Hello, world! - 《Qt 学习之路 2》

想要学习 Qt 开发，首先要搭建 Qt 开发环境。好在现在搭建 Qt 开发环境还是比较简单的。我们可以到 Qt 官方网站找到最新版本的 Qt。在 Downloads 页面，可以看到有几个版本的 Qt：Qt SDK、Qt Library、Qt Creator 等等。它们分别是：

Qt SDK：包含了 Qt 库以及 Qt 的开发工具（IDE、i18n 等工具），是一套完整的开发环境。当然，这个的体积也是最大的（Windows 平台大约 1.7G，其它平台大约 780M）。如果仅仅为开发 Qt，建议选择这一项下载安装。安装方法很简单，同普通程序没有什么区别。所需注意的是，安装过程中可能能够提供选择是否安装源代码，是否安装 mingw 编译器（Windows），这个就按照需要进行选择即可。另外值得说明的是，Qt SDK 通常比单独的 Qt 库版本要旧一些。比如现在 Qt 正式版是 4.8.2，但是 Qt SDK 的最新版 1.2.1 中包含的 Qt 是 4.8.1。
Qt Library：仅包含 Qt 库。如果您已经安装了 Qt 开发环境，为了升级一下 SDK 中提供的 Qt 库版本，就可以安装这一个。安装过之后，应该需要在 IDE 中配置安装路径，以便找到最新版本的 Qt（如果不是覆盖安装的话）。
Qt Creator：基于 Qt 构建的一个轻量级 IDE，现在最新版是 2.5.2，还是比较好用的，建议使用 Qt Creator 进行开发。当然，如果你已经习惯了 VS2010 这样的工具，可以在页面最下方找到相应的 Addin。很多朋友希望阅读 Qt 代码以提高自己的开发水平。当然，Qt 的经典代码是 KDE，不过这个项目不大适合初学者阅读。此时，我们就可以选择阅读 Qt Creator 的代码，它的代码还是比较清晰的。

当我们安装完成 Qt 开发环境之后，就可以使用 Qt Creator 进行开发。在本系列中，豆子会一直使用这个 IDE 进行讲解。至于编译器，豆子一般会使用 mingw 或者 gcc。为了编译 Qt 5 的程序，你应该使用 gcc 4.5 以上的版本，这意味着，如果你是使用 Qt SDK 自带的 mingw，是不能编译 Qt 5 的程序的（因为这个自带的版本是 4.4），你应该升级 mingw 为 4.5 以上版本。

至此，我们已经有了 Qt 4 的完整开发环境。如果你想要开发 Qt 5，由于现在（2012 年 8 月） Qt 5 还处于测试阶段，并没有提供二进制库，所以我们需要使用 git 自己获取 Qt 5 的源代码自己编译（一般需要几个小时时间）。豆子非常不建议在 Windows 上编译 Qt 5，因为可能会出很多问题。如果你想尝试，可以参考这里。豆子提一句，在 Windows 上编译 Qt 5，需要安装 perl（并且要安装 GetOpt::Long 模块）、python 和 git，并且需要找到彼此路径。相比而言，Linux 上面就会简单很多。豆子建议，如果你想在 Windows 上尝试 Qt 5，可以考虑安装一个虚拟机，使用 Linux 平台；或者自己试着直接在 Windows 本地编译。豆子的环境是使用 openSUSE。openSUSE 的 Qt 5.0 Development Snapshots 已经提供了 Qt 5 二进制版本，免去了编译的过程。基于此，本文的 Qt 4 版本将在 Windows 平台上使用 mingw 进行测试；Qt 5 版本将在 openSUSE 上使用 gcc 4.6 进行测试。在未来官方推出 Qt 5 Windows 平台的二进制版本，也不排除在 Windows 上面测试 Qt 5 代码。

在 Qt Creator 中，我们可以在菜单栏的工具-选项-构建和运行的“Qt 版本”和“工具链”这两个选项卡中配置 Qt Creator 所使用的 Qt 版本和编译器。这或许是最重要的步骤，包括添加新的 Qt 版本以及以后的切换编译器或者 Qt 升级等。

下面尝试开发第一个 Qt 项目：HelloWorld。在 Qt Creator 中新建一个工程：

Qt Creator 新建工程

点击这个“新建文件或工程”，在左侧选择项目-Applications，中间选择 Qt Gui 应用，然后点击“选择…”：

Qt Creator GUI 工程

在弹出的对话框中填写名称、创建路径等信息：

Qt Creator 工程名字及位置

点击“下一步”，选择该工程的编译器。这里我们只选择 mingw 调试即可（在以后的项目中，根据自己的需要选择。）Shadow Build 的含义是“影子构建”，即将构建生成的文件不放在源代码文件夹下。这样可以最大地保持源代码文件夹的整洁。

Qt Creator 编译器选择

点击“下一步”，可以选择生成的主窗口文件。不过在我们的简单示例中是不需要这么复杂的窗口的，因此我们尽可能简单地选择，将“创建界面”的选择去除：

Qt Creator MainWindow

终于到了最后一步。这里是在询问我们是否添加版本控制。对于我们的小项目当然是不需要的，所以选择“无”，然后点击“完成”即可：

Qt Creator 版本管理

可以看到，Qt Creator 帮助我们在 HelloWorld 项目文件夹下生成了四个文件：main.cpp，mainwindow.cpp，mainwindow.h 和 HelloWorld.pro。pro 文件就是 Qt 工程文件（project file），由 qmake 处理，生成 make 程序所需要的 makefile；main.cpp 里面就是一个main函数，作为应用程序的入口函数；其他两个文件就是先前我们曾经指定的文件名的文件。

