Qt类库介绍

QT类库

QT核心特点

• QT是一个跨平台开发的类库。
• QT的元对象编译器MOC是一个预处理器，在源程序被编译前先将这些QT特性的程序转为标准的C++兼容的形式，然后再有标准的C++编译器进行编译。也就是为什么在使用信号和槽的机制的类里，必须添加一个Q_OBJECT宏的原因，只有添加了这个宏，moc才能对类里的信号与槽代码进行预处理。
• QT Core模块是qt类库的核心。

QT元对象系统

• 元对象系统由三个基础组成：（1）QObject类是所有使用元对象系统类的基类。（2）在一个类的private部分申明Q_OBJECT宏，使得类可以使用元对象的特性，如动态属性，信号与槽。（3）MOC为每个QObject的子类提供必要的代码来实现元对象系统的特性；构建项目时MOC工具读取C++源文件，当它发现类的定义里有Q_OBJECT宏时，它会为这个类生成另外一个包含有元对象支持代码的C++源文件，这个生成的源文件连同类的实现文件一起被编译和连接。

元对象的其它功能

• QObject::metaObject()函数返回关联的元对象，元对象类QMetaObject包含了访问元对象的一些接口函数。
• QMetaObject::newInstance()函数创建类的一个新的实例。
• QObject::inherits(const char* className)函数判断一个对象实例是否是名称为className的类或QObject的子类的实例。
• QObject::tr()和QObject::reUtf8()函数可翻译字符串，用于多语言界面设计。
• QObject::setProperty()和QObject::property()用于通过属性名动态设置和获取属性值。

属性系统

• QT提供了一个Q_PROPERTY()宏可以定义属性，他也是基于元对象系统实现的。
• 动态属性，定义了属性后，可以通过QObject::setProperty()函数设置属性值；可以通过QObject::property()函数来获取属性值。
• 类的附加信息：属性系统还有一个宏Q_CLASSINFO(),可以为类的元对象定义“名称--值信息”。

信号与槽

• connect()函数有多种重载
• 不管是那种参数形式的connect()函数，最后都会有一个参数Qt::ConnectionType type,默认值为Qt::AutoConnection.枚举类型Qt::ConnectionType表示信号与槽之间的关联方式，有Qt::AutoConnection(缺省值)：如果信号的接受者和发送这在同一个线程，就使用Qt::DirectConnection方式；否则使用QT::QUeuedConnection方式，在信号发射时自动确定关联方式；Qt::DirectionConnection：信号被发射时槽函数立即执行，槽函数和信号在同一个线程；Qt::QueuedConnection:在时间循环回到接收者线程后执行槽函数，槽函数与信号在不同的线程；Qt::BlockingQueuedConnection：与Qt::QueuedConnection相似，只是信号线程会阻塞直到槽函数执行完毕，当信号和槽在同一个线程时绝对不能使用这种方式，否则会造成死锁。
• 使用Sender()获得信号发射者。例如在QSpinx的ValueChanged(int)信号的槽函数里，可以通过Sender()和qobject_cast获得信号发射者的指针，从而对信号发射者进行操作。QSpinBox *spinBox=qobject_caet<QSpinBox *>(sender());
• 自定义信号以及其使用：在自己设计的类里也可以自定义信号，信号就是在类定义里声明的一个函数，无需实现，只需要发射（emit）。信号函数必须是无返回值的函数，但是可以有输入参数。

Qt全局定义

头文件包含了Qt类库的一些全局定义，包括基本的数据类型，函数，和宏，一般Qt类的头文件都会包含该头文件。

数据类型定义

• 为了确保在各个平台上个数据类型都有统一确定的长度，Qt为各种常见的数据类型定义了类型符号。
• 数据类型定义如下图所示：
  
  

函数

• 头文件包含一些常用函数的定义，这些函数多以模板类型作为参数，返回相应的模板类型。

• 中常用的全局函数定义如下图所示：
  
  

• 还有一些基础的数学运算函数在头文件中定义。

宏定义

• 头文件中定义了很多宏。

常用的宏

• QT_VERSSION 这个宏展开为数值形式0xMMNNPP表示QT编译器版本，例如Qt编译器版本为Qt5.9.1，则QT_VERSION为0x050901。这个宏常用语条件编译设置，根据qt版本不同，编译不同的代码段。
• QT_VERSION_CHECK 这个宏展开为Qt版本号的一个整数表示。
• QT_VERSION_STR 这个宏展开为Qt版本号的字符串，如“5.9.0”
• Q_BYTE_ORDER,Q_BIG_ENDIAN和Q_LITTLE_ENDIAN；Q_BYTE_ORDER表示系统内存中数据的字节序，Q_BIG_ENDIAN表示大端字节序，Q_LITTLE_ENDIAN表示小端字节序。在判断系统字节序时会用到。
• Q_DECL_IMPORT和Q_DECL_EXPORT 在使用或设计共享库时，用于导出库的内容。
• Q_DECL_OIVERRIDE 在类定义中，用于重载一个虚函数，使用此宏后，如果重载的虚函数没有进行任何重载操作，编译器将会报错。
• Q_DECL_FINAL 这个宏将一个虚函数定义为最终级别，不能再被重载，或定义一个类不能再被继承。
• Q_UNUSED(name) 这个宏用于在函数中定义不在函数体力使用的参数。
• foreach(variable,container) 用于容器类的遍历。
• forever 用于构造一个无限循环。
• qDebug(const char * message,...) 在debugger窗体显示信息，如果编译器设置了Qt_NO_DEBUG_OUTPUT,则不作任何输出。类似的宏还有qWarning，qCritical，qFatal,qInfo,也是用于在debugger窗体显示信息。

