Was ist Qt? Qt ist ein plattformübergreifendes Entwicklungs-Framework, geschrieben in C++ Framework für C++, Bindings für andere Programmiersprachen Python, Ruby, C#... Ursprünglich für grafische Benutzeroberflächen jetzt für alles Datenbanken, XML, WebKit, Multimedia, Netzwerk, OpenGL, Scripting 8
Was ist Qt? Qt besteht aus Modulen Alle Module haben ein gemeinsames Schema und ein ähnliches Programmierinterface QtCore QtGui QtOpenGL QtWebKit QtNetwork QtXML Phonon QtOpenVG QtSql QtScript QtXMLPatterns QtMultimedia QtSvg 9
Wo wird Qt benutzt? 13
Lizenzierungsmöglichkeiten LGPL kostenlos Der Sourcecode eurer Anwendung kann offen oder geschlossen sein Änderungen an Qt müssen der Community zurückgegeben werden GPL kostenlos Der Sourcecode muss offen sein Änderungen an Qt müssen der Community zurückgegeben werden Kommerziell Eure Anwendung kann closed-source sein Änderungen an Qt können verschlossen gehalten werden 14
Hello World 15
Hello World #include <QApplication> #include <QLabel> int main( int argc, char **argv ) { QApplication app( argc, argv ); QLabel l( "Hello World!" ); l.show(); return app.exec(); } 16
Hello World #include <QApplication> #include <QLabel> int main( int argc, char **argv ) { QApplication app( argc, argv ); QLabel l( "Hello World!" ); l.show(); return app.exec(); } 17
Hello World #include <QApplication> #include <QLabel> int main( int argc, char **argv ) { QApplication app( argc, argv ); QLabel l( "Hello World!" ); l.show(); return app.exec(); } 18
Hello World #include <QApplication> #include <QLabel> int main( int argc, char **argv ) { QApplication app( argc, argv ); QLabel l( "Hello World!" ); l.show(); return app.exec(); } 19
Hello World #include <QApplication> #include <QLabel> int main( int argc, char **argv ) { QApplication app( argc, argv ); QLabel l( "Hello World!" ); l.show(); return app.exec(); } 20
Das QObject QObject ist die Basisklasse von fast allen Qt-Klassen und allen Widgets Sie enthält viele der Mechanismen, die Qt ausmachen: Events Signals & Slots Eigenschaften Speichermanagement Ausnahmen, bei denen QObject nicht die Basisklasse ist: Klassen, die nur wenig Speicher benötigen dürfen, z.b. Grafikelemente Datencontainer (QString, QList, QChar, etc.) Klassen, die kopierbar sein müssen 21
Das QObject Instanzen von QObject sind Individuen Sie können Namen haben (Qobject::objectName) Sie können in eine Hierarchie von QObject-Instanzen eingebettet sein Sie können Verbindungen zu anderen QObject-Instanzen haben Beispiel: Ist es sinnvoll, ein Widget zur Laufzeit zu kopieren? 22
Metadaten Qt implementiert Introspection in C++ Jedes QObject hat ein Metaobjekt Das Metaobject kennt den Klassennamen (QObject::className) Vererbungshierarchie (QObject::inherits) Eigenschaften Signals und Slots Generelle Informationen (QObject::classInfo) 23
Metadaten Qt erweitert C++ um Macros und Introspection foreach (int value, intlist) { } QObject *o = new QPushButton; o->metaobject()->classname(); // returns QPushButton connect(button, SIGNAL(clicked()), window, SLOT(close())); 24
Metadaten Metadaten werden zur Kompilierzeit vom meta object compiler, moc, gesammelt sources *.cpp compiles includes headers *.h object files *.o links executables compiles mocs generated moc_*.cpp Der moc sammelt die Daten aus euren Header-Files. 25
Metadaten: Wonach sucht moc? Das Q_OBJECT Macro, üblicherweise zuerst Stellt sicher, dass von QObject geerbt wird (möglicherweise indirekt) class MyClass : public QObject { Q_OBJECT Q_CLASSINFO("author", "John Doe") Allgemeine Info über die Klasse public: MyClass(const Foo &foo, QObject *parent=0); Foo foo() const; public slots: void setfoo( const Foo &foo ); Qt Keywörter signals: void foochanged( Foo ); private: Foo m_foo; }; 26
