В данной главе показано на примере создания простого приложения с графическим интерфейсом пользователя (GUI — graphical user interface), как можно обычные средства С++ совместить с функциональными возможностями Qt. Здесь также рассматриваются две ключевые идеи Qt: сигналы и слоты (signals and slots) и компоновка графических элементов (layout). В главе 2 мы рассмотрим более подробно возможности Qt, а в главе 3 мы начнем разрабатывать более реалистичное приложение.

Если вы уже знакомы c Java или C#, но имеете лишь ограниченный опыт работы с С++, возможно, вы захотите начать с Приложения Б, в котором дается введение в С++.

Давайте начнем с очень простой Qt—программы. Сначала мы разберем каждую строку этой программы, а затем покажем способы ее компиляции и выполнения.

01 #include <QApplication>

02 #include <QLabel>

03 int main(int argc, char *argv[])

04 {

05 QApplication app(argc, argv);

06 QLabel *label = new QLabel("Hello Qt!");

07 label->show();

08 return app.exec();

09 }

В строках 1 и 2 в программу включаются определения классов QApplication и QLabel. Для каждого Qt—класса имеется заголовочный файл с тем же именем (с учетом регистра), содержащий определение этого класса.

В строке 5 создается объект QApplication для управления всеми ресурсами приложения. Для конструктора QApplication необходимо указывать параметры argc и argv, поскольку Qt сама обрабатывает некоторые из аргументов командной строки.

В строке 7 создается «виджет» текстовая метка QLabel, который выводит на экран сообщение «Hello Qt!» (здравствуй, Qt). По терминологии Qt и Unix виджетом (widget) называется любой визуальный элемент графического интерфейса пользователя. Этот термин происходит от «window gadget» и соответствует элементу управления («control») и контейнеру («container») по терминологии Windows. Кнопки, меню, полосы прокрутки и фреймы являются примерами виджетов. Одни виджеты могут содержать в себе другие виджеты. Например, окно приложения обычно является виджетом, содержащим QMenuBar (панель меню), несколько QToolBar (панель инструментов), QStatusBar (строка состояния) и некоторые другие виджеты. Большинство приложений используют QMainWindow или QDialog в качестве окна приложения, однако Qt настолько гибка, что любой виджет может быть окном. В данном примере QLabel является окном приложения.

Строка 7 делает текстовую метку видимой. Виджеты всегда создаются сначала невидимыми, и поэтому до непосредственного вывода на экран вы можете настроить их и тем самым не допустить мерцания экрана.

Строка 8 обеспечивает передачу управления приложением Qt. В этом месте программа переходит в цикл обработки событий, т.е. в своего рода режим «простоя», ожидая со стороны пользователя таких действий, как щелчок мышки или нажатие клавиши на клавиатуре.

Для простоты мы не делаем вызов оператора delete для объекта QLabel в конце функции main(). Подобная утечка памяти в такой небольшой программе безвредна, поскольку после завершения программы эта память будет возвращена операционной системой.

Рис. 1.1. Вывод приветствия программы Hello в системе Linux

Теперь вы можете проверить работу этой программы на своей машине. Сначала необходимо установить Qt 4.1.1 (или более позднюю версию Qt 4); процесс установки рассмотрен в Приложении А. С этого момента мы будем предполагать, что вы корректно установили библиотеку Qt 4 и ее каталог bin занесен в переменную окружения PATH. (В системе Windows это делается автоматически программой установки Qt.) Вам также потребуется поместить файл hello.cpp с исходным кодом программы Hello в каталог hello. Вы можете набрать файл hello.cpp вручную или взять его с компакт-диска, который входит в состав книги; на компакт-диске этот исходный код находится в файле /examples/chap01/hello/hello.cpp.

Находясь в консольном режиме, войдите в каталог hello и задайте команду:

qmake -project

для создания файла проекта, независимого от платформы (hello.pro), и затем задайте команду:

qmake hello.pro

для создания на основе файла проекта зависимого от платформы файла makefile.

Выполните команду make для построения программы [1]. Затем выполняйте программу, задавая команду hello в системе Windows или ./hello в системе Unix и open hello.app в системе Mac OS X. Для завершения программы нажмите кнопку закрытия окна, расположенную в заголовке окна. Если вы используете Windows и установили версию Qt с открытым исходным кодом вместе с компилятором MinGW, вы получите ярлык для окна DOS, в котором переменные среды правильно настроены на Qt. Вызвав это окно, вы можете компилировать в нем Qt—приложения, используя описанныевыше команды qmake и make. Формируемые исполнительные модули помещаются в папку debug или release, например, C:\qt-book\hello\release\hello.exe.

Если вы используете Visual С++ компании Microsoft, то вам потребуется выполнить команду nmake, а не make. Здесь вы можете поступить по-другому и создать проект в Visual Studio на основе файла hello.pro, выполняя команду:

qmake -tp vc hello.pro

и затем выполнить построение программы в системе Visual Studio. Если вы используете Xcode на Mac OS X, то можете сгенерировать проект Xcode с помощью следующей команды:

qmake -spec macx-xcode

Рис. 1.2. Текстовая метка с простым форматированием HTML.

Прежде чем перейти к следующему примеру, позволим себе небольшое развлечение, а именно заменим строку

QLabel *label = new QLabel("Hello Qt!");

на строку

QLabel *label = new QLabel("<h2><i>Hello</i> "

"<font color=red>Qt!</font></h2>");

и снова выполним построение приложения. Как иллюстрирует этот пример, совсем не трудно выделять элементы пользовательского интерфейса Qt—приложения с использованием некоторых простых средств форматирования документов HTML.

Второй пример показывает возможности взаимодействия пользователя с программой. Приложение представляет собой кнопку, которую пользователь может нажать и тогда приложение закончит свою работу. Исходный код этой программы очень напоминает исходный код программы Hello, но здесь вместо QLabel используется QPushButton в качестве главного виджета и добавляется код, обеспечивающий реакцию программы на действие пользователя (нажатие кнопки).

Исходный код этого приложения находится на компакт-диске в файле /examples/chap01/quit/quit.cpp. Ниже приводится содержимое этого файла:

01 #include <QAapplication>

02 #include <QPushButton.h>

03 int main(int argc, char *argv[])

04 {

05 QApplication app(argc, argv);

06 QPushButton *button = new QPushButton("Quit");

07 QObject::connect(button, SIGNAL(clicked()),

08 &app, SL0T(quit()));

09 button->show();

10 return app.exec();

11 }

Виджеты Qt генерируют сигналы[2] в ответ на выполнение пользователем какого-то действия или изменение состояния. Например, QPushButton генерируют сигнал clicked() при нажатии пользователем кнопки. Сигнал может быть связан с функцией (называемой слотом в данном контексте) для автоматического ее выполнения при получении данного сигнала. В нашем примере мы связываем сигнал кнопки clicked() со слотом quit() объекта приложения QApplication. Макросы SIGNAL() и SLOT() являются частью синтаксиса; более подробно они объясняются в следующей главе.

Рис. 1.3. Приложение Quit (завершить работу).

Теперь мы построим приложение. Мы предполагаем, что вами создан каталог quit и в нем находится файл quit.cpp. Выполните команду qmake из каталога quit для формирования файла проекта, затем используйте полученный файл для создания файла makefile:

qmake -project

qmake quit.pro

Теперь постройте приложение и запустите его на выполнение. Если вы нажмете кнопку quit или клавишу пробела на клавиатуре (она также приводит к нажатию этой кнопки), приложение завершит свою работу.

В данном разделе мы создадим небольшое приложение, которое демонстрирует применение менеджеров компоновки для размещения виджетов в окне и использование сигналов и слотов для синхронизации работы двух виджетов. Приложение предлагает пользователю указать свой возраст, что можно сделать при помощи либо наборного счетчика (spin box), либо ползунка (slider).