容器类

Qt容器类比标准模板库（STL）中的容器类更轻巧，安全和易于使用。这些容器类是掩式共享和可重入的，而且他们进行了速度和存储优化，他们是线程安全的，也就是说他们作为制度容器可被多个线程访问。

顺序容器类

• Qt的顺序容器类有QList,QLinkedList,QVector,QStack和QQueue。
• QList是最常用的容器类，基于数组列表的形式实现的。
• QLinkedList是链式列表，数据项不是用连续的内存存储的，它基于迭代器访问数据项。
• QVector提供动态数组的功能，以下标索引访问数据；QVector的性能比QList更高，因为QVector的数据项是连续存储的。
• QStack是提供类似于堆栈的后入先出操作的容器类，push（）和pop（）是主要的接口函数。
• QQueue是提供与类似于队列先入先出操作的容器类，enqueue（）和dequeue（）是主要的操作函数。

关联容器类

• 关联容器类包括QMap,QMultiMap,QHash,QMultiHash,QSet。
• QMultiMap和QMultiHash支持一个键关联多个值，QHash和QMultiHash类使用散列函数进行查找，查找的速度更快。
• QSet是基于散列表的集合模板类，他存储数据的顺序是不定的，查找值的速度非常快。QSet内部就是用QHash实现的。
• QMap<Key,T>提供一个字典，一个键映射一个值，QMap存储数据是按照键的顺序，如果不在乎存储顺序，使用QHash会更快。
• QMultiMap是map的子类，是用于处理多只映射的便利类。QMa正常情况下是不允许多值映射，除非使用QMap::insertMulti()添加键值对。
• QHash是基于散列表来实现字典功能的模板类，QHash<Key,T>存储的键值对具有非常快的查找速度。QHash和QMap，前者比后者的查找速度快；在后者上遍历时，数据项是按照键排序的，而前者的数据项是任意顺序的；QMap的键必须提供“<”运算符，QHash的键必须提供“==”运算符和一个名称为qHash()的全局散列函数。
• QMultiHash是QHash的子类，是用于处理多只映射的便利类。

容器类的迭代

迭代器(iterator)为访问容器类里的数据项提供了统一的方法；Qt有两种迭代器类：Java类型迭代器和STL类型的迭代器。

• Java类型的迭代器更易于使用，且提供了一些高级的功能，而STL类型的迭代器效率更高。
• Qt还提供了一个关键字foreach（里定义的一个宏）用于方便地访问容器里所有数据项。

Java类型迭代器

对于每个容器类，有两个java类型迭代器：一个用于只读操作，一个用于读写操作，每个迭代器和容器类的迭代关系如下图所示：



Java类型的迭代器的指针不是指向下一个数据项，而是在数据项之间。

STL类型迭代器

STL迭代器与Qt和STL的原生算法兼容，并且进行了速度优化，对于每一个容器类，都有两个STL类型迭代器，一个用于制度访问，一个用于读写访问，无需修改数据时一定使用制度迭代器，因为速度更快；STL类型迭代器是是数组的指针，所以++运算符使迭代器指向下一个数据项，“*”运算符返回数据项内容。与Java类型迭代器不同，STL迭代器直接指向数据项。STL迭代器类型如下所示：

foreach可以遍历集合中所有的项

Qt类库模块

Qt类库里大量的类根据功能分为各种模块，这些模块又分为几大类。

• Qt基本模块：提供Qt在所有平台上的基本功能。
• Qt附加木块：实现一些特定功能的提供附加价值的模块。
• 增值模块：单独发布的提供额外价值的模块或工具。
• 技术预览模块：一些处于开发阶段，但是可以作为技术预览使用的模块。
• Qt工具：帮助应用程序开发的一些工具。

QT基本模块

Qt基本模块是Qt在所有平台上的基本功能，他们在所有的平台和目标平台上都可以用。具体的模块如下图所示：

• Qt Core模块是Qt类库的核心，其它所有的模块都依赖于此模块，如果是用qmake构建项目，则Qt Core模块是自动被加入到项目的。
• Qt GUI模块提供了用于开发GUI应用程序必要的类，使用qmake构建应用程序时，Qt GUI模块是自动被加入项目的，如果不使用GUI功能，则需要在项目配置文件中加入如下一行：QT -=gui
• 其它模块一般不会被自动加入到项目中，如果需要在项目中用某个模块，则可以在项目配置中个添加此模块，例如Qt Network则需要在配置文件中加入：“QT += network”

Qt附加模块

Qt附加模块可以实现一些特定目的，这些模块可能只能在某些平台上有，或只能用于某些操作系统，或只是为了向后兼容。用户安装时可以选择性的安装这些附加模块。Qt附加模块列表（未烈出一些过时的模块，以及专门用于QML或QtQuick的模块）如下图所示：

Qt增值模块

除了随Qt5发布的上述这些模块，还有一些模块是单独发布的，这些模块只在商业版许可的Qt里才有。

技术预览模块

还处于开发和测试阶段的模块。

Qt工具

Qt工具在所有支持的平台上都可以使用，用于帮助应用程序的开发和设计，Qt工具如下图所示：