Qt 6 C++开发指南

本书以Qt 6为开发平台，系统介绍如何用Qt C 开发应用程序。首先介绍Qt C 应用程序的基本结构、界面可视化设计和布局管理方法、元对象系统的功能及其应用等基本内容，然后深入讲解常用界面组件、模型/视图结构、事件处理、对话框和多窗口程序设计、文件读写等功能的编程方法，以及数据库、多线程、网络、多媒体、图表、数据可视化、串口通信等功能模块的使用。本书内容丰富，辅以大量精心设计的完整示例程序，涵盖进行GUI程序设计所需掌握的各种技术主题。

王维波，博士，中国石油大学（华东）教师，主要从事仪器仪表开发的教学和科研工作。著有《STM32Cube 高效开发教程》，曾开发多个工业应用嵌入式系统和专业数据处理软件。 栗宝鹃，博士，中水北方勘测设计研究有限责任公司高级工程师，主要从事工程勘察、综合地球物理探测与检测中的数据处理、解译与成像等工程应用和研究工作。 侯春望，硕士，中国石油大学（华东）教师，主要从事单片机系统和应用软件开发方面的教学和研究工作，精通Qt C 编程，曾开发多个专业应用软件。

第 1章　认识Qt　　1

1.1　Qt简介　　1

1.1.1　Qt的跨平台开发能力　　1

1.1.2　Qt的许可类型和安装包　　2

1.1.3　Qt支持的开发语言　　3

1.1.4　Qt 6新特性　　4

1.2　Qt的安装　　5

1.2.1　本书使用的Qt版本　　5

1.2.2　安装Qt　　5

1.2.3　安装后的Qt　　8

1.3　编写一个Hello World程序　　9

1.3.1　Qt Creator简介　　9

1.3.2　新建一个GUI项目　　10

1.3.3　项目的文件组成和管理　　12

1.3.4　项目的构建、调试与运行　　13

第 2章　GUI程序设计基础　　15

2.1　GUI程序结构与运行机制　　15

2.1.1　GUI项目文件组成　　15

2.1.2　项目配置文件　　15

2.1.3　UI文件　　17

2.1.4　主程序文件　　18

2.1.5　窗口相关的文件　　19

2.2　可视化UI设计　　23

2.2.1　窗口界面可视化设计　　24

2.2.2　界面组件布局管理　　25

2.2.3　信号与槽简介　　28

2.2.4　信号与槽的使用　　29

2.2.5　为应用程序设置图标　　31

2.2.6　Qt项目构建过程基本原理　　32

2.3　代码化UI设计　　33

2.3.1　示例功能概述　　33

2.3.2　示例功能实现　　33

2.4　使用CMake构建系统　　36

2.4.1　CMake项目配置　　37

2.4.2　CMake项目构建　　38

2.4.3　使用cmake-gui生成Visual Studio项目　　40

2.5　Qt Creator使用技巧　　41

2.5.1　文本编辑器使用技巧　　42

2.5.2　项目管理　　42

2.5.3　代码模型　　42

第3章　Qt框架功能概述　　44

3.1　Qt 6框架中的模块　　44

3.1.1　Qt基础模块　　44

3.1.2　Qt附加模块　　45

3.2　Qt全局定义　　45

3.2.1　数据类型定义　　46

3.2.2　函数　　46

3.2.3　宏定义　　47

3.3　Qt的元对象系统　　47

3.3.1　元对象系统概述　　48

3.3.2　运行时类型信息　　50

3.3.3　属性系统　　51

3.3.4　信号与槽　　53

3.3.5　对象树　　57

3.3.6　元对象系统功能测试示例　　58

3.4　容器类　　63

3.4.1　顺序容器类　　63

3.4.2　关联容器类　　65

3.4.3　遍历容器的数据　　66

3.5　其他常用的基础类　　68

3.5.1　QVariant类　　68

3.5.2　QFlags类　　69

3.5.3　QRandomGenerator类　　70

第4章　常用界面组件的使用　　72

4.1　界面组件概述　　72

4.1.1　常用的界面组件　　72

4.1.2　QWidget类的主要属性和接口函数　　76

4.2　布局管理　　78

4.2.1　布局管理相关的类　　79

4.2.2　布局可视化设计及其代码原理　　80

4.3　QString字符串操作　　83

4.3.1　QString简介　　83

4.3.2　QChar的功能　　84

4.3.3　QChar主要功能测试　　86

4.3.4　QString字符串常用操作　　88

4.3.5　QString字符串常用功能测试　　93

4.3.6　QString字符串与数值的转换　　94

4.3.7　QString字符串与数值转换示例　　98

4.4　QSpinBox和QDoubleSpinBox　　100

4.4.1　QSpinBox类和QDoubleSpinBox类　　100

4.4.2　示例程序　　101

4.5　常用的按钮组件　　102

4.5.1　各按钮类的接口详解　　103

4.5.2　示例程序功能实现　　104

4.6　QSlider和QProgressBar　　106

4.6.1　各组件类的主要属性和接口函数　　106

4.6.2　示例程序功能实现　　108

4.7　日期时间数据　　109

4.7.1　表示日期时间数据的类　　109

