初识QT（上篇）：What Qt

前言 & 说明

前言

前言： 之前说要share的qt相关知识，我终于来同步博客了！
why笔记与博客不同步：因为从我自己的笔记同步过来会有格式调整和相关的知识maybe会扩充，而且写的角度不同，所以更新并不是同步的。
更新章节安排：博客我打算按照每个章节来更新：具体可以看我之前笔记的目录。这里直接看我的QT八股系列笔记。
2W字-35页PDF谈谈自己对QT某些知识点的理解

说明

下面是我部分项目的相关记录，所以我对QT知识点的理解也是从项目本身可能涉及到的知识点整理。所以如果有不对的地方，也欢迎大家指正。

初识QT

这里与八股系列笔记不同，笔者我这篇笔记主要是用来简单的介绍什么是QT，也就是初识QT啦。其中更多知识我会编排在我的QTB股系列笔记中，感兴趣的童鞋再去我的八股系列笔记中看吧。（PS：下面PPT是自己做的，八股系列我不会更新PPT系列笔记）

这里主要会介绍一下QT，QT的核心机制及一些常用的类的相关知识点。

同样地，笔者我也是把其分为上中下三个篇章
上篇主要介绍whatQt（也就是Qt是上面，相关的发展历程及常用的模块及主要的内容）以及why Qt的开头介绍。

1.1 QT的what

首先，先大概了解一下QT是什么。（ ps: 后面1.3会讲QT与其他框架的区别 )

1. 介绍

Qt 是一个跨平台的C++的 GUI 应用程序开发框架，可以适用于绝大多数操作系统和设备，包括Windows、Linux 和 macOS 等桌面设备，Android、IOS、WP等移动设备、MCU等。可以支持GUI程序和非GUI程序（如控制台工具和服务器）等的开发，是完全面向对象的框架，容易扩展，并且允许真正的组件编程。

• 思考1：为什么QT可以跨平台，底层是什么在做支撑？
  核心在于QT所支持的平台底层API上：

  • 抽象底层操作系统接口，同时提供相应的平台相关模块
  • 提供一致的API层
  • 预编译和预打包技术
    
    其中，GDI是Windows下图形绘制及显示的主要API，Carbon是Mac OS X下应用程序开发环境。
    注：GDI是集成到Windows内核的，而X Windows只是Linux系统的应用软件。

• 思考2：作为一种组件化编程框架，QT与React的区别在哪里？

  1. QT是基于C++的，而React是基于JS的
  2. QT更加适用于需要更高性能、底层控制和跨平台支持的应用，特别是涉及到桌面应用和嵌入式系统开发；
     而且React则更加适用于Web和移动端应用的开发，尤其是在快速构建响应式用户界面方面的表现比较出色。

• 思考3：QT与C++的关系
  Qt是一个基于C++的跨平台应用程序开发框架。Qt通过使用C++语言进行开发，并提供了许多特殊的功能和机制，以便更好地满足应用程序开发的需求。以下是Qt与C++之间的关系：

  • 基于C++语言实现：Qt是使用C++语言开发的，因此开发人员可以使用C++的所有功能和特性，例如强类型、面向对象编程、模板和运算符重载等。开发人员可以通过C++来定义和实现自定义的类、数据结构和算法，以及处理业务逻辑和应用程序的行为。
  • 跨平台性：C++具有出色的跨平台性，而Qt框架则进一步加强了这一特性。Qt提供了一致的API和功能，可以轻松地编写一次代码，然后在不同的平台上进行编译和运行，包括Windows、macOS、Linux、iOS和Android等。因此，开发人员可以使用C++和Qt来构建可移植的跨平台应用程序。
  • 提供丰富的功能和工具：Qt为C++开发人员提供了丰富的功能和工具，使得开发大型应用程序变得更加容易。其中包括GUI开发、图形渲染、多线程、网络通信、数据库访问、XML处理等。Qt还提供了许多开发人员友好的工具和IDE，如Qt Creator，以帮助开发人员更高效地开发和调试应用程序。
  • 对C++进行了扩展和封装：Qt框架对C++进行了扩展和封装，提供了许多特殊的功能和机制。其中包括信号槽机制、元对象系统、属性系统、事件处理、并发编程等。这些功能和机制使得开发人员能够以更直观、高效的方式编写应用程序，并提高应用程序的可维护性和可扩展性。
  • 广泛应用于C++开发者社区：Qt在C++开发者社区中非常流行和广泛应用。很多C++开发者选择Qt作为他们开发图形界面和跨平台应用程序的首选框架。Qt提供了丰富的类库和工具，使得C++开发者能够更加高效地开发和维护应用程序。

2. 发展历程

这里我主要是框架/语言及其他方面罗列出几个重要的事件节点

其实从QT的发展来看，也可以看出开源社区的支持对语言的生态是十分重要的。随着2020年QT6.0的发布来说的话，也可以看出GUI框架也是朝着工程化（包括模块化）的方向发展的。

在QT的发展历程中，笔者我也比较关注QT对除C++以外的语言支持，尤其是Python，因为我本身做的项目就是就是基于PYQT的，因为我开始接触QT的时候还没有QT6，所以我多数以往的项目是基于PYQT5的。现在企业做QT应用的也大多数是基于C++或者Python，这个后面1.4笔者我也会介绍相关的区别。

