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Debao's Blog...

从C++到Qt

原文发布在百度空间,但由于百度空间屡次改版,越改越差,以至于有关闭可能,故而转移到此 http://blog.debao.me

Qt 是 C++ 的库,Qt 在 ansi C++ 的基础上进行了一点扩展。

但国内似乎比较浮躁,学Qt的很多连基本的C++如何编译似乎都不太清楚。本文舍弃IDE或qmake、cmake等工具的束缚,尝试通过几个例子,一步一步从标准 C++ 的编译过渡到 Qt 的编译。

本文涉及的都是最基本的东西,或许可以说,只要你用C++ Qt,不管是通过哪种工具(qmake、cmake、boost.build、qtcreator、vs2008、Eclipse、...),本文的内容都是需要理解的(尽管真正写程序时,我们都不会直接用C++编译器来编译Qt程序)。

如果你对命令行比较恐惧,或许愿意先看看我原来整理的这个 GCC新手入门

例子一:简单的控制台程序


一个很简单的例子,没用到Qt扩展:(也就是说,这是一个普通的C++程序)

#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QtCore/QDebug>
int main(int argc, char** argv)
{
    QCoreApplication app(argc, argv);
    qDebug()<<"hello qt!";
    app.exec();
}

我们都知道,编译一个C++的程序,无非是 编译预处理,编译、链接

  • 编译预处理器:头文件路径 和 必要的宏
  • 编译器:一些编译参数
  • 链接器:一些链接参数 和 要链接的库

g++

简单一行命令,即可生成 main.exe (linux下,则生成可执行程序 main)

g++ main.cpp -DQT_CORE_LIB -Ie:\Qt\4.7.0\include -o main -Le:\Qt\4.7.0\lib -lQtCore4

单行命令,很简单:

  • -I 指定头文件路径
  • -L 指定库文件路径
  • -l 指定需要链接的库
  • -D 定义必要的宏(其实对这个小程序,这个宏也没必要用)
  • -o 指定生成的可执行文件名

cl

简单一行命令,即可生成 main.exe

cl main.cpp -ID:/Qt/4.7.0/include -DQT_CORE_LIB -Femain -link -LIBPATH:D:/Qt/4.7.0/lib QtCore4.lib

依然很简单

  • -I 头文件路径
  • -D 定义必要的宏
  • -Fe 指定可执行程序文件名
  • -link 后面是链接器参数
    • -LIBPATH 库文件路径

例子二:简单的GUI程序


这次稍微复杂一点,不是单一的控制台程序,而是一个简单的GUI程序

  • main.cpp

    #include <QtGui/QApplication>
    #include "widget.h"
    
    int main(int argc, char** argv)
    {
        QApplication app(argc, argv);
        Widget w;
        w.show();
        return app.exec();
    }
    
  • widget.h

    #include <QtGui/QWidget>
    class Widget : public QWidget
    {
    public:
        Widget(QWidget * parent=NULL);
    };
    
  • widget.cpp

    #include "widget.h"
    
    Widget::Widget(QWidget * parent)
    :QWidget(parent)
    {
    }
    

同样,这个程序未使用Qt的扩展,直接用C++的编译器编译:

g++

g++ main.cpp widget.cpp -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -Ie:\Qt\4.7.0-beta2\include -o main -Le:\Qt\4.7.0-beta2\lib -lQtCore4 -lQtGui4

因为我们使用了QtGui模块,所以和前面相比:

  • 增加了 -DQT_GUI_LIB 和 -lQtGui4
  • 多了一个文件 widget.cpp

注意: Windows下

如果在非windows平台下,这条命令就可以了。但windows下,你知道的:分console和windows两个链接子系统,而且入口函数分 main 和 WinMain 。

这条命令,编译出的 main.exe 会弹出控制台。要想不要控制台,则使用下面的命令:

g++ main.cpp widget.cpp -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -DQT_NEEDS_QMAIN -Ie:\Qt\4.7.0-beta2\include -o main -Le:\Qt\4.7.0-beta2\lib -lQtCore4 -lQtGui4 -lqtmain -Wl,-subsystem,windows

多了两个选项:

  • qtmain 该库中一个WinMain 函数,它会调用我们的代码的main函数。即对编译器来说:入口函数的名字变了
  • -Wl,-subsystem,windows 你知道的,链接windows子系统
  • 对与MinGW来说,此处多了一个宏 QT_NEEDS_QMAIN,这个东西很有意思。在Qt Windows下链接子系统与入口函数(终结版) 中我们详细提到了这个。(在此处,不过你可以忽略它,不会出错,而且也不会有可感觉到的差异)

cl

同windows下的g++基本一样,带控制台:

cl main.cpp widget.cpp -ID:/Qt/4.7.0/include -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -Femain -link -LIBPATH:D:/Qt/4.7.0/lib QtCore4.lib QtGui4.lib

不带控制台:

cl main.cpp widget.cpp -ID:/Qt/4.7.0/include -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -Femain /MD -link -LIBPATH:D:/Qt/4.7.0/lib -subsystem:windows qtmain.lib QtCore4.lib QtGui4.lib

分析同上:指定链接子系统,启用WinMain入口函数

多文件的程序如何管理

直接调用编译器有什么坏处呢?