4.7.2　日期时间数据的界面组件　　113

4.7.3　示例程序功能实现　　115

4.8　QTimer和QElapsedTimer　　116

4.8.1　QTimer类　　116

4.8.2　QElapsedTimer类　　117

4.8.3　示例程序功能实现　　118

4.9　QComboBox　　121

4.9.1　QComboBox类　　121

4.9.2　示例程序功能实现　　122

4.10　QMainWindow和QAction　　125

4.10.1　窗口界面可视化设计　　125

4.10.2　QAction类　　128

4.10.3　QToolBar类　　130

4.10.4　QStatusBar类　　130

4.10.5　混合式UI设计　　131

4.10.6　QPlainTextEdit的使用　　133

4.11　QToolButton和QListWidget　　135

4.11.1　窗口界面可视化设计　　135

4.11.2　QToolButton与界面补充创建　　137

4.11.3　QListWidget的操作　　140

4.11.4　创建右键快捷菜单　　145

4.12　QTreeWidget　　146

4.12.1　窗口界面可视化设计　　146

4.12.2　QTreeWidget类　　148

4.12.3　QTreeWidgetItem类　　151

4.12.4　示例中QTreeWidget的操作　　153

4.12.5　用QLabel和QPixmap显示图片　　159

4.12.6　示例中QDockWidget的操作　　160

4.13　QTableWidget　　161

4.13.1　窗口界面可视化设计和初始化　　161

4.13.2　QTableWidget类　　163

4.13.3　QTableWidgetItem类　　165

4.13.4　示例中QTableWidget的操作　　166

第5章　模型/视图结构　　171

5.1　模型/视图结构概述　　171

5.1.1　模型/视图结构基本原理　　171

5.1.2　模型　　172

5.1.3　视图　　172

5.1.4　代理　　173

5.1.5　模型/视图结构的一些概念　　173

5.1.6　QAbstractItemModel类　　175

5.1.7　QAbstractItemView类　　177

5.2　QStringListModel和QListView　　178

5.2.1　QStringListModel类　　179

5.2.2　示例程序功能实现　　179

5.3　QStandardItemModel和QTableView　　182

5.3.1　QTableView类　　183

5.3.2　QStandardItemModel类　　183

5.3.3　QStandardItem类　　185

5.3.4　QItemSelectionModel类　　187

5.3.5　示例程序功能实现　　188

5.4　自定义代理　　194

5.4.1　自定义代理的功能　　195

5.4.2　QStyledItemDelegate类　　195

5.4.3　设计自定义代理类　　196

5.4.4　使用自定义代理类　　199

5.5　QFileSystemModel和QTreeView　　199

5.5.1　QFileSystemModel类　　200

5.5.2　QTreeView类　　202

5.5.3　示例程序功能实现　　202

第6章　事件处理　　205

6.1　Qt的事件系统　　205

6.1.1　事件的产生和派发　　205

6.1.2　事件类和事件类型　　207

6.1.3　事件的处理　　209

6.1.4　典型事件处理示例　　210

6.2　事件与信号　　213

6.2.1　函数event()的作用　　213

6.2.2　事件与信号编程示例　　214

6.3　事件过滤器　　216

6.3.1　事件过滤器工作原理　　217

6.3.2　事件过滤器编程示例　　217

6.4　拖放事件与拖放操作　　218

6.4.1　拖放操作相关事件　　219

6.4.2　外部文件拖放操作示例　　219

6.5　具有拖放操作功能的组件　　222

6.5.1　示例窗口类定义和初始化　　223

6.5.2　拖放操作属性的显示　　224

6.5.3　拖放操作属性的设置　　226

6.5.4　通过事件过滤器实现项的删除　　227

第7章　对话框和多窗口程序设计　　228

7.1　标准对话框　　228

7.1.1　QFileDialog对话框　　229

7.1.2　QColorDialog对话框　　231

7.1.3　QFontDialog对话框　　232

7.1.4　QProgressDialog对话框　　232

7.1.5　QInputDialog标准输入对话框　　233

7.1.6　QMessageBox消息对话框　　236

7.2　设计和使用自定义对话框　　237

7.2.1　QDialog类　　238

7.2.2　示例功能概述　　239

7.2.3　主窗口类定义和初始化　　240

7.2.4　TDialogSize对话框的设计和使用　　242