Это приложение состоит из трех виджетов: QSpinBox, QSlider и QWidget. QWidget является главным окном приложения. Виджеты QSpinBox и QSlider помещены внутрь QWidget, и они являются дочерними виджетами по отношению к QWidget. С другой стороны, мы можем сказать, что QWidget является родительским виджетом по отношению к QSpinBox и QSlider. Сам QWidget не имеет родителя, потому что используется в качестве окна самого верхнего уровня. Конструкторы QWidget и все его подклассы принимают параметр QWidget *, задающий родительский виджет.

Рис. 1.4. Приложение Age (возраст).

Ниже приводится исходный код:

01 #include <QApplication>

02 #include <QHBoxLayout>

03 #include <QSlider>

04 #include <QSpinbox>

05 int main(int argc, char *argv[])

06 {

07 QApplication app(argc, argv);

08 QWidget *window = new QWidget;

09 window->setWindowTitle("Enter Your Age");

10 QSpinBox *spinBox = new QSpinBox;

11 QSlider *slider = new QSlider(Qt::Horizontal);

12 spinBox->setRange(0, 130);

13 slider->setRange(0, 130);

14 QObject::connect(spinBox, SIGNAL(valueChanged(int)),

15 slider, SLOT(setValue(int)));

16 QObject::connect(slider, SIGNAL(valueChanged(int)),

17 spinBox, SLOT(setValue(int)));

18 spinBox->setValue(35);

19 QHBoxLayout *layout = new QHBoxLayout;

20 layout->addWidget(spinBox);

21 layout->addWidget(slider);

22 window->setLayout(layout);

23 window->show();

24 return app.exec();

25 }

Строки 8 и 9 создают и настраивают виджет QWidget, который является главным окном приложения. Нами вызывается функция setWindowTitle() для вывода текстовой строки в заголовке окна.

Строки 10 и 11 создают виджеты QSpinBox и QSlider, а строки 12 и 13 устанавливают допустимый диапазон изменения их значений. Мы вполне можем допустить, что возраст человека не будет превышать 130 лет. Мы могли бы передать window в конструкторах QSpinBox и QSlider, указывая на то, что window должен быть их родительским виджетом, но здесь это делать необязательно, поскольку система компоновки определит это самостоятельно и автоматически установит родительский виджет для наборного счетчика и ползунка, как мы это увидим вскоре.

Два вызова функции QObject::connect(), выполненные в строках с 14 по 17, обеспечивают синхронизацию работы наборного счетчика и ползунка, заставляя их всегда показывать одинаковое значение. Если один из виджетов изменяет значение, то генерируется сигнал valueChanged(int) и вызывается слот setValue(int) другого виджета с новым значением возраста.

В строке 18 наборный счетчик устанавливается в значение 35. В результате виджет QSpinBox генерирует сигнал valueChanged(int) с целочисленным аргументом 35. Этот аргумент передается слоту setValue(int) виджета QSlider, и в результате ползунок устанавливается в значение 35. Ползунок затем также генерирует сигнал valueChanged(int), поскольку его значение изменилось, и вызывает слот setValue(int) наборного счетчика. Но на этот раз функция setValue(int) не будет генерировать сигнал, поскольку наборный счетчик уже имеет значение 35. Это не позволяет повторять эти действия бесконечно. Описанная ситуация продемонстрирована на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Изменение значения в одном из виджетов приводит к изменению значения в другом виджете.

В строках с 19 по 22 мы размещаем виджеты наборного счетчика и ползунка, используя менеджер компоновки. Менеджер компоновки — это объект, который устанавливает размер и положение виджетов, которые располагаются в зоне его действия. Qt имеет три основных класса менеджеров компоновки:

• QHBoxLayout размещает виджеты по горизонтали слева направо (или справа налево, в зависимости от культурных традиций);

• QVBoxLayout размещает виджеты по вертикали сверху вниз;

• QGridLayout размещает виджеты в ячейках сетки.

Выполненный в строке 22 вызов QWidget::setLayout() устанавливает менеджер компоновки для окна. За кулисами создаются дочерние связи QSpinBox и QSlider с виджетом, для которого установлен менеджер компоновки, и по этой причине нам не требуется в явной форме задавать родительский виджет при конструировании виджета, размещаемого в зоне действия менеджера компоновки.

Рис. 1.6. Виджеты приложения Age.

Несмотря на то что мы не задавали в явной форме положение и размер ни одного из виджетов, QSpinBox и QSlider аккуратно расположились в ряд. Это объясняется тем, что QHBoxLayout автоматически определяет разумные размеры и положение виджетов, попадающих в зону его действия, в зависимости от потребностей этих виджетов. Менеджеры компоновки освобождают нас от нудного кодирования размещения виджетов нашего приложения на экране и гарантируют плавное изменение размеров окон.

Используемый средствами разработки Qt подход к построению графического пользовательского интерфейса легко понятен и очень гибок. Среди работающих в Qt программистов наиболее распространен подход, когда сначала создаются все необходимые графические элементы, а затем соответствующим образом настраиваются их свойства. Программисты добавляют виджеты к компоновщикам графических элементов, которые автоматически устанавливают для них нужные размер и положение. Управление работой графического интерфейса осуществляется через взаимодействие виджетов друг с другом посредством применения механизма сигналов и слотов Qt.

Справочная документации по средствам разработки Qt является важным инструментом в руках любого разработчика Qt—программ, поскольку в ней есть все необходимые сведения по любому классу и любой функции Qt. В данной книге используются многие из классов и функций Qt, но далеко не все, и они описываются не во всей полноте. Для более эффективного использования Qt вам необходимо хорошо разбираться в ее справочной документации и следует сделать это как можно скорее.

Эта документация имеется в формате HTML (каталог doc/html в системе Qt), и ее можно просматривать любым веб-браузером. Вы можете также использовать программу Qt Assistant (помощник Qt) — браузер системы помощи в Qt, который обладает мощными средствами поиска и индексирования информации и поэтому быстрее находит нужную информацию и им легче пользоваться, чем веб-браузером. Для запуска Qt Assistant необходимо выбрать функцию Qt by Trolltech v4.x.y | Assistant в меню Start (пуск) системы Windows, задать команду assistant в системе Unix или дважды щелкнуть по Assistant в системе Mac OS X Finder.

Рис. 1.7. Просмотр документации Qt программой Qt Assistant в системе Mac OS X.

Ссылки в разделе «API Reference» (ссылки программного интерфейса) домашней страницы обеспечивают различные пути навигации по классам Qt. На странице «All Classes» (все классы) приводится список всех классов программного интерфейса Qt. На странице «Main Classes» (основные классы) перечисляются только наиболее используемые классы Qt. Например, вы можете просмотреть классы и функции, использованные нами в этой главе.

Следует отметить, что описание наследуемых функций приводится в базовом классе: например, класс QPushButton не имеет описания функции show(), но это описание имеется в родительском классе QWidget. На рис. 1.8 показана взаимосвязь классов, которые использовались в этой главе.

Рис. 1.8. Дерево наследования для классов, используемых в данной главе.

Справочная документация для текущей версии Qt и нескольких более старых версий можно найти в сети Интернет по адресу http://doc.trolltech.com/. На этом сайте также находятся избранные статьи из журнала Qt Quarterly (Ежеквартальное обозрение по средствам разработки Qt); этот журнал предназначается для программистов Qt и распространяется по всем коммерческим лицензиям.

В данной главе представлены ключевые концепции связи сигналов и слотов и компоновки графических элементов. Здесь также начал раскрываться последовательный и полностью объектно—ориентированный подход к конструированию и применению виджетов. Если вы просмотрите документацию Qt, то обнаружите, что в ней применяется единый подход, позволяющий легко понять способы применения новых виджетов; вы также обнаружите, что тщательный подбор в Qt имен функций, параметров, элементов перечислений и т.д. делает удивительно приятным и простым программирование в Qt.