Speichermanagement Ein QObject kann Eltern und Kinder haben Wenn das Elternobjekt gelöscht wird, löscht es seine Kinder QObject QObject QObject QObject QObject *parent = *child1 = *child2 = *child1_1 *child1_2 new QObject(); new QObject(parent); new QObject(parent); = new QObject(child1); = new QObject(child1); delete parent; parent child1 parent löscht child1 und child2 child1 löscht child1_1 und child1_2 child1_1 child2 child1_2 33
Speichermanagement Wird benutzt, um visuelle Hierarchien zu implementieren QDialog *parent = new QDialog(); QGroupBox *box = new QGroupBox(parent); QPushButton *button = new QPushButton(parent); QRadioButton *option1 = new QRadioButton(box); QRadioButton *option2 = new QRadioButton(box); delete parent; parent löscht box und button box löscht option1 und option2 34
Usage Patterns Der this-zeiger wird als oberstes Elternelement benutzt Dialog::Dialog(QWidget *parent) : QDialog(parent) { QGroupBox *box = QGroupBox(this); QPushButton *button = QPushButton(this); QRadioButton *option1 = QRadioButton(box); QRadioButton *option2 = QRadioButton(box);... Das Elternobjekt kann auf dem Stack abgelegt werden void Widget::showDialog() { Dialog dialog; } if (dialog.exec() == QDialog::Accepted) { dialog wird gelöscht nach... } Verlassen des Scopes 35
Heap Wenn new und delete benutzt wird, wird Speicher auf dem Heap alloziiert Speicher auf dem Heap muss explizit mittels delete wieder freigegeben werden, um Speicherlecks zu vermeiden Objekte auf dem Heap können so lange leben, wie sie gebraucht werden new Konstruktion Destruktion delete 36
Stack Lokale Variablen liegen auf dem Stack Stack-Variablen werden automatisch gelöscht, sobald der aktuelle Scope verlassen wird Objekte werden immer gelöscht, sobald sie ihren Scope verlieren int a Konstruktion Destruktion } 37
Stack und Heap Für automatisches Speichermanagement muss nur das Elternobjekt auf dem Stack liegen MyMainWindow QApplication int main(int argc, char **argv) { QApplication a(argc, argv); MyMainWindow w; w.show(); return a.exec(); } MyMainWindow::MyMainWindow(... { new QLabel(this); new... } 38
Eigentümerschaft verändern QObjects können zwischen Eltern verschoben werden obj->setparent(newparent); 39
Kontruktoretiquette Praktisch alle QObjects erwarten ein Elternobjekt mit einem Defaultwert von 0 (null) QObject(QObject *parent=0); Die Eltern von QWidgets sind weitere QWidgets Klassen liefern üblicherweise viele Konstruktoren, die das Programmieren etwas vereinfachen QPushButton(QWidget *parent=0); QPushButton(const QString &text, QWidget *parent=0); QPushButton(const QIcon &icon, const QString &text, QWidget *parent=0); Das Elternobjekt ist üblicherweise das erste Argument, das einen Defaultwert aufweist QLabel(const QString &text, QWidget *parent=0, Qt::WindowFlags f=0); 40
Signals und Slots Signals uns Slots verbinden Events und Statusänderungen mit Reaktionen, dynamisch und lose dynamisch: zur Laufzeit lose: Sender und Empfänger kennen sich nicht Events: timer events, clicks Statusänderungen: Größenänderung, Textänderungen, Wertänderungen Reaktionen: Sourcecode, der tatsächlich etwas tut Eine der Schlüsselkomponenten in Qt 41
Signals und Slots in Aktion emit clicked(); 42
Signals und Slots in Aktion connect(addbutton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(...)); clear(); private slots: void on_addbutton_clicked(); void on_deletebutton_clicked(); connect(clearbutton,signal(clicked()), listwidget,slot(clear())); 43