7.2.5　TDialogHeaders对话框的设计和使用　　244

7.2.6　TDialogLocate对话框的设计和使用　　245

7.3　多窗口应用程序设计　　249

7.3.1　窗口类重要特性的设置　　249

7.3.2　多窗口应用程序设计示例　　251

7.4　MDI应用程序设计　　258

7.4.1　QMdiArea类　　259

7.4.2　QMdiSubWindow类　　261

7.4.3　MDI应用程序设计示例　　261

7.5　Splash与登录窗口　　266

7.5.1　Splash登录对话框的界面设计和类定义　　267

7.5.2　TDialogLogin类的功能实现　　268

7.5.3　TDialogLogin对话框的使用　　271

第8章　文件系统操作和文件读写　　272

8.1　文件操作相关类概述　　272

8.1.1　输入输出设备类　　272

8.1.2　文件读写操作类　　273

8.1.3　特定格式文件的读写　　274

8.2　目录和文件操作　　274

8.2.1　示例设计概述　　275

8.2.2　QCoreApplication类　　277

8.2.3　QFile类　　277

8.2.4　QFileInfo类　　279

8.2.5　QDir类　　280

8.2.6　QTemporaryDir类　　283

8.2.7　QTemporaryFile类　　284

8.2.8　QFileSystemWatcher类　　285

8.3　读写文本文件　　287

8.3.1　用QFile读写文本文件　　287

8.3.2　用QSaveFile保存文件　　291

8.3.3　结合使用QFile和QTextStream读写文本文件　　292

8.4　读写二进制文件　　295

8.4.1　基础知识和工具软件　　295

8.4.2　QDataStream类　　297

8.4.3　使用预定义编码方式读写文件　　299

8.4.4　使用原始二进制数据方式读写文件　　308

第9章　数据库　　316

9.1　Qt数据库编程概述　　316

9.1.1　Qt SQL模块　　316

9.1.2　SQLite数据库简介　　318

9.1.3　本章示例数据库　　318

9.2　QSqlTableModel的使用　　319

9.2.1　主要的类和基本工作原理　　320

9.2.2　示例窗口界面设计和类定义　　323

9.2.3　打开数据库　　324

9.2.4　其他功能的实现　　332

9.3　QSqlQueryModel的使用　　336

9.3.1　QSqlQueryModel类　　336

9.3.2　使用QSqlQueryModel实现数据查询　　337

9.4　QSqlQuery的使用　　341

9.4.1　QSqlQuery类　　342

9.4.2　QSqlQuery使用示例　　344

9.5　QSqlRelationalTableModel的使用　　352

9.5.1　数据表之间的关系　　352

9.5.2　QSqlRelationalTableModel类的作用　　353

9.5.3　QSqlRelationalTableModel类的主要接口函数　　354

9.5.4　示例程序设计　　355

第 10章　绘图　　358

10.1　QPainter绘图　　358

10.1.1　QPainter绘图系统　　358

10.1.2　创建示例　　360

10.1.3　QPen的主要功能　　361

10.1.4　QBrush的主要功能　　362

10.1.5　渐变填充　　363

10.1.6　QPainter绘制基本图形　　367

10.2　坐标系统和坐标变换　　370

10.2.1　坐标变换　　370

10.2.2　坐标变换绘图实例　　371

10.2.3　视口和窗口　　373

10.2.4　绘图叠加的效果　　375

10.3　图形/视图架构　　376

10.3.1　场景、视图与图形项　　377

10.3.2　图形/视图架构的坐标系　　378

10.3.3　图形/视图架构相关的类　　379

10.3.4　图形/视图架构示例程序　　381

10.4　图像处理　　386

10.4.1　图像表示和图像处理概述　　387

10.4.2　QImage类　　389

10.4.3　图像处理示例程序　　393

10.4.4　打印功能的实现　　401

第 11章　自定义插件和库　　406

11.1　设计和使用自定义界面组件　　406

11.1.1　设计自定义界面组件类TBattery　　406

11.1.2　使用自定义界面组件　　409

11.2　设计和使用Qt Designer Widget插件　　410

11.2.1　创建Qt Designer Widget插件项目　　411

11.2.2　插件项目中各文件的功能实现　　412

11.2.3　插件的编译与安装　　415

11.2.4　使用自定义Widget插件　　416

11.3　创建和使用静态库　　418

11.3.1　创建静态库　　418

11.3.2　使用静态库　　420

11.4　创建和使用共享库　　421

11.4.1　创建共享库　　421

