Qt 控件与布局

Qt 控件与布局核心知识点

本文档旨在帮助你从入门到精通 Qt 的两大基础核心：控件（Widgets）和布局管理器（Layouts）。掌握它们是构建任何复杂、美观且响应式桌面应用程序的基石。

第一部分：常用控件 (QWidget 派生类) 的高级用法与自定义

仅仅会使用控件的 API 是不够的，真正的熟练在于掌握其高级特性并能随心所欲地进行自定义。

1. 核心概念：信号与槽 (Signals & Slots)

这是 Qt 的核心机制，所有控件的交互都基于此。

• 高级用法:

  • Lambda 表达式连接: 对于简单的逻辑，可以直接使用 C++11 的 Lambda 表达式，避免创建新的槽函数。

    connect(button, &QPushButton::clicked, [=](){label->setText("Button Clicked!");
    });

  • 跨线程连接: connect 函数的第五个参数 Qt::ConnectionType 可以指定连接类型，如 Qt::QueuedConnection 用于多线程通信。

  • 断开连接: 使用 disconnect 函数可以动态地断开信号和槽的连接。

2. 常用控件精讲

a. QLabel

• 富文本显示: label->setText("<b>Hello</b> <font color='red'>World!</font>"); 可以直接解析 HTML 标签。

• 图片显示: 使用 QPixmap 加载图片并设置给 QLabel。label->setPixmap(QPixmap(":/images/logo.png"));

• 交互性: 设置 label->setTextInteractionFlags(Qt::TextSelectableByMouse); 使文本可选。通过事件过滤器可以使其响应点击。

b. QPushButton

• 快捷键: button->setShortcut(QKeySequence("Ctrl+O"));

• 自定义外观 (QSS): Qt Style Sheets 是类似 CSS 的机制，可以极大地美化界面。

  QPushButton {background-color: #4CAF50; /* 绿色 */border: none;color: white;padding: 10px 20px;text-align: center;border-radius: 8px;
  }
  QPushButton:hover {background-color: #45a049;
  }
  QPushButton:pressed {background-color: #3e8e41;
  }

• 带图标的按钮: button->setIcon(QIcon(":/icons/save.ico"));

c. QLineEdit

• 输入掩码 (Input Mask): 限制用户输入格式，如IP地址、电话号码等。lineEdit->setInputMask("000.000.000.000;_");

• 校验器 (Validator): 使用 QIntValidator 或 QDoubleValidator 限制只能输入整数或浮点数，或通过 QRegularExpressionValidator 使用正则表达式进行复杂校验。

• 占位符文本: lineEdit->setPlaceholderText("请输入用户名...");

• 添加动作 (Action): 在输入框内添加一个清除或搜索的小图标。

d. QComboBox

• 自定义模型 (Model): 当数据量很大或来源复杂时，不要直接使用 addItem，而是继承 QAbstractListModel 或 QStandardItemModel，通过 setModel() 方法与 QComboBox 关联，实现 MVC 模式。

• 自定义视图 (View): setView(new QListView()); 可以改变下拉列表的显示方式。

• 可编辑与自动补全: setEditable(true) 和 setCompleter()。

e. QListWidget / QTableWidget / QTreeWidget (Item-Based Widgets)

这些控件方便易用，但当数据量超过几百条时，性能会下降。

• 高级用法:

  • 自定义项 (WidgetItem): QTableWidgetItem 可以设置图标、复选框、背景色等。

  • 自定义单元格控件: 使用 setCellWidget() 可以在表格的单元格里放入任何其他控件，如 QProgressBar、QComboBox 等。

• 何时转向 Model/View 架构: 当你需要处理大量数据、需要自定义显示逻辑、或者数据源是数据库时，就应该放弃这些便利类，转向使用 QListView/QTableView/QTreeView 搭配自定义的 Model。

3. 控件自定义的终极武器：继承与重绘

• 继承 QWidget: 当 Qt 现有控件无法满足你的需求时，可以直接继承 QWidget，然后重写事件处理函数。

  • paintEvent(QPaintEvent *event): 核心中的核心。使用 QPainter 在这个函数里绘制任何你想要的界面。

  • mousePressEvent(), mouseMoveEvent(), mouseReleaseEvent(): 处理鼠标交互。

  • keyPressEvent(): 处理键盘交互。

• 提升 (Promoting): 在 Qt Designer 中，你可以放置一个标准的 QWidget，然后右键点击它，选择 "Promote to..."，将其提升为你自己编写的自定义控件类。

第二部分：精通布局管理器 (QLayout)

