型号单片机开发板，实际产品的开发需要深度定制。

对于嵌入设备开发时，需要使用交叉编译开发方式，因为嵌入式设备的资源有限。对于嵌入式开发将源程序使用指定目标平台的编译器编译代码，在将二进制文件下载到目标设备上运行。

在交叉编译开发方式中，计算机称为主机，主机包括 Windows、桌面 Linux、macOS 等不同的主机平台，Qt 提供了安装在这 3 种主机平台上的对应版本。不同的平台必须对应相应的平台才能运行该平台开发的Qt程序，如下表1-1。

Qt 的许可类型和安装包

Qt 的许可类型分为商业许可和开源许可，开源许可又分为 GPLv2/GPLv3 和 LGPLv3。各种许可协议的主要特点如下。

1、商业许可。商业许可需要付费，Qt 公司目前采用的是按年付费的方式。商业许可允许开发者不公开项目的源代码。商业许可的 Qt 安装包里有更多的模块，某些模块只有在商业许可的版本中才有。

2、开源许可。

• GPLv2/GPLv3 许可。若用户编写的程序使用了 GPL 许可的 Qt 代码，则用户程序也必须使用 GPL 许可，也就是用户代码必须开源，但是允许商业化销售。GPLv3 还要求用户公开相关硬件信息。
• LGPLv3 许可。若用户对使用 LGPL 许可的 Qt 代码进行修改后予以发布，则用户发布的代码必须遵循 LGPL 许可，也就是用户代码必须开源，但是允许商业化销售。若用户编写的程序只是以库的形式链接或调用了使用 LGPL 许可的 Qt 代码，则用户代码可以闭源，也可以商业化销售。

在开源许可协议中，LGPL 相对于 GPL 更宽松一些。若用户程序只是链接或调用 LGPL 许可协议的 Qt 代码，那么用户代码可以闭源；而用户程序只要用到了使用 GPL 许可协议的 Qt 代码，用户代码就必须开源。

Qt 的安装包、工具软件、开发框架中的不同模块都有各自的许可类型。若用户开发的代码可以开源，就可以放心使用 Qt 中各种开源许可的工具软件和模块；若用户不想公开自己的源代码，就不能使用 GPL 许可的 Qt 模块，使用 LGPL 许可的模块时要注意只能以库的形式链接或调用。根据开发目标的不同，Qt 提供了 3 种安装包。安装包具有针对不同主机平台的版本，而且采用了不同的许可协议。

• Qt for Application Development：用于为计算机和移动设备开发应用的开发套件安装包，有商业和开源两种许可协议，具有 Windows、Linux、macOS 主机平台版本。
• Qt for Device Creation：用于为嵌入式设备开发应用的开发套件安装包，只有商业许可协议，具有 Windows 和 Linux 主机平台版本。
• Qt for MCUs：用于为 MCU 开发 GUI 程序的开发套件安装包，只有商业许可协议，具有 Windows 和 Linux主机平台版本。

Qt 支持的开发语言

1、C++ 和 QML

Qt 类库本身是用 C++语言编写的，所以 Qt 支持的基本开发语言是 C++。Qt 还对标准 C++语言进行了扩展，引入了信号与槽、属性等机制，为跨平台和 GUI 程序的对象间通信提供了极大的方便。

Qt 还提供了一种自创的编程语言 QML，它是类似于 JavaScript 的声明性语言。Qt 提供了一个用QML编写的库Qt Quick，它类似于Qt C++类库，区别是Qt Quick中的各种控件被称为QML类型（type）。QML 用于描述程序的用户界面，将用户界面描述为对象树，每个对象具有自己的各种属性。

QML 适合为支持触摸屏操作的设备创建用户界面，这些设备如手机、嵌入式设备和 MCU。用 QML 创建的用户界面具有现代感很强的界面显示和操作效果。还可以混合使用 QML 和 C++编程，也就是用 QML 创建用户界面，用 C++处理后台业务逻辑。

Qt 的 3 种安装包都支持 QML，Qt for MCUs 目前不支持 C++，只支持 QML。因为 MCU 的资源有限，所以 Qt for MCUs 支持的是一个轻量化的 QML 控件库 Qt Quick Ultralite。使用 QML 为MCU 创建界面的代码会被转换为 C++代码，MCU 底层开发使用嵌入式 C/C++。

2、Python

Qt C++类库可以被转换为 Python 绑定，我们可以用 Python 语言编程调用 Qt 类库进行 GUI程序开发。Qt 类库的 Python 绑定版本比较多，比较常用的是 PyQt 和 PySide。