  • 参数多啊,每次手动输入,难免出错。(例子中我们用的参数已经尽可能少了,可能都还是让你眼晕了)。
  • 其次呢,很重要的一点,每次只要一个文件修改,所有东西都要重新编译。

改变这种状况的办法,传统的就是写 Makefile,然后编译时只需要输入 make 就行了,他会判断哪些文件被改动需要重新编译。

另外就是VS等一些IDE自己提供的功能。下面简单看一下本例子对应makefile文件:

mingw32-make的Makefile文件

CPPFLAGS = -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -Ie:\Qt\4.7.0\include
LDFLAGS = -Le:\Qt\4.7.0\lib -lQtCore4 -lQtGui4 -lqtmain -Wl,-subsystem,windows

objects = main.o widget.o
dest = main

$(dest) : $(objects)
    g++ -o $@ $(objects) $(LDFLAGS)

nmake的Makefile文件

CPPFLAGS = -ID:/Qt/4.7.0/include -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -MD
LDFLAGS = -LIBPATH:D:/Qt/4.7.0/lib -subsystem:windows qtmain.lib QtCore4.lib QtGui4.lib
objects = main.obj widget.obj
dest = main.exe
$(dest) : $(objects)
    link $(objects) $(LDFLAGS)

对此不做介绍,因为Makefile编写也是一门学问。相当难写,所有才有qmake、cmake这些工具来帮我们生成Makefile文件

例子三:引入moc


Qt 对 C++ 的扩展主要是3个方面:

  • 元对象系统,包含Q_OBJECT宏的文件(.h, .cpp等)需要 moc 预处理
  • 资源系统,.qrc 文件 需要 rcc 进行预处理
  • 界面系统,.ui 文件 需要 uic 进行预处理

这3者之中,元对象系统最复杂,也是 Qt 程序中重要的。其他两个你都可以不要,唯独这个不要就有点不像话了(没它还叫Qt程序么?像我们前面写的,只不过是普通的C++程序)

废话少说,看例子:(修改前面的widget.h,加入Q_OBJECT)

#include <QtGui/QWidget>
class Widget : public QWidget
{
   Q_OBJECT
   public:
   Widget(QWidget * parent=NULL);
};

如何编译这个程序呢?例子二中的命令还能用吗?不妨试试:

哇,输出好丰富啊!

来自 g++ 的问候:

main.o:main.cpp:(.text$_ZN6WidgetD1Ev[Widget::~Widget()]+0xb): undefined reference to `vtable for Widget'
main.o:main.cpp:(.text$_ZN6WidgetD1Ev[Widget::~Widget()]+0x15): undefined reference to `vtable for Widget'
widget.o:widget.cpp:(.text+0x39): undefined reference to `vtable for Widget'
widget.o:widget.cpp:(.text+0x43): undefined reference to `vtable for Widget'

来自 cl 的问候:

widget.obj : error LNK2001: 无法解析的外部符号 "public: virtual struct QMetaObject const * __thiscall Widget::metaObject(void)const " (?metaObject@Widget@@UBEPBUQMetaObject@@XZ)
widget.obj : error LNK2001: 无法解析的外部符号 "public: virtual void * __thiscall Widget::qt_metacast(char const *)" (?qt_metacast@Widget@@UAEPAXPBD@Z)
widget.obj : error LNK2001: 无法解析的外部符号 "public: virtual int __thiscall Widget::qt_metacall(enum QMetaObject::Call,int,void * *)" (?qt_metacall@Widget@@UAEHW4Call@QMetaObject@@HPAPAX@Z)发生了什么?

添加一个宏后,发生了什么?我们看看编译器将宏展开后是什么样子的:

#include <QtGui/QWidget>
class Widget : public QWidget
{
    static const QMetaObject staticMetaObject;
    virtual const QMetaObject *metaObject() const;
    virtual void *qt_metacast(const char *);
    virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **);
    ...
public:
    Widget(QWidget * parent=NULL);
};

一下子多出来这么多函数,而且还没有函数体,不出错才怪。如何生成函数体呢?这正是moc所做的:

moc widget.h -o moc_widget.cpp

这样一来,这些函数都在 moc_widget.cpp 被实现了,只要我们将该文件一块编译链接就行了

对g++来说,在例子二的基础上,直接添加一个 moc_widget.cpp 文件,然后一切正常了:

g++ main.cpp widget.cpp moc_widget.cpp -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -Ie:\Qt\4.7.0-beta2\include -o main -Le:\Qt\4.7.0-beta2\lib -lQtCore4 -lQtGui4

对 cl 编译器,同样只要添加一个 moc_widget.cpp 即可。

例子四,rcc和uic


有点糟蹋这个名字了,本节中不讲例子(因为 rcc 和 uic 概念比较简单)

  • 如果我们用了资源,那么需要一个 xxx.qrc 文件,这个文件呢,C++ 编译器不认识,于是

    rcc xxx.qrc -o qrc_xxx.cpp
    
  • 如果我们用了designer设计的界面 .ui。C++ 编译器不认识这个文件,于是

    uic xxx.ui -o ui_xxx.h
    

这样一来,我们得到是就全是 .h 和 .cpp 的文件了,剩下的工作,你知道的,交给 C++ 编译器就行了。

其他


现在来看这个图:是不是很简单了?

From C++ to Qt

2015更新


对Qt5用户,本文基本适用,只需注意

  • Qt4中gui在Qt5中主要分成了Qt5Gui、Qt5Widget等几个库。
Qt4 Qt5
QtCore4 Qt5Core
QtGui4 Qt5Gui Qt5Widget
  • 头文件 QtGui/QWidget 等需要变成 QtWidgets/QWidget

Qt Qt4, C++

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