我们将 main.cpp 修改如下：

#include <QApplication>
#include <QLabel>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);
 
    QLabel label("Hello, world");
    label.show();
 
    return app.exec();
}

点击 Qt Creater 左侧下面的绿色三角按钮即可运行（这里一共有三个按钮，从上到下分别是“运行”、“调试”和“构建”）。如果没有错误的话，就会看到运行结果：

Qt HelloWorld 程序运行结果

这个程序有这么几行。我们解释一下。

前两行是 C++ 的 include 语句，这里我们引入的是QApplication以及QLabel这两个类。main()函数中第一句是创建一个QApplication类的实例。对于 Qt 程序来说，main()函数一般以创建 application 对象（GUI 程序是QApplication，非 GUI 程序是QCoreApplication。QApplication实际上是QCoreApplication的子类。）开始，后面才是实际业务的代码。这个对象用于管理 Qt 程序的生命周期，开启事件循环，这一切都是必不可少的。在我们创建了QApplication对象之后，直接创建一个QLabel对象，构造函数赋值“Hello, world”，当然就是能够在QLabel上面显示这行文本。最后调用QLabel的show()函数将其显示出来。main()函数最后，调用app.exec()，开启事件循环。我们现在可以简单地将事件循环理解成一段无限循环。正因为如此，我们在栈上构建了QLabel对象，却能够一直显示在那里（试想，如果不是无限循环，main()函数立刻会退出，QLabel对象当然也就直接析构了）。

示例程序我们已经讲解完毕。下面再说一点。我们可以将上面的程序改写成下面的代码吗？

#include <QApplication>
#include <QLabel>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);
 
    QLabel *label = new QLabel("Hello, world");
    label->show();
 
    return app.exec();
}

答案是，不可以建议这样做！

首先，按照标准 C++ 来看这段程序。这里存在着内存泄露。当exec()退出时（也就是事件循环结束的时候。窗口关闭，事件循环就会结束），label 是没办法 delete 的。这就造成了内存泄露。当然，由于程序结束，操作系统会负责回收内存，所以这个问题不会很严重。即便你这样修改了代码再运行，也不会有任何错误。

早期版本的 Qt 可能会有问题（详见本文最后带有删除线的部分，不过豆子也没有测试，只是看到有文章这样介绍），不过在新版本的 Qt 基本不存在问题。在新版本的 Qt 中，app.exec()的实现机制确定，当最后一个可视组件关闭之后，主事件循环（也就是app.exec()）才会退出，main()函数结束（此时会销毁app）。这意味着，所有可视元素已经都关闭了，也就不存在后文提到的，QPaintDevice没有QApplication实例这种情况。另外，如果你是显式关闭了QApplication实例，例如调用了qApp->quit()之类的函数，QApplication的最后一个动作将会是关闭所有窗口。所以，即便在这种情况下，也不会出现类这种问题。由于是在main()函数中，当main()函数结束时，操作系统会回收进程所占用的资源，相当于没有内存泄露。不过，这里有一个潜在的问题：操作系统只会粗暴地释放掉所占内存，并不会调用对象的析构函数（这与调用delete运算符是不同的），所以，很有可能有些资源占用不会被“正确”释放。事实上，在最新版的 Sailfish OS 上面就有这样的代码：

#include <QApplication>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    QScopedPointer<QApplication> app(new QApplication(argc, argv));
    QScopedPointer<QQuickView> view(new QQuickView);
    view->setSource("/path/to/main.qml");
    ...
    return app->exec();
}

这段代码不仅在堆上创建组件实例，更是把QApplication本身创建在了堆上。不过，注意，它使用了智能指针，因此我们不需要考虑操作系统直接释放内存导致的资源占用的问题。

当然，允许使用并不一定意味着我们建议这样使用。毕竟，这是种不好的用法（就像我们不推荐利用异常控制业务逻辑一样），因为存在内存泄露。而且对程序维护者也是不好的。所以，我们还是推荐在栈上创建组件。因为要靠人工管理new和delete的出错概率要远大于在栈上的自动控制。除此之外，在堆上和在栈上创建已经没有任何区别。

如果你必须在堆上创建对象，不妨增加一句：

label->setAttribute(Qt::WA_DeleteOnClose);

这点提示足够告诉程序维护者，你已经考虑到内存问题了。

严重的是，label 是建立在堆上的，app 是建立在栈上的。这意味着，label 会在 app 之后析构。也就是说，label 的生命周期长于 app 的生命周期。这可是 Qt 编程的大忌。因为在 Qt 中，所有的QPaintDevice必须要在有QApplication实例的情况下创建和使用。大家好奇的话，可以提一句，QLabel继承自QWidget，QWidget则是QPaintDevice的子类。之所以上面的代码不会有问题，是因为 app 退出时，label 已经关闭，这样的话，label 的所有QPaintDevice一般都不会被访问到了。但是，如果我们的程序，在 app 退出时，组件却没有关闭，这就会造成程序崩溃。（如果你想知道，怎样做才能让 app 退出时，组件却不退出，那么豆子可以告诉你，当你的程序在打开了一个网页的下拉框时关闭窗口，你的程序就会崩溃了！）