布局管理器是实现自适应 UI 的关键。永远不要手动设置控件的坐标和大小，除非你在制作一个固定大小的启动画面。

1. 基础布局管理器

• QHBoxLayout: 水平布局，将控件从左到右排列。

• QVBoxLayout: 垂直布局，将控件从上到下排列。

• QGridLayout: 网格布局，将控件放置在指定的行和列。适用于表单、棋盘等界面。

  • addWidget(widget, row, col, rowSpan, colSpan): rowSpan 和 colSpan 参数可以让一个控件占据多行多列。

• QFormLayout: 表单布局，专门用于标签和输入框的成对排列，自动对齐。

2. 实现复杂布局：嵌套与伸缩因子

• 嵌套 (Nesting Layouts): 一个布局本身可以被看作一个 QLayoutItem，因此可以被添加到另一个布局中。通过组合和嵌套，可以实现任何复杂的界面。

  实践思想: 先从宏观上划分界面区域（如上、下、左、中、右），为每个区域选择合适的布局管理器，然后再对每个区域进行内部的细分。

• 伸缩因子 (Stretch Factor):

  • layout->addStretch(int stretch): 添加一个可伸缩的空白空间。

  • layout->addWidget(widget, int stretch): 第二个参数 stretch 指定了该控件在布局方向上应该如何分配多余的空间。

  • 比例分配: 如果一个 QHBoxLayout 中有两个 QPushButton，stretch 分别为 1 和 2，那么当窗口拉宽时，多出来的宽度会按照 1:2 的比例分配给这两个按钮。如果 stretch 为 0（默认值），则控件不拉伸。

3. QSpacerItem 和 addStretch 的区别

• addStretch() 是最常用的，它添加一个 QSizePolicy::Expanding 的空白项。

• QSpacerItem(width, height, horizontalPolicy, verticalPolicy) 提供了更精细的控制，你可以指定水平和垂直方向上的 QSizePolicy，例如创建一个固定大小的空白。

第三部分：理解 sizePolicy 和 sizeHint

这是布局系统工作的核心，决定了控件在布局中的“行为举止”。

1. sizeHint() - “我想要多大？”

• 这是一个虚函数，每个控件都会实现它。

• 它返回一个 QSize，代表这个控件的理想尺寸或自然尺寸。

• 例如，一个 QPushButton 的 sizeHint 取决于它的文本长度和图标大小。一个 QLineEdit 的 sizeHint 可能有一个合理的默认宽度和基于字体高度的高度。

• 布局管理器会首先查询所有控件的 sizeHint，作为布局计算的初始依据。

2. sizePolicy() - “我如何适应变化？”

• sizePolicy 告诉布局管理器当有额外空间或空间不足时，控件应该如何被拉伸或压缩。

• 它是一个 QSizePolicy 对象，包含水平策略和垂直策略。

• 常用策略:

  • QSizePolicy::Fixed: 控件尺寸就是 sizeHint 的尺寸，不能拉伸也不能压缩。

  • QSizePolicy::Minimum: 控件尺寸不能小于 sizeHint，但可以拉伸。

  • QSizePolicy::Maximum: 控件尺寸不能大于 sizeHint，但可以压缩。

  • QSizePolicy::Preferred: 控件尺寸是 sizeHint，但可以被拉伸或压缩。（大部分控件的默认值）

  • QSizePolicy::Expanding: 控件可以被拉伸或压缩，并且它“渴望”获得尽可能多的空间。（关键策略）

  • QSizePolicy::MinimumExpanding: 与 Expanding 类似，但 sizeHint 被视作最小尺寸。不常用。

3. sizePolicy 与 stretch 的协同工作

• sizePolicy 决定一个控件是否愿意伸缩。

• stretch 决定当多个控件都愿意伸缩时，多余的空间如何分配。

一个典型的例子: 想象一个对话框，底部有两个按钮：“确定”和“取消”。我们希望它们靠右显示。

1. 创建一个 QHBoxLayout。

2. layout->addStretch(1); // 在左边添加一个“贪婪”的空白，它会占据所有多余的空间。

3. layout->addWidget(okButton);

4. layout->addWidget(cancelButton);

在这个例子中，okButton 和 cancelButton 的 sizePolicy 通常是 Preferred 或 Minimum，它们不会主动拉伸。而 addStretch() 添加的空白项的 sizePolicy 是 Expanding，伸缩因子为 1。因此，当窗口变宽时，所有多余的空间都被这个空白项“吃掉”，从而把按钮推到了最右边。

总结: 要构建一个灵活、自适应的 UI，你需要：

1. 选择并嵌套正确的布局管理器来划分界面结构。

2. 为需要按比例分配空间的控件设置伸缩因子 (stretch)。

3. 为特殊行为的控件调整其 sizePolicy（例如，一个水平分隔线的高度应该是 Fixed，但宽度应该是 Expanding）。

4. 如果你在自定义控件，请务必提供一个合理的 sizeHint。