如果想了解更多QT未来的发展，可参考：QT的这篇博客https://endoflife.date/qt

3. QT架构的主要内容

前面了解了什么是QT以及QT整体的架构发展，那QT框架是怎么样的？包含哪些内容呢？
从上图中，同样可以看出QT支持C++、python、Javascript等语言，所面向的平台包括PC/移动端、嵌入式及网站等。官方把QT框架分成两个主要部分：

• Essentials：基础模块，定义了Qt在所有平台上的基础。
  
• Add-Ones：扩展模块，可能仅在某些开发平台上可用。许多扩展模块要么是功能完整的，并存在向后兼容性，要么仅适用于某些平台。
  

4.QT的常用模块

下面同样是官方给出的模块:

常见基础模块的介绍可参考下图：

注：该图来源于：Qt框架及模块认识

在日常开发中，最常用的模块应该就是下面5个了，主要是可视化，数据交互等：

• QtCore：提供了 Qt 的核心功能，例如基本的非 GUI 类、线程和事件处理等。
• QtGui：提供用户界面（UI）类，例如窗口部件、按钮、标签等。此外，它还包含 QPainter 和 QPalette 等绘图和调色板类。
• QtWidgets：是 QtGui 模块的子集，提供了一套完整的可视化 UI 控件库，例如按钮、文本编辑器、表格等，用于构建跨平台的桌面应用程序。
• QtNetwork：提供网络编程类，用于创建 TCP 和 UDP 客户端和服务器，以及处理套接字和 HTTP 请求。
• QtSql：提供简单易用的数据库访问 API，用于在 Qt 中连接、查询和操作数据源中的数据。

1.2 QT的 why

在选择框架时，一般是根据框架与当前主要需求的最佳适配度（包括优点等）来做选择。因此，我们需要了解相应框架在所处的地位，以及与其他框架相比较下的优劣势及核心是什么。所以，接下来笔者我讲从核心机制、及与其他框架对比，QT的优劣势及当前QT的主要应用场景等三个角度来描述Why QT。

1. QT的核心机制

首先，什么是QT的核心机制？
Qt的核心机制是指Qt框架的基础机制，主要包括一下几个方面（但这并不说明Qt的机制仅限于此，只是把框架中更加核心的部分抽出来说明，比如框架中常见比较重要的也有视图模型，界面管理机制，数据管理等等，但由于这些都比较相通，所以这里并没有抽离出来）：

• 元对象系统（Meta Object System）
  • 官方介绍链接：The Meta-Object System
    Qt的元对象系统（Meta Object System）是Qt对原有C++进行的一些扩展，主要是为实现对象间更加高效的通信 （主要原因）而引入的，其提供了用于内部对象通讯（inter-object communication）的信号与槽机制 （signals and slots mechanism），运行时类型信息（run-time type information）以及动态属性系统（dynamic property system）, 可以在运行时动态获取并操作一个类的元数据，包括类名、继承信息、信号和槽、属性等。
  • 元对象系统基于三件事：
    1. QObject类为可以利用元对象系统的对象提供了一个基类。
    2. 类声明的private部分中的Q_OBLOG宏用于启用元对象特性，如动态属性、信号和插槽。
    3. 元对象编译器（moc）为每个QObject子类提供实现元对象特性所需的代码。

    如何理解上面所说的基于三件事？
    简单来说就是一个系统它如果是元对象系统，那么首先，它必须继承QObject类，而且必须在类声明中添加Q_OBLOG宏和元对象编译器（moc)对象。
    因此，元对象系统在Qt中主要由以下三部分构成：QObject 类、Q_OBJECT 宏和元对象编译器moc。

• 属性系统（Property System）
  属性系统是一种管理、访问和操作对象属性的机制。它通过使用 Q_PROPERTY 宏将属性与类的成员函数关联起来，以实现对属性的读取和设置。属性可以用于描述对象的各个方面，例如颜色、位置、大小等。
• 对象模型（Object System）
  对象系统是一种用于管理对象的机制。它基于元对象系统和属性系统，提供了对象的构建、销毁、内存管理等功能，以及对象之间的通信和交互。对象系统的核心是 QObject 类及其派生类，它们可以被组织成对象树。
• 对象树（Object Tree）
  对象树是指由 QObject 类及其派生类组成的层次结构。对象树是由QObject子对象间关系所构成的树形结构，根是一个QObject，每个节点都是由QObject创建出来的QObject对象。在对象树中，一个对象可以有一个或多个子对象，并且每个对象只能拥有一个父对象。父对象负责管理其子对象的生命周期，子对象在父对象销毁时自动删除。通过对象树，可以方便地组织和管理对象，同时实现对象间的消息传递和事件处理。
• 信号与槽机制 （Signal and Slot）
  Qt 的信号和槽机制是一种在对象之间进行通信和事件处理的机制。它通过信号和槽的连接，实现了对象间的消息传递机制。信号是一种特殊的成员函数，用于发出消息，而槽是一种特殊的成员函数，用于处理消息。
• 事件模型（Event model)
  Qt 的事件模型是一种在对象之间进行事件处理的机制。它基于事件-响应者模式，即事件由一个对象产生，而其他对象可以响应这些事件。事件是封装了信息的对象，它包含了事件类型、发送者和接收者等信息。

PS: 上面仅给出相关的简单的描述，更重要的，详细的可以看中篇的笔记内容

下篇笔记链接

下篇笔记：初识QT（中）：Why Qt
笔记链接：【待更新】
笔记主要内容：Why Qt，也就是从核心机制、及与其他框架对比，QT的优劣势及当前QT的主要应用场景等三个角度来描述Why QT。