PyQt 是 Riverbank Computing 公司开发的 Qt 类库的 Python 绑定，它出现得比较早，更新比较及时，是目前应用比较广泛的 Qt 类库的 Python 绑定。PyQt5 是与 Qt 5 对应的版本，PyQt6 是与 Qt 6 对应的版本。PyQt5 和PyQt6 都采用商业许可和 GPLv3 开源许可。

PySide 采用商业许可和 LGPLv3 开源许可，相对于 PyQt 采用的 GPLv3 开源许可，LGPLv3开源许可对商业开发者更友好一些。

Qt 的安装

1、软件的下载：

从Qt 5.15 开始，Qt 开源版本只提供在线安装软件，没有离线安装软件。

链接： [https://download.qt.io/archive/online_installers/4.2/ ](Index of /archive/online_installers/4.2 (qt.io))

下载： qt-unified-windows-x86-4.2.0-online.exe 为例。

2、安装软件

在安装时可能会出现一个问题，就是下载不成功；因此需要选择国内镜像：

./qt-unified-windows-x86-4.2.0-online.exe --mirror https://mirrors.cloud.tencent.com/qt/

其他具体操作，百度。

3、配置环境变量

编写一个 Hello World 程序

Qt Creator 简介

Qt Creator 本身就是用 Qt 开发的，Windows 平台上的 Qt Creator 6.0.2 是基于 Qt 6.2.2，采用MSVC 2019 64位编译器编译的。点击Qt Creator菜单项Help→About Qt Creator可以查看Qt Creator使用的 Qt 开发套件信息。

Qt Creator 软件启动后的 Welcome 界面如图 1-8 所示，Qt Creator 的界面很简洁，上方是菜单栏，左侧是主工具栏，中间部分是工作区。主工具栏提供了项目文件编辑（Edit）、窗口界面设计（Design）、程序调试（Debug）、项目设置（Project）等功能按钮。根据左侧点击的工具栏的不同按钮，以及打开的不同文件，工作区会显示相应的工作界面。

下图是在左侧主工具栏点击 Welcome 按钮后显示的界面。工作区的左侧有 Projects、Examples、Tutorials、Get Started Now 几个按钮，点击某个按钮后会在工作区显示相应的内容。

• 点击 Projects 按钮，工作区会显示最近打开过的项目，以便快速选择项目。
• 点击 Examples 按钮，工作区会显示 Qt 自带的大量示例项目，点击某个项目就可以在 Qt Creator 中打开该项目源程序。
• 点击 Tutorials 按钮，工作区会显示各种教程。
• 点击 Get Started Now 按钮，工作区会切换到帮助界面，相当于在菜单栏上点击 Help 菜单项。

下面使关于Qt Creator 的配置信息：

• Kits 设置。Kits 就是安装的 Qt 开发套件，我们在安装过程中选择了 3 个开发套件，所以Qt Creator 能自动检测到安装的套件，并设置好关联的编译器和调试器。
• Environment 设置。在 Interface 界面可以设置语言和主题，本书全部以英文界面的 Qt Creator进行讲解，所以语言选择为 English，还将主题设置为 Flat Light。更改语言和主题后需要重新启动 Qt Creator 设置才会生效。
• Text Editor 设置。在对应界面可以设置文本编辑器的字体，设置各种类型文字的颜色，如关键字、数字、字符串、注释的颜色，也可以选择不同的配色主题。
• C++设置。在对应界面可以设置 C++代码样式，可以设置代码缩进方式和与按 Tab 键等效的空格数。

新建一个 GUI 项目

点击 Qt Creator 的菜单项 File→New File or Project，会出现图 1-10 所示的对话框。使用这个对话框可以创建多种类型的项目或文件。在对话框左侧的列表框中点击 Application(Qt)，中间的列表框中会列出可以创建的项目类型。

• Qt Widgets Application。基于界面组件的应用，也就是具有窗口的 GUI 程序，项目编程使用 C++语言。本书将此类项目称为 GUI 项目或应用项目，本书示例基本上都是此类项目。
• Qt Console Application。控制台应用，没有 GUI。一般是在学习 C/C++语言基础语法，只需简单的输入输出操作时才创建此类项目。
• Qt Quick Application。基于 Qt Quick 的应用，需要使用 QML 编程。