Was ist ein Slot? Ein Slot wird in einem der Slot-Bereiche definiert public slots: void apublicslot(); protected slots: void aprotectedslot(); private slots: void aprivateslot(); Ein Slot kann Werte zurückgeben, der Wert wird allerdings nicht über die Verbindung transportiert Eine beliebige Anzahl von Signalen kann zu einem Slot verbunden werden connect(src, SIGNAL(sig()), dest, SLOT(slt())); Wird implementiert und kann aufgerufen werden wie jede andere Methode 45
Was ist ein Signal? Ein Signal wird im Signal-Bereich definiert signals: void asignal(); Ein Signal liefert immer void zurück Ein Signal muss nicht implementiert werden Der moc liefert eine Standardimplementierung Ein Signal kann zu beliebig vielen Slots verbunden werden (Aufruf in beliebiger Reihenfolge) Resultiert normalerweise in einen direkten Funktionsaufruf, geht aber auch über Threads oder Sockets hinweg Ein Signal wird mittels emit-schlüsselwort emittiert emit asignal(); 46
Eigene Signals und Slots class AngleObject : public QObject { Q_OBJECT public: AngleObject(qreal angle, QObject *parent = 0); qreal angle() const; public slots: void setangle(qreal); signals: void anglechanged(qreal); private: qreal m_angle; }; Setters sind immer geeignete Kandidaten für Slots Signale, passend zu den Setters 50
Setter Implementierungsdetails void AngleObject::setAngle(qreal angle) { if(m_angle == angle) return; m_angle = angle; emit anglechanged(m_angle); } Schutz vor Endlosschleifen Nicht vergessen! Internen Status aktualisieren, dann Signal emittieren Signale sind protected, man kann sie auch von abgeleiteten Klassen emittieren. 51
Widgets & Layouts
Benutzerinterfacekomponenten User Interfaces werden aus individuellen Widgets zusammengebaut QLabel QScrollBar QLineEdit QPushButton QDoubleSpinBox 46 Widgets im Designer 59+ direkte Ableger von QWidget 53
Widgets innerhalb von Widgets Widgets werden in Hierarchien angeordnet QGroupBox QTabWidget Containerklassen bieten eine visuelle Strukturierung aber auch eine funktionale (z.b. QRadioButton) 54
Was ist ein Widget? Belegt eine rechteckige Fläche des Bildschirms Empfängt Events von Eingabegeräten Emittiert Signals für besondere Veränderungen Sind in Hierarchien angeordnet Können andere Widgets enthalten 55
Ein Beispieldialog Widgets werden in Layouts angeordnet um das Userinterface elastisch zu machen 56
Layouts Es gibt verschiedene mögliche Layouts QHBoxLayout QVBoxLayout QGridLayout Layouts und Widgets verhandeln Größen und Positionierung Platzhalter können verwendet werden, um leere Bereiche zu füllen 57
Ein Beispieldialog Dialogfenster werden aus mehreren Ebenen von Layouts und Widgets zusammengestellt Layouts sind nicht die Elternobjekte der enthaltenen Widgets! 58
Ein Beispieldialogfenster QVBoxLayout *outerlayout = new QVBoxLayout(this); QHBoxLayout *toplayout = new QHBoxLayout(); toplayout->addwidget(new QLabel("Printer:")); toplayout->addwidget(new QComboBox()); outerlayout->addlayout(toplayout); QHBoxLayout *grouplayout = new QHBoxLayout();... outerlayout->addlayout(grouplayout); outerlayout->addspaceritem(new QSpacerItem(...)); QHBoxLayout *buttonlayout = new QHBoxLayout(); buttonlayout->addspaceritem(new QSpacerItem(...)); buttonlayout->addwidget(new QPushButton("Print")); buttonlayout->addwidget(new QPushButton("Cancel")); outerlayout->addlayout(buttonlayout);
Ein Beispieldialogfenster Horizontale Box, enthält Group Boxes, enthalten vertikale Boxen, enthalten Radio Buttons QHBoxLayout *grouplayout = new QHBoxLayout(); QGroupBox *orientationgroup = new QGroupBox(); QVBoxLayout *orientationlayout = new QVBoxLayout(orientationGroup); orientationlayout->addwidget(new QRadioButton("Landscape")); orientationlayout->addwidget(new QRadioButton("Portrait")); grouplayout->addwidget(orientationgroup); QGroupBox *colorgroup = new QGroupBox(); QVBoxLayout *colorlayout = new QVBoxLayout(colorGroup); colorlayout->addwidget(new QRadioButton("Black and White")); colorlayout->addwidget(new QRadioButton("Color")); grouplayout->addwidget(colorgroup);