Последующие главы части I построены на фундаменте, заложенном в этой главе; они показывают, как следует создавать приложения с полнофункциональным графическим интерфейсом, содержащим меню, панели инструментов, окна документов, строку состояния и диалоговые окна вместе с соответствующими функциональными средствами по чтению, обработке и записи файлов.

Показанные нами ранее экраны были взяты из системы Linux, но приложения Qt будут выглядеть привычно для любой поддерживаемой платформы. Qt имитирует изобразительные средства используемой платформы, а не делает попытки все представить средствами, принятыми в какой-то одной платформе или каким-то одним инструментарием.

Рис. 1.9. Различные стили вывода графических элементов.

В Qt/X11 и Qtopia Core по умолчанию используется стиль Plastique, который применяет плавные переходы цветов и подавление помех спектрального наложения для обеспечения современного интерфейса пользователя. Пользователи приложений Qt могут переопределять принятый по умолчанию стиль, используя опцию —style в команде запуска приложения. Например, для запуска приложения Age со стилем Motif в X11 необходимо просто задать команду

./age -style motif

в командной строке.

Рис. 1.10. Зависимые от платформы стили.

В отличие от других, стили систем Windows XP и Mac доступны только на «родных» платформах, поскольку они реализованы на базе присущих только данной платформе механизмов работы.

В данной главе вы научитесь создавать диалоговые окна с использованием средств разработки Qt. Диалоговые окна предоставляют пользователю возможность задавать необходимые значения параметров и выбирать определенные режимы работы. Они называются диалоговыми окнами или просто «диалогами» (dialogs), поскольку представляют собой средство, с помощью которого пользователи и приложения могут «переговариваться» друг с другом.

Большинство приложений с графическим пользовательским интерфейсом имеют главное окно с панелью меню и инструментальной панелью, а также десятки диалоговых окон, естественно дополняющих главное окно. Можно также создать приложение из одного диалогового окна, которое будет непосредственно реагировать на выбор пользователя, выполняя соответствующие действия (например, таким приложением может быть калькулятор).

Первое диалоговое окно мы создадим полностью вручную, чтобы было ясно, как выглядит исходный код такой программы. Затем мы покажем способы построении диалоговых окон в Qt Designer, который является средством визуального проектирования в Qt. Использование Qt Designer позволяет получать результат значительно быстрее, чем при ручном кодировании, и полученные в нем различные варианты проектов легче тестировать и изменять в будущем.

Первым нашим примером будет диалоговое окно Find (найти) для поиска заданной пользователем последовательности символов, и оно будет полностью написано на С++. Мы реализуем это диалоговое окно в виде его собственного класса. Причем мы сделаем его независимым и самодостаточным компонентом, со своими сигналами и слотами.

Рис. 2.1. Диалоговое окно поиска.

Исходный код программы содержится в двух файлах: finddialog.h и finddialog.cpp. Сначала приведем файл finddialog.h:

01 #ifndef FINDDIALOG_H

02 #define FINDDIALOG_H

03 #include <QDialog.h>

04 class QCheckBox;

05 class QLabel;

06 class QLineEdit;

07 class QPushButton;

Строки 1 и 2 (а также строка 27) предотвращают многократное включение в программу этого заголовочного файла.

В строке 3 в программу включается определение QDialog — базового класса для диалоговых окон в Qt. Класс QDialog наследует свойства класса QWidget.

В строках с 4 по 7 даются предварительные объявления классов Qt, использующихся для реализации диалогового окна. Предварительное объявление (forward declaration) указывает компилятору С++ только на существование класса, не давая подробного определения этого класса (обычно определение класса содержится в его собственном заголовочном файле). Чуть позже мы поговорим об этом более подробно.

Затем мы определяем FindDialog как подкласс QDialog:

08 class FindDialog : public QDialog

09 {

10 Q_OBJECT

11 public:

12 FindDialog(QWidget *parent = 0);

Макрос Q_OBJECT необходимо задавать в начале определения любого класса, содержащего сигналы или слоты.

Конструктор FindDialog является типичным для классов виджетов в Qt. В параметре parent (родитель) указывается родительский виджет. По умолчанию задается нулевой указатель, указывающий на то, что у данного диалога нет родительского виджета.

13 signals:

14 void findNext(const QString &str, Qt::CaseSensitivity cs);

15 void findPrev(const QString &str, Qt::CaseSensitivity cs);

В секции signals объявляется два сигнала, которые генерируются диалоговым окном при нажатии пользователем кнопки Find (найти). Если установлен флажок поиска в обратном направлении (Search backward), генерируется сигнал findPrevious(); в противном случае генерируется сигнал findNext ().

Ключевое слово signals на самом деле является макросом. Препроцессор С++ преобразует его в стандартные инструкции языка С++ и затем передает их компилятору. Qt::CaseSensitivity является перечислением и может принимать значение Qt::CaseSensitive или Qt::CaseInsensitive.

16 private slots:

17 void findClicked();

18 void enableFindButton(const QString &text);

19 private:

20 QLabel *label;

21 QLineEdit *lineEdit;

22 QCheckBox *caseCheckBox;

23 QCheckBox *backwardCheckBox;

24 QPushButton *findButton;

25 QPushButton *closeButton;

26 };

27 #endif

В закрытой (private) секции класса мы объявляем два слота. Для реализации слотов нам потребуется большинство дочерних виджетов диалогового окна, поэтому мы резервируем для них соответствующие переменные—указатели. Ключевое слово slots, так же как и signals, является макросом, который преобразуется в последовательность инструкций, понятных компилятору С++.

Для закрытых переменных мы использовали предварительные объявления их классов. Это допустимо, потому что все они являются указателями, и мы не используем их в заголовочном файле — поэтому компилятору не требуется иметь полные определения классов. Мы могли бы воспользоваться соответствующими заголовочными файлами (<QCheckbox>, <QLabel> и так далее), но при использовании предварительных объявлений компилятор работает немного быстрее.

Теперь рассмотрим файл finddialog.cpp, в котором находится реализация класса FindDialog.

01 #include <QtGui>

02 #include "finddialog.h"

Во-первых, мы включаем <QtGui> — заголовочный файл, который содержит определения классов графического интерфейса Qt. Qt состоит из нескольких модулей, каждый из которых находится в своей собственной библиотеке. Наиболее важными модулями являются QtCore, QtGui, QtNetwork, QtOpenGL, QtSql, QtSvg и QtXml. Заголовочный файл <QtGui> содержит определение всех классов, входящих в модули QtCore и QtGui. Включив этот заголовочный файл, мы можем не беспокоиться о включении каждого отдельного класса.

В filedialog.h вместо включения <QDialog> и использования предварительных объявлений для классов QCheckBox, QLabel, QLineEdit и QPushButton мы могли бы просто включить <QtGui>. Однако включение такого большого заголовочного файла, взятого из другого заголовочного файла, обычно свидетельствует о плохом стиле кодирования, особенно при разработке больших приложений.

03 FindDialog::FindDialog(QWidget *parent)

04 : QDialog(parent)

05 {

06 label = new QLabel(tr("Find &what:"));

07 lineEdit = new QLineEdit;

08 label->setBuddy(lineEdit);

09 caseCheckBox = new QCheckBox(tr("Match &case"));

10 backwardCheckBox = new QCheckBox(tr("Search backward"));

11 findButton = new QPushButton(tr("&Find"));

12 findButton->setDefault(true);

13 findButton->setEnabled(false);

14 closeButton = new QPushButton(tr("Close"));

В строке 4 конструктору базового класса передается указатель на родительский виджет (параметр parent). Затем мы создаем дочерние виджеты. Функция tr() переводит строковые литералы на другие языки. Она объявляется в классе QObject и в каждом подклассе, содержащем макрос Q_OBJECT. Любое строковое значение, которое пользователь будет видеть на экране, полезно преобразовывать функцией tr(), даже если вы не планируете в настоящий момент переводить ваше приложение на какой-нибудь другой язык. Перевод приложений Qt на другие языки рассматривается в главе 17.