在图所示的对话框中选择 Qt Widgets Application 后，点击 Choose 按钮，会出现下图所示的新建项目向导。

在上图中设置好项目名称和存储路径后，点击 Next 按钮，会出现下图所示的选择构建系统的界面。可以选择 qmake 或 CMake，默认是 qmake。

这里选择 qmake 后点击 Next 按钮进入下一步，会出现下图所示的界面，用于设置窗口类名称，选择窗口基类。GUI 项目需要创建一个窗口，在 Base class 下拉列表框中选择一个窗口基类，有 3 种窗口基类可供选择。

• QMainWindow 是主窗口类，主窗口类具有菜单栏、工具栏和状态栏。
• QWidget 是所有界面组件类的基类，QWidget 可以作为独立的窗口，就是一个空白的窗口。
• QDialog 是对话框类，窗口具有对话框的显示效果，例如没有最大化按钮。

下一步之后，选择Kit 开发套件，开发套件隐含了所用的编译器。

Next 按钮后进入总结界面，显示项目存储路径和将要创建的文件清单，还可以为项目设置版本控制工具。我们不考虑版本控制，因此到这里就完成了项目的创建。

项目的文件组成和管理

使用向导创建项目 samp1_1 之后，在 Qt Creator 的左侧工具栏上点击 Edit 按钮，会显示图 1-15所示的界面。界面左侧有上下两个子窗口，上方的目录树显示了项目内文件的组织结构，目录树的顶层节点是项目名称节点 samp1_1。Qt Creator 可以打开多个项目，但是其中只有一个活动项目（active project），活动项目的项目名称节点的文字用粗体。在项目名称节点下面是项目内文件分组和各种源文件。

• samp1_1.pro 文件。这是使用 qmake 构建系统时的项目配置文件，包括关于项目的各种设置内容。
• Headers 分组。该节点下是项目内的 C++头文件（.h 文件），该项目有一个头文件 widget.h，它是窗口类的头文件。
• Sources 分组。该节点下是项目内的 C++源程序文件（.cpp 文件），该项目有两个 C++源程序文件：widget.cpp 是窗口类的程序文件，与 widget.h 文件对应；main.cpp 是包含 main()函数的文件。
• Forms 分组。该节点下是项目内的窗体文件（.ui 文件），也称为用户界面（user interface，UI）文件。该项目有一个 UI 文件 widget.ui

在Qt Creator 中内置的 Qt Designer，用于对 UI 文件进行界面可视化设计。窗口左侧是组件面板，具有多个分组的用于设计界面的组件。窗口中间是待设计的窗体，也就是文件 widget.ui 的显示效果。窗口右侧上方是对象检查器（Object Inspector），显示了窗体上所有组件的层次结构。窗口右侧下方是属性编辑器（Property Editor），在设计窗体上点击一个组件后，在属性编辑器里就可以显示和修改其属性。

从组件面板的 Display Widgets 分组里，将一个 Label（标签）拖放到设计的窗体上面。双击刚刚放置的标签，可以编辑其显示文字，将文字内容修改为“Hello World”。在属性编辑器里修改标签的 font 属性，将 Point Size 设置为 15，勾选 Bold 复选框。

项目的构建、调试与运行

点击主窗口左侧工具栏上的 Projects 按钮，会切换到下图所示的 Projects 设置界面。

界面左侧一栏的 Build & Run 下面显示了所有开发套件，点击某个套件其就会变为粗体字显示，表示这是当前使用的开发套件。开发套件有快捷菜单，可以为项目启用或禁用某个开发套件。

每个开发套件又有 Build 和 Run 两个设置界面。在 Build 设置界面上，有一个 Shadow build复选框(见上图 )。如果勾选此复选框，构建项目后将在项目的同级目录下创建一个输出文件夹，文件夹名称包含套件和构建模式信息。如果不勾选此复选框，构建后 Qt Creator 将在项目的目录下创建文件夹 debug 和 release 用于存放输出文件。对于一般的示例项目不需要勾选 Shadow build复选框，只有在需要输出多种构建版本的输出文件时才勾选此复选框。对于项目的 Build 和 Run设置界面的其他选项都采用默认设置即可。

设计好 UI 文件 widget.ui 的可视化界面，并设置好开发套件之后，就可以对项目进行构建、调试或运行。主窗口左侧工具栏下方有 4 个工具按钮，其功能如表 1-2 所示。

在运行程序时会出现的问题

1、无法找到入口

是因为Qt 打包发布exe 缺少或者加载错误的 Qt libstdc++-6.dll 报错。

解决方案：

1、手动赋值一个libstdc++-6.dll 到samp1_1.exe 目录下。

2、通过windeployqt.exe 创建应用程序发布包，会将一系列库文件等加载到指定目录。如下图在Project 中 Build Setting 中的 Build Steps 中添加一步，可以解决上面问题。