Ein Beispieldialogfenster Dieselbe Struktur kann mit dem Designer gebaut werden 61
Gebräuchliche Widgets: Buttons Alle Buttons erben von QAbstractButton Signals: QAbstractButton clicked() toggled() Eigenschaften QPushButton QCheckBox QRadioButton checkable checked text icon 63
Gebräuchliche Widgets: Item Widgets QListWidget zeigt Listen von Items an Items hinzufügen additem(qstring) insertitem(int row, QString) Auswahl QListWidget selecteditems gibt eine Liste von QListWidgetItems zurück QListWidgetItem::text liefert den Text zurück Signals itemselectionchanged QComboBox kann eine Liste mit einer einzigen Auswahl darstellen QComboBox 64
Gebräuchliche Widgets: Container Container werden benutzt, um das UI zu strukturieren Zunächst Layout für den Container erstellen, dann dem Layout Widgets hinzufügen QGroupBox *box = new QGroupBox(); QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout(box); layout->addwidget(...);... QGroupBox QTabWidget QFrame 65
Gebräuchliche Widgets: Input Widgets Ein QLineEdit kann für einzeilige Texteingaben benutzt werden Signals: textchanged(qstring) editingfinished() returnpressed() Eigenschaften: QLineEdit text maxlength readonly QTextEdit 66
Gebräuchliche Widgets: Input Widgets Es gibt eine große Auswahl an Widgets, um Integerwerte zu editieren Noch mehr für doubles, Zeiten und Kalenderdaten Signals: valuechanged(int) QAbstractSlider Eigenschaften: QSpinBox value maximum minimum QDial QScrollBar QSlider 67
Gebräuchliche Widgets: Anzeigewidgets QLabel zeigt Texte oder Bilder an Eigenschaften: QLabel text pixmap QLabel QLCDNumber kann benutzt werden, um Integerwerte darzustellen Eigenschaften: intvalue (gesetzt mit display(int)) QLCDNumber 68
Gemeinsame Widget-Eigenschaften Alle Widgets haben eine Zahl gemeinsamer Eigenschaften, die sie aus der QWidget-Basisklasse erben. enabled visible (ändern mit show() oder hide()) Betreffen auch Kinderwidgets 69
Size Policies Das Layout ist ein Verhandlungsprozess zwischen Widgets und Layouts Layouts liefern Struktur horizontale und vertikale Boxen Grids Widgets liefern Größenverhalten für beide Richtungen Minimale und Maximale Größen 70
Size Policies printerlist->setsizepolicy(qsizepolicy::expanding, QSizePolicy::Fixed) 71
Qt Designer 72
Qt Designer sources *.cpp compiles includes headers *.h object files *.o links executables compiles mocs generated moc_*.cpp user interfaces *.ui 73
Den Code benutzen #ifndef WIDGET_H #define WIDGET_H #include <QWidget> Vorwärtsdeklaration der Ui::Widget Klasse namespace Ui { class Widget; } class Widget : public QWidget { Q_OBJECT public: Widget(QWidget *parent = 0); ~Widget(); Ein Ui::Widget pointer, ui, verweist auf alle Widgets private: Ui::Widget *ui; }; #endif // WIDGET_H Ausführliche Erläuterung des Codes: http://doc.qt.io/qt-5/designer-using-a-ui-file.html 75
Den Code benutzen #include "widget.h" #include "ui_widget.h" Ruft setupui, erstellt alle Widgets als Kinder zum angegebenen (this). Widget::Widget(QWidget *parent) : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget) { ui->setupui(this); } Widget::~Widget() { delete ui; } Instanziiert die Ui::Widget Klasse als ui Löscht das ui Objekt 76
Den Code benutzen class Widget : public QWidget {... private: Ui::Widget *ui; }; void Widget::memberFunction() { ui->pushbutton->settext(...); } 77