Мы используем знак амперсанда ('&') для задания клавиш быстрого доступа. Например, в строке 11 создается кнопка Find, которая может быть активирована нажатием пользователем сочетания клавиш Alt+F на платформах, поддерживающих клавиши быстрого доступа. Амперсанды могут также применяться для управления фокусом: в строке 6 мы создаем текстовую метку с клавишей быстрого доступа (Alt+W), а в строке 8 мы устанавливаем строку редактирования в качестве «партнера» этой текстовой метки. Партнером (buddy) называется виджет, на который передается фокус при нажатии клавиши быстрого доступа текстовой метки. Поэтому при нажатии пользователем сочетания клавиш Alt+W (клавиша быстрого доступа текстовой метки) фокус переходит на строку редактирования (которая является партнером текстовой метки).

В строке 12 мы делаем кнопку Find используемой по умолчанию, вызывая функцию setDefault(true)[3]. Кнопка, для которой задан режим использования по умолчанию, будет срабатывать при нажатии пользователем клавиши Enter (ввод). В строке 13 мы устанавливаем кнопку Find в неактивный режим. В неактивном режиме виджет обычно имеет серый цвет и не реагирует на действия пользователя.

15 connect(lineEdit, SIGNAL(textChanged(const QString &)),

16 this, SLOT(enableFindButton(const QString &)));

17 connect(findButton, SIGNAL(clicked()),

18 this, SLOT(findClicked()));

19 connect(closeButton, SIGNAL(clicked()),

20 this, SLOT(close()));

Закрытый слот enableFindButton(const QString &) вызывается при всяком изменении значения в строке редактирования. Закрытый слот findClicked() вызывается при нажатии пользователем кнопки Find. Само диалоговое окно закрывается при нажатии пользователем кнопки Close (закрыть). Слот close() наследуется от класса QWidget, и по умолчанию он делает виджет невидимым (но не удаляет его). Программный код слотов enableFindButton() и findClicked() мы рассмотрим позднее.

Поскольку QObject является одним из прародителей FindDialog, мы можем не указывать префикс QObject:: перед вызовами connect().

21 QHBoxLayout *topLeftLayout = new QHBoxLayout;

22 topLeftLayout->addWidget(label);

23 topLeftLayout->addWidget(lineEdit);

24 QVBoxLayout *leftLayout = new QVBoxLayout;

25 leftLayout->addLayout(topLeftLayout);

26 leftLayout->addWidget(caseCheckBox);

27 leftLayout->addWidget(backwardCheckBox);

28 QVBoxLayout *rightLayout = new QVBoxLayout;

29 rightLayout->addWidget(findButton);

30 rightLayout->addWidget(closeButton);

31 rightLayout->addStretch();

32 QHBoxLayout *mainLayout = new QHBoxLayout;

33 mainLayout->addLayout(leftLayout);

34 mainLayout->addLayout(rightLayout);

35 setLayout(mainLayout);

Затем для размещения виджетов в окне мы используем менеджеры компоновки (layout managers). Менеджеры компоновки могут содержать как виджеты, так и другие менеджеры компоновки. Используя различные вложенные комбинации менеджеров компоновки QHBoxLayout, QVBoxLayout и QGridLayout, можно построить очень сложные диалоговые окна.

Рис. 2.2. Менеджеры компоновки диалогового окна поиска данных.

Для диалогового окна поиска мы используем два менеджера горизонтальной компоновки QHBoxLayout и два менеджера вертикальной компоновки QVBoxLayout (см. рис. 2.2). Внешний менеджер компоновки является главным; он устанавливается в FindDialog в строке 35 и ответственен за всю область, занимаемую диалоговым окном. Остальные три менеджера компоновки являются внутренними. Показанная в нижнем правом углу на рис. 2.2 маленькая «пружинка» является пустым промежутком («распоркой»). Она применяется для образования ниже кнопок Find и Close пустого пространства, обеспечивающего перемещение кнопок в верхнюю часть своего менеджера компоновки.

Одна из особенностей классов менеджеров компоновки заключается в том, что они не являются виджетами. Взамен этого они наследуют свойства класса QLayout, который, в свою очередь, является наследником класса QObject. На данном рисунке виджеты выделены сплошными линиями, а менеджеры компоновки очерчены пунктирными линиями, чтобы подчеркнуть их различие. При работе приложения менеджеры компоновки невидимы.

При добавлении внутренних менеджеров компоновки к родительскому менеджеру компоновки (строки 25, 33 и 34) для них автоматически устанавливается родительская связь. Затем, когда главный менеджер компоновки устанавливается для диалога (строка 35), он становится дочерним элементом диалога и все виджеты в менеджерах компоновки становятся дочерними элементами диалога. Иерархия полученных родословных связей представлена на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Родословная объектов диалогового окна поиска данных.

36 setWindowTitle(tr("Find"));

37 setFixedHeight(sizeHint().height());

38 }

Наконец, мы задаем название диалогового окна и устанавливаем фиксированной его высоту, поскольку в диалоговом окне нет виджетов, которым может понадобиться дополнительное пространство по вертикали. Функция QWidget::sizeHint() возвращает «идеальный» размер виджета.

На этом завершается рассмотрение конструктора FindDialog. Поскольку нами использован оператор new при создании виджетов и менеджеров компоновки, нам, по-видимому, придется написать деструктор, где будут предусмотрены операторы delete для удаления каждого созданного нами виджета и менеджера компоновки. Но поступать так не обязательно, поскольку Qt автоматически удаляет дочерние объекты при разрушении родительского объекта, а все дочерние виджеты и менеджеры компоновки являются потомками FindDialog.

Теперь мы рассмотрим слоты диалогового окна:

39 void FindDialog::findClicked()

40 {

41 QString text = lineEdit->text();

42 Qt::CaseSensitivity cs =

43 caseCheckBox->isChecked() ? Qt::CaseSensitive

44 : Qt::CaseInsensitive;

45 if (backwardCheckBox->isChecked()) {

46 emit findPrevious(text, cs);

47 } else {

48 emit findNext(text, cs);

49 }

50 }

51 void FindDialog::enableFindButton(const QString &text)

52 {

53 findButton->setEnabled(!text.isEmpty());

54 }

Слот findClicked() вызывается при нажатии пользователем кнопки Find. Он генерирует сигнал findPrevious() или findNext() в зависимости от состояния флажка Search backward (поиск в обратном направлении). Ключевое слово emit (генерировать сигнал) имеет особый смысл в Qt; как и другие расширения Qt, оно преобразуется препроцессором С++ в стандартные инструкции С++.

Слот enableFindButton() вызывается при любом изменении значения в строке редактирования. Он устанавливает активный режим кнопки, если в редактируемой строке имеется какой-нибудь текст; в противном случае кнопка устанавливается в неактивный режим.

Эти два слота завершают написание программы диалогового окна. Теперь мы можем создать файл main.cpp и протестировать наш виджет FindDialog:

01 #include <QApplication>

02 #include "finddialog.h"

03 int main(int argc, char *argv[])

04 {

05 QApplication app(argc, argv);

06 FindDialog *dialog = new FindDialog;

07 dialog->show();

08 return app.exec();

09 }

Для компиляции этой программы выполните обычную команду qmake. Поскольку определение класса FindDialog содержит макрос Q_OBJECT, сформированный командой qmake, файл makefile будет содержать специальные правила для запуска moc — мета—объектного компилятора Qt. (Мета—объектная система Qt рассматривается в следующем разделе.)

Для правильной работы moc мы должны включить определение класса в заголовочный файл, то есть отделить его от файла реализации класса. Сформированный moc программный код содержит этот заголовочный файл и собственно сгенерированные инструкции С++.

Классы с макросом Q_OBJECT сначала должны пройти через компилятор moc. Здесь не будет проблем, поскольку qmake автоматически добавляет в файл makefile необходимые команды. Однако если вы забудете сгенерировать файл makefile командой qmake, программа не пройдет через компилятор moc и компоновщик программы пожалуется на то, что некоторые объявленные функции не реализованы. Эти сообщения могут выглядеть достаточно странно. GCC выдает сообщения следующего вида:

finddialog.o(.text+0x28): undefined reference to

'FindDialog::QPaintDevice virtual table'

(не определена ссылка на «виртуальную таблицу

FindDialog::QPaintDevice»)

finddialog.o: In function 'FindDialog::tr(char const*. char const*)':

/usr/lib/qt/src/corelib/global/qglobal.h:1430: undefined reference to

'FindDialog::staticMetaObject'

(В функции 'FindDialog::tr(…)' не определена ссылка на

'FindDialog::staticMetaObject')

Сообщения в Visual С++ выглядят следующим образом:

finddialog.obj : error LNK2001: unresolved external symbol

"public:~virtual int __thiscall MyClass::qt_metacall(enum QMetaObject::Call,int,void * *)"

(ошибка LNK2001: неразрешенная внешняя ссылка)

При появлении подобных сообщений снова выполните команду qmake для обновления файла makefile, затем заново постройте приложение.

Теперь выполните программу. Если клавиши быстрого доступа доступны на вашей платформе, убедитесь в правильной работе клавиш Alt+W, Alt+C, Alt+B и Alt+F. Для перехода с одного виджета на другой используйте клавишу табуляции Tab. По умолчанию последовательность таких переходов соответствует порядку создания виджетов. Эту последовательность можно изменить с помощью функции QWidget::setTabOrder().

Обеспечение осмысленного порядка переходов с одного виджета на другой с помощью клавиши табуляции и применение клавиш быстрого доступа позволяют использовать все возможности приложений тем пользователям, которые не хотят (или не могут) пользоваться мышкой. Тот, кто быстро работает с клавиатурой, также предпочитает иметь возможность полного управления приложением посредством клавиатуры.

В главе 3 диалоговое окно поиска будет использовано нами в реальном приложении и мы подключим сигналы findPrevious() и findNext() к некоторым слотам.

Механизм сигналов и слотов играет решающую роль в разработке программ Qt. Он позволяет прикладному программисту связывать различные объекты, которые ничего не знают друг о друге. Мы уже соединяли некоторые сигналы и слоты, объявляли наши собственные сигналы и слоты, реализовывали наши собственные слоты и генерировали наши собственные сигналы. Давайте рассмотрим этот механизм более подробно.

Слоты почти совпадают с обычными функциями, которые объявляются внутри классов С++ (функции—члены). Они могут быть виртуальными, они могут быть перегруженными, они могут быть открытыми (public), защищенными (protected) и закрытыми (private), они могут вызываться непосредственно, как и любые другие функции—члены С++, и их параметры могут быть любого типа. Однако слоты (в отличие от обычных функций—членов) могут подключаться к сигналам, и в результате они будут вызываться при каждом генерировании соответствующего сигнала.

• Оператор connect() выглядит следующим образом:

connect (отправитель, SIGNAL(сигнал), получатель, SLOT(слот));

где отправитель и получатель являются указателями на объекты QObject и где сигнал и слот являются сигнатурами функций без имен параметров. Макросы SIGNAL() и SLOT() фактически преобразуют свои аргументы в строковые переменные.

В приводимых ранее примерах мы всегда подключали разные слоты к разным сигналам. Существует несколько вариантов подключения слотов к сигналам.

• К одному сигналу можно подключать много слотов:

connect(slider, SIGNAL(valueChanged(int)),

spinBox, SLOT(setValue(int)));

connect(slider, SIGNAL(valueChanged(int)),

this, SLOT(updateStatusBarIndicator(int)));

При генерировании сигнала последовательно вызываются все слоты, причем порядок их вызова неопределен.

• Один слот можно подключать ко многим сигналам:

connect(lcd, SIGNAL(overflow()),

this, SLOT(handleMathError()));

connect(calculator, SIGNAL(divisionByZero()),

this, SLOT(handleMathError()));

Данный слот будет вызываться при генерировании любого сигнала.

• Один сигнал может соединяться с другим сигналом:

connect(lineEdit, SIGNAL(textChanged(const QString &)),

this, SIGNAL(updateRecord(const QString &)));

При генерировании первого сигнала будет также генерироваться второй сигнал. В остальном связь «сигнал — сигнал» не отличается от связи «сигнал — слот».

• Связь можно аннулировать:

disconnect(lcd, SIGNAL(overflow()),

this, SLOT(handleMathError()));

Это редко приходится делать, поскольку Qt автоматически убирает все связи при удалении объекта.

• При успешном соединении сигнала со слотом (или с другим сигналом) их параметры должны задаваться в одинаковом порядке и иметь одинаковый тип:

connect(ftp, SIGNAL(rawCommandReply(int, const QString &)),

this, SLOT(processReply(int, const QString &)));

• Имеется одно исключение, а именно: если у сигнала больше параметров, чем у подключенного слота, то дополнительные параметры просто игнорируются:

connect(ftp, SIGNAL(rawCommandReply(int, const QString &),

this, SLOT(checkErrorCode(int)));

Если параметры имеют несовместимые типы либо будет отсутствовать сигнал или слот, то Qt выдаст предупреждение во время выполнения программы, если сборка программы проводилась в отладочном режиме. Аналогично Qt выдаст предупреждение, если в сигнатуре сигнала или слота будут указаны имена параметров.

Одним из главных преимуществ средств разработки Qt является расширение языка С++ механизмом создания независимых компонентов программного обеспечения, которые можно соединять вместе, несмотря на то что они могут ничего не знать друг о друге.

Этот механизм называется метаобъектной системой, и он обеспечивает две основные служебные функции: взаимодействие сигналов и слотов и анализ внутреннего состояния приложения (introspection). Анализ внутреннего состояния необходим для реализации сигналов и слотов и позволяет прикладным программистам получать «метаинформацию» о подклассах QObject во время выполнения программы, включая список поддерживаемых объектом сигналов и слотов и имена их классов. Этот механизм также поддерживает свойства (для Qt Designer) и перевод текстовых значений (для интернационализации приложений), а также создает основу для системы сценариев в Qt (Qt Script for Applications — QSA).

В стандартном языке С++ не предусмотрена динамическая поддержка метаданных, необходимых системе метаобъектов Qt. В Qt эта проблема решена за счет применения специального инструментального средства компилятора moc, который просматривает определения классов с макросом Q_OBJECT и делает соответствующую информацию доступной функциям С++. Поскольку все функциональные возможности moc обеспечиваются только с помощью «чистого» С++, мета—объектная система Qt будет работать с любым компилятором С++.

Этот механизм работает следующим образом:

• макрос Q_OBJЕСТ объявляет некоторые функции, которые необходимы для анализа внутреннего состояния и которые должны быть реализованы в каждом подклассе QObject: metaObject(), tr(), qt_metacall() и некоторые другие;

• компилятор moc генерирует реализации функций, объявленных макросом Q_OBJECT, и всех сигналов;

• такие функции—члены класса QObject, как connect() и disconnect(), во время своей работы используют функции анализа внутреннего состояния.

Все это выполняется автоматически при работе qmake, moc и при компиляции QObject, и поэтому у вас крайне редко может возникнуть необходимость вспомнить об этом механизме. Однако если вам интересны детали реализации этого механизма, вы можете воспользоваться документацией по классу QMetaObject и просмотреть файлы исходного кода С++, сгенерированные компилятором moc.

До сих пор мы использовали сигналы и слоты только при работе с виджетами. Но сам по себе этот механизм реализован в классе QObject, и его не обязательно применять только в пределах программирования графического пользовательского интерфейса. Этот механизм можно использовать в любом подклассе QObject:

01 class Employee : public QObject

02 {

03 Q_OBJECT

04 public:

05 Employee() { mySalary = 0; }

06 int salary() const { return mySalary; }

07 public slots:

08 void setSalary(int newSalary);

09 signals:

10 void salaryChanged(int newSalary);

11 private:

12 int mySalary;

13 };

14 void Employee::setSalary(int newSalary)

15 {

16 if (newSalary != mySalary) {

17 mySalary = newSalary;

18 emit salaryChanged(mySalary);

19 }

20 }

Обратите внимание на реализацию слота setSalary(). Мы генерируем сигнал salaryChanged() только при выполнении условия newSalary ! = mySalary. Это позволяет предотвратить бесконечный цикл генерирования сигналов и вызовов слотов.

Средства разработки Qt спроектированы таким образом, чтобы было приятно программировать «вручную» и чтобы этот процесс был интуитивно понятен; и нет ничего необычного в разработке всего приложения Qt на «чистом» языке С++. Все же многие программисты предпочитают применять визуальные средства проектирования форм, поскольку этот метод представляется более естественным и позволяет получать конечный результат быстрее, чем при программировании «вручную», и такой подход дает возможность программистам быстрее и легче экспериментировать и изменять дизайн.

Qt Designer расширяет возможности программистов, предоставляя визуальные средства проектирования. Qt Designer может использоваться для разработки всех или только некоторых форм приложения. Формы, созданные с помощью Qt Designer, в конце концов представляются в виде программного кода на С++, поэтому Qt Designer может использоваться совместно с обычными средствами разработки, и он не налагает никаких специальных требований на компилятор.

В данном разделе мы применяем Qt Designer для создания диалогового окна (см. рис. 2.4), которое управляет переходом на заданную ячейку таблицы (Go-to-Cell dialog). Создание диалогового окна как при ручном кодирования, так и при использовании Qt Designer предусматривает выполнение следующих шагов:

• создание и инициализация дочерних виджетов;

• размещение дочерних виджетов в менеджерах компоновки;

• определение последовательности переходов по клавише табуляции;

• установка соединений «сигнал — слот»;

• реализация пользовательских слотов диалогового окна.

Рис. 2.4. Диалоговое окно для перехода на заданную ячейку таблицы.

Для запуска Qt Designer выберите функцию Qt by Trolltech v4.x.y | Designer в меню Start системы Windows, наберите designer в командной строке системы Unix или дважды щелкните по Designer в системе Mac OS X Finder. После старта Qt Designer выдает список шаблонов. Выберите шаблон «Widget», затем нажмите на кнопку ОК. (Привлекательным может показаться шаблон «Dialog with Buttons Bottom» (диалог с кнопками в нижней части), но в этом примере мы покажем, как создавать кнопки OK и Cancel вручную.) Вы получите на экране окно с заголовком «Untitled».

По умолчанию интерфейс пользователя в Qt Designer содержит несколько окон верхнего уровня. Если вы предпочитаете интерфейс в стиле MDI с одним окном верхнего уровня и несколькими подчиненными окнами, выберите функцию Edit | User Interface Mode | Docked Window.

На первом этапе создайте дочерние виджеты и поместите их в форму. Создайте одну текстовую метку, одну строку редактирования, одну (горизонтальную) pacпорку (spacer) и две кнопки. При создании любого элемента перенесите его название или пиктограмму из окна виджетов Qt Designer на форму приблизительно в то место, где он должен располагаться. Элемент распорка, который не будет видим при работе формы, в QtDesigner показан в виде синей пружинки.

Рис. 2.5. Qt Designer в режиме пристыкованного окна в системе Windows.

Затем передвиньте низ формы вверх, чтобы она стала короче. В результате вы получите форму, похожую на показанную на рис. 2.6. Не тратьте слишком много времени на позиционирование элементов на форме; менеджеры компоновки Qt позже выполнят точное их позиционирование.

Рис. 2.6. Форма с несколькими виджетами.

Задайте свойства каждого виджета, используя редактор свойств Qt Designer.

1. Щелкните по текстовой метке. Убедитесь, что свойство objectName (имя объекта) имеет значение «label» (текстовая метка), а свойство text (текст) установите на значение «&Cell Location» (расположение ячейки).

2. Щелкните по строке редактирования. Убедитесь, что свойство objectName имеет значение «lineEdit» (строка редактирования).

3. Щелкните по первой кнопке. Установите свойство objectName на значение «okButton» (кнопка подтверждения), свойство enabled (включена) на значение «false» (ложь), свойство default (режим умолчания) на «true» (истина), свойство text на значение «OK» (подтвердить).

4. Щелкните по второй кнопке. Установите свойство objectName на значение «cancelButton» (кнопка отмены) и свойство text на значение «Cancel» (отменить).

5. Щелкните по свободному месту формы для выбора самой формы. Установите objectName на значение «GoToCellDialog» (диалоговое окно перехода на ячейку) и windowTitle (заголовок окна) на значение «Go to Cell» (перейти на ячейку).

Теперь все виджеты выглядят привлекательно, кроме текстовой метки &Cell Location. Выберите Edit | Edit Buddies (Правка | Редактировать партнеров) для входа в специальный режим, позволяющий задавать партнеров. Щелкните по этой метке и перенесите красную стрелку на строку редактирования, а затем отпустите кнопку мышки. Теперь эта метка будет выглядеть как Cell Location и иметь строку редактирования в качестве партнера. Выберите Click Edit | Edit Widgets (Правка | Редактировать виджеты) для выхода из режима установки партнеров.

Рис. 2.7. Вид формы после установки свойств виджетов.

На следующем этапе виджеты размещаются в форме требуемым образом:

1. Щелкните по текстовой метке Cell Location и нажмите клавишу Shift одновременно со щелчком по полю редактирования, обеспечив одновременный выбор этих виджетов. Выберите в меню Form | Lay Out Horizontally (Форма | Горизонтальная компоновка).

2. Щелкните по растяжке, затем, удерживая клавишу Shift, щелкните по клавишам OK и Cancel. Выберите в меню Form | Lay Out Horizontally.

3. Щелкните по свободному месту формы, аннулируя выбор любых виджетов, затем выберите в меню функцию Form | Lay Out Vertically (Форма | Вертикальная компоновка).

4. Выберите в меню функцию Form | Adjust Size для установки предпочитаемого размера формы.

Красными линиями на форме обозначаются созданные менеджеры компоновки. Они невидимы при выполнении программы.

Рис. 2.8. Форма с менеджерами компоновки.

Теперь выберите в меню функцию Edit | Edit Tab Order (Правка | Редактировать порядок перехода по клавише табуляции). Рядом с каждым виджетом, которому может передаваться фокус, появятся синие прямоугольники. Щелкните по каждому виджету, соблюдая необходимую вам последовательность перевода фокуса, затем выберите в меню функцию Edit | Edit Widgets для выхода из режима редактирования переходов по клавише табуляции.

Рис. 2.9. Установка последовательности перевода фокуса по виджетам формы.

Для предварительного просмотра спроектированного диалогового окна выберите в меню функцию Form | Preview (Форма | Предварительный просмотр). Проверьте последовательность перехода фокуса, нажимая несколько раз клавишу табуляции. Нажмите одновременно клавиши Alt+C для перевода фокуса на строку редактирования. Нажмите на кнопку Cancel для прекращения работы.

Сохраните спроектированное диалоговое окно в файле gotocelldialog.ui в каталоге с названием gotocell и создайте файл main.cpp в том же каталоге с помощью обычного текстового редактора.

01 #include <QApplication>

02 #include <QDialog>

03 #include "ui_gotocelldialog.h"

04 int main(int argc, char *argv[])

05 {

06 QApplication app(argc, argv);

07 Ui::GoToCellDialog ui;

08 QDialog *dialog = new QDialog;

09 ui.setupUi(dialog);

10 dialog->show();

11 return app.exec();

12 }

Теперь выполните команду qmake для создания файла с расширением .pro и затем создайте файл makefile (команды qmake —project; qmake gotocell.pro). Программе qmake «хватит ума» обнаружить файл пользовательского интерфейса gotocelldialog.ui и сгенерировать соответствующие команды для вызова uic — компилятора пользовательского интерфейса, входящего в состав средств разработки Qt. Компилятор uic преобразует gotocelldialog.ui в инструкции С++ и помещает результат в ui_gotocelldialog.h.

Полученный файл ui_gotocelldialog.h содержит определение класса Ui::GoToCellDialog, который содержит инструкции С++, эквивалентные файлу gotocelldialog.ui. В этом классе объявляются переменные—члены, в которых содержатся дочерние виджеты и менеджеры компоновки формы, а также функция setupUi(), которая инициализирует форму. Сгенерированный класс выглядит следующим образом:

class Ui::GoToCellDialog

{

public:

QLabel *label;

QLineEdit *lineEdit;

QSpacerItem *spacerItem;

QPushButton *okButton;

QPushButton *cancelButton;

…

void setupUi(QWidget *widget) {

…

}

};

Сгенерированный класс не наследует никакой Qt—класс. При использовании формы в main.cpp мы создаем QDialog и передаем его функции setupUi().

Если вы станете выполнять программу в данный момент, она будет работать, но не совсем так, как требуется:

• кнопка OK всегда будет в неактивном состоянии;

• кнопка Cancel не выполняет никаких действий;

• поле редактирования будет принимать любой текст, а оно должно принимать только допустимое обозначение ячейки.

Правильную работу диалогового окна мы можем обеспечить, написав некоторый программный код. Лучше всего создать новый класс, который наследует QDialog и Ui::GoToCellDialog и реализует недостающую функциональность (подтверждая известное утверждение, что любую проблему программного обеспечения можно решить, просто добавив еще один уровень представления объектов). По нашим правилам мы даем этому новому классу такое же имя, которое генерируется компилятором uic, но без префикса Ui::.

Используя текстовый редактор, создайте файл с именем gotocelldialog.h, который будет содержать следующий код:

01 #ifndef GOTOCELLDIALOG_H

02 #define GOTOCELLDIALOG_H

03 #include <QDialog>

04 #include "ui_gotocelldialog.h"

05 class GoToCellDialog : public QDialog, public Ui::GoToCellDialog

06 {

07 Q_OBJECT

08 public:

09 GoToCellDialog(QWidget *parent = 0);

10 private slots:

11 void on_lineEdit_textChanged();

12 };

13 #endif

Реализация методов класса делается в файле gotocelldialog.cpp:

01 #include <QtGui>

02 #include "gotocelldialog.h"

03 GoToCellDialog::GoToCellDialog(QWidget *parent)

04 : QDialog(parent)

05 {

06 setupUi(this);

07 QRegExp regExp("[A-Za-z][1-9][0-9]{0,2}");

08 lineEdit->setValidator(new QRegExpValidator(regExp, this));

09 connect(okButton, SIGNAL(clicked()),

10 this, SLOT(accept()));

11 connect(cancelButton, SIGNAL(clicked()),

12 this, SLOT(reject()));

13 }

14 void GoToCellDialog::on_lineEdit_textChanged()

15 {

16 okButton->setEnabled(lineEdit->hasAcceptableInput());

17 }

В конструкторе мы вызываем setupUi() для инициализации формы. Благодаря множественному наследованию мы можем непосредственно получить доступ к членам класса Ui::GoToCellDialog. После создания пользовательского интерфейса setupUi() будет также автоматически подключать все слоты с именами типа on_objectName_signalName() к соответствующему сигналу signalName() виджета objectName. В нашем примере это означает, что setupUi() будет устанавливать следующее соединение «сигнал—слот»:

connect(lineEdit, SIGNAL(textChanged(const QString &)),

this, SLOT(on_lineEdit_textChanged()));

Также в конструкторе мы задаем ограничение на допустимый диапазон вводимых значений. Qt обеспечивает три встроенных класса по проверке правильности значений: QIntValidator, QDoubleValidator и QRegExpValidator. В нашем случае мы используем QRegExpValidator, задавая регулярное выражение «[A—Za—z][1—9][0—9]{0,2}», которое означает следующее: допускается одна маленькая или большая буква, за которой следует одна цифра в диапазоне от 1 до 9; затем идут ноль, одна или две цифры в диапазоне от 0 до 9. (Введение в регулярные выражения вы можете найти в документации по классу QRegExp.)

Указывая в конструкторе QRegExpValidator значение this, мы его делаем дочерним элементом объекта GoToCellDialog. После этого нам можно не беспокоиться об удалении в будущем QRegExpValidator; этот объект будет удален автоматически после удаления его родительского элемента.

Механизм взаимодействия объекта с родительскими и дочерними элементами реализован в QObject. Когда мы создаем объект (виджет, функцию по проверке правильности значений или любой другой объект) и он имеет родительский объект, то к списку дочерних элементов этого родителя добавится и данный объект. При удалении родительского элемента будет просмотрен список его дочерних элементов и все они будут удалены. Эти дочерние элементы, в свою очередь, сами удалят все свои дочерние элементы, и эта процедура будет выполняться до тех пор, пока ничего не останется.

Механизм взаимодействия объекта с родительскими и дочерними элементами значительно упрощает управление памятью, снижая риск утечек памяти. Явным образом мы должны удалять только объекты, которые созданы оператором new и которые не имеют родительского элемента. А если мы удаляем дочерний элемент до удаления его родителя, то Qt автоматически удалит этот объект из списка дочерних объектов этого родителя.

Для виджетов родительский объект имеет дополнительный смысл: дочерние виджеты размещаются внутри области, которую занимает родительский объект. При удалении родительского виджета не только освобождается занимаемая дочерними объектами память — он исчезает с экрана.

В конце конструктора мы подключаем кнопку OK к слоту accept() виджета QDialog и кнопку Cancel к слоту reject(). Оба слота закрывают диалог, но accept() устанавливает результат диалога на значение QDialog::Accepted (которое равно 1), a reject() устанавливает значение QDialog::Rejected (которое равно 0). При использовании этого диалога мы можем использовать значение результата, чтобы узнать, была ли нажата кнопка OK, и действовать соответствующим образом.

Слот on_lineEdit_textChanged() устанавливает кнопку OK в активное или неактивное состояние в зависимости от наличия в строке редактирования допустимого обозначения ячейки. QLineEdit::hasAcceptableInput() использует функцию проверки допустимости значений, которую мы задали в конструкторе.

На этом завершается построение диалога. Теперь мы можем переписать main.cpp следующим образом:

01 #include <QApplication>

02 #include "gotocelldialog.h"

03 int main(int argc, char *argv[])

04 {

05 QApplication app(argc, argv);

06 GoToCellDialog *dialog = new GoToCellDialog;

07 dialog->show();

08 return app.exec();

09 }

Постройте еще раз приложение (qmake —project; qmake gotocell.pro) и выполните его. Наберите в строке редактирования значение «A12» и обратите внимание на то, как кнопка OK становится активной. Попытайтесь ввести какой-нибудь произвольный текст и посмотрите, как сработает функция по проверке допустимости значения. Нажмите кнопку Cancel для закрытия диалогового окна.

Привлекательной особенностью применения Qt Designer является возможность для программиста действовать достаточно свободно при изменении дизайна формы, причем при этом исходный код программы не будет нарушен. При разработке формы с непосредственным написанием операторов С++ на изменение дизайна уходит много времени. При использовании Qt Designer не будет тратиться много времени, поскольку uic просто заново генерирует исходный код программы для форм, которые были изменены. Пользовательский интерфейс диалога сохраняется в файле .ui (который имеет формат XML), а соответствующая функциональная часть реализуется путем создания подкласса, сгенерированного компилятором uic класса.

Нами были рассмотрены способы формирования диалоговых окон, которые всегда содержат одни и те же виджеты. В некоторых случаях требуется иметь диалоговые окна, форма которых может меняться. Наиболее известны два типа изменяющихся диалоговых окон: расширяемые диалоговые окна (area extension dialogs) и многостраничные диалоговые окна (multi—page dialogs). Оба типа диалоговых окон можно реализовать в Qt либо с помощью непосредственного кодирования, либо посредством применения Qt Designer.

Расширяемые диалоговые окна, как правило, имеют обычное (нерасширенное) представление и содержат кнопку для переключения между обычным и расширенным представлениями этого диалогового окна. Расширяемые диалоговые окна обычно применяются в тех приложениях, которые предназначаются как для неопытных, так и для опытных пользователей и скрывают дополнительные опции до тех пор, пока пользователь явным образом не захочет ими воспользоваться. В данном разделе мы используем Qt Designer для создания расширяемого диалогового окна, показанного на рис. 2.10.

Рис. 2.10. Обычный и расширенный виды окна сортировки данных.

Данное диалоговое окно является окном сортировки в приложении Электронная таблица, позволяющим пользователю задавать один или несколько столбцов сортировки. В обычном представлении этого окна пользователь может ввести один ключ сортировки, а в расширенном представлении он может ввести дополнительно еще два ключа сортировки. Кнопка More (больше) позволяет пользователю переключаться с обычного представления на расширенное и наоборот.

Мы создадим в Qt Designer расширенное представление виджета, второй и третий ключи сортировки которого не будут видны при выполнении программы, когда они не нужны. Этот виджет кажется сложным, однако он очень легко строится в Qt Designer. Сначала нужно создать ту часть, которая относится к первичному ключу, затем сдублировать ее дважды, получая вторичный и третичный ключи.

1. Выберите функцию меню File | New Form и затем шаблон «Dialog with Buttons Right» (диалог с кнопками, расположенными справа).

2. Создайте кнопку More (больше) и перенесите ее в вертикальный менеджер компоновки ниже вертикальной распорки. Установите свойство text кнопки More на значение «&More», а свойство checkable — на значение «true». Задайте свойство default кнопки OK на значение «true».

3. Создайте объект «группа элементов (group box)», две текстовые метки, два поля с выпадающим списком (comboboxes) и одну горизонтальную распорку и разместите их где-нибудь на форме.

4. Передвиньте нижний правый угол элемента группа, увеличивая его. Затем перенесите другие виджеты внутрь элемента группа и расположите их приблизительно так, как показано на рис. 2.11 (а).

Рис. 2.11. Размещение дочерних виджетов группового элемента в табличной сетке.

5. Перетащите правый край второго поля с выпадающим списком так, чтобы оно было в два раза шире первого поля.

6. Свойство title (заголовок) группы установите на значение «&PrimaryKey» (первичный ключ), свойство text первой текстовой метки установите на значение «Column:» (столбец), а свойство text второй текстовой метки установите на значение «Order:» (порядок сортировки).

7. Щелкните правой клавишей мышки по первому полю с выпадающим списком и выберите функцию Edit Items (редактировать элементы) в контекстном меню для вызова в Qt Designer редактора списков. Создайте один элемент со значением «None» (нет значений).

8. Щелкните правой клавишей мышки по второму полю с выпадающим списком и выберите функцию Edit Items. Создайте элементы «Ascending» (по возрастанию) и «Descending» (по убыванию).

9. Щелкните по группе и выберите в меню функцию Form | Lay Out in a Grid (Форма | Размещение в сетке). Еще раз щелкните по группе и выберите в меню функцию Form | Adjust Size (Форма | Настроить размер). В результате получите изображение, представленное на рис. 2.11 (б).

Если изображение оказалось не совсем таким или вы ошиблись, то всегда можно выбрать в меню функцию Edit | Undo (Правка | Отменить) или Form | Break Layout (Форма | Прервать компоновку), затем изменить положение виджетов и снова повторить все действия.

Теперь мы добавим групповые элементы для второго и третьего ключей сортировки.

1. Увеличьте высоту диалогового окна, чтобы можно было в нем разместить дополнительные части.

2. При нажатой клавише Ctrl (Alt в системе Mac) щелкните по элементу группы Primary Key (первичный ключ) для создания копии элемента группа (и его содержимого) над оригинальным элементом. Перетащите эту копию ниже оригинального элемента группа, по-прежнему нажимая клавишу Ctrl (или Alt). Повторите этот процесс для создания третьего элемента группа, размещая его ниже второго элемента группа.

3. Измените их свойство title на значения «&Secondary Key» (вторичный ключ) и «&Tertiary Key» (третичный ключ).

4. Создайте одну вертикальную растяжку и расположите ее между элементом группы первичного ключа и элементом группы вторичного ключа.

5. Расположите виджеты в сетке, как показано на рис. 2.12 (а).

6. Щелкните по форме, чтобы отменить выбор любых виджетов, затем выберите функцию меню Form | Lay Out in a Grid (Форма | Расположить в сетке). Форма должна иметь вид, показанный на рис. 2.12 (б).

7. Свойство sizeHint («идеальный» размер) двух вертикальных растяжек установите на значение [20, 0].

В результате менеджер компоновки в ячейках сетки будет иметь два столбца и четыре строки — всего восемь ячеек. Элемент группа первичного ключа, левая вертикальная распорка, элемент группа вторичного ключа и элемент группа третичного ключа — каждый из них занимает одну ячейку. Менеджер вертикальной компоновки, содержащий кнопки OK, Cancel и More, занимает две ячейки. Справа внизу диалогового окна будет две свободные ячейки. Если у вас получилась другая картинка, отмените компоновку, измените положение виджетов и повторите все сначала.

Рис. 2.12. Расположение дочерних элементов формы в сетке.

Переименуйте форму на «SortDialog» (диалоговое окно сортировки) и измените заголовок на «Sort» (сортировка). Задайте имена дочерним виджетам, как показано на рис. 2.13.

Выберите функцию меню Edit | Edit Tab Order. Щелкайте поочередно по каждому выпадающему списку, начиная с верхнего и заканчивая нижним, затем щелкайте по кнопкам OK, Cancel и Моге, которые расположены справа. Выберите функцию меню Edit | Edit Widgets для выхода из режима установки переходов по клавише табуляции.

Теперь, когда форма спроектирована, мы готовы обеспечить ее функциональное наполнение, устанавливая некоторые соединения «сигнал—слот». Qt Designer позволяет устанавливать соединения между виджетами одной формы. Нам требуется обеспечить два соединения.

Выберите функцию меню Edit | Edit Signals/Slots (Правка | Редактировать сигналы и слоты) для входа в режим формирования соединений в Qt Designer. Соединения представлены синими стрелками между виджетами формы. Поскольку нами выбран шаблон «Dialog with Buttons Right», кнопки OK и CanceI уже подключены к слотам accept() и reject() виджета QDialog. Эти соединения также указаны в