11.4.2　使用共享库　　423

第 12章　Qt Charts　　425

12.1　Qt Charts模块概述　　425

12.1.1　一个简单的QChart绘图程序　　425

12.1.2　图表的主要组成部分　　427

12.2　通过QChart绘制折线图　　429

12.2.1　主窗口类定义和初始化　　429

12.2.2　QPen属性设置对话框设计　　432

12.2.3　图表各组成部件的属性设置　　434

12.3　图表交互操作　　444

12.3.1　图表交互操作概述　　444

12.3.2　自定义图表视图类TChartView　　446

12.3.3　主窗口设计和初始化　　449

12.3.4　交互操作功能的实现　　451

12.4　饼图和各种柱状图　　455

12.4.1　主窗口设计和数据准备　　455

12.4.2　柱状图　　459

12.4.3　堆叠柱状图　　464

12.4.4　百分比柱状图　　465

12.4.5　饼图　　467

第 13章　Qt Data Visualization　　470

13.1　Data Visualization模块概述　　470

13.2　三维柱状图　　471

13.2.1　示例主窗口设计　　472

13.2.2　初始化创建三维柱状图　　473

13.2.3　其他功能的实现　　477

13.3　三维散点图　　483

13.3.1　绘制三维散点图　　483

13.3.2　散点数据管理　　486

13.4　三维曲面图　　487

13.4.1　一般的三维曲面图　　488

13.4.2　三维地形图　　493

第 14章　多线程　　495

14.1　使用QThread创建多线程程序　　495

14.1.1　QThread类简介　　495

14.1.2　掷骰子的多线程应用程序　　496

14.2　线程同步　　500

14.2.1　线程同步的概念　　500

14.2.2　基于互斥量的线程同步　　501

14.2.3　基于读写锁的线程同步　　504

14.2.4　基于条件等待的线程同步　　506

14.2.5　基于信号量的线程同步　　510

第 15章　网络　　515

15.1　主机信息查询　　515

15.1.1　QHostInfo类和QNetworkInterface类　　515

15.1.2　QHostInfo类的使用　　516

15.1.3　QNetworkInterface类的使用　　518

15.2　TCP通信　　519

15.2.1　TCP通信相关的类　　520

15.2.2　TCP服务器端程序设计　　522

15.2.3　TCP客户端程序设计　　526

15.3　UDP通信　　528

15.3.1　QUdpSocket类　　528

15.3.2　UDP单播和广播　　529

15.3.3　UDP组播　　533

15.4　基于HTTP的网络应用程序　　536

第 16章　多媒体　　540

16.1　多媒体模块功能概述　　540

16.2　播放音频　　541

16.2.1　QMediaPlayer功能概述　　541

16.2.2　基于QMediaPlayer的音乐播放器　　543

16.2.3　使用QSoundEffect播放音效文件　　549

16.3　录制音频　　549

16.3.1　QMediaRecorder类功能概述　　549

16.3.2　示例功能实现　　550

16.4　采集和播放原始音频数据　　554

16.4.1　QAudioSource类和QAudioSink类功能概述　　554

16.4.2　示例程序功能概述　　556

16.4.3　采集原始音频数据　　557

16.4.4　播放原始音频数据　　563

16.5　播放视频文件　　565

16.5.1　在QVideoWidget上播放视频文件　　565

16.5.2　在QGraphicsVideoItem上播放视频文件　　569

16.6　摄像头的使用　　570

16.6.1　摄像头控制概述　　570

16.6.2　示例主窗口类定义和初始化　　573

16.6.3　拍照　　578

16.6.4　录像　　579

第 17章　串口编程　　581

17.1　Qt Serial Port模块概述　　581

17.1.1　QSerialPortInfo类　　581

17.1.2　QSerialPort类　　581

17.2　串口编程示例：ESP8266模块通信程序　　583

17.2.1　自定义标签类TMyLabel的设计和使用　　585

17.2.2　主窗口类定义和初始化　　585

17.2.3　通过串口读写数据　　587

第 18章　其他工具软件和技术　　591

18.1　多语言界面　　591

18.1.1　多语言界面程序设计概述　　591

18.1.2　多语言界面程序设计示例　　593

18.2　Qt样式表　　597

18.2.1　QSS的作用　　597

18.2.2　QSS的句法　　598

18.2.3　样式表的使用　　603

18.3　Qt应用程序的发布和安装　　605

18.3.1　Windows平台上的Qt应用程序发布　　605

18.3.2　制作安装文件　　607

附录　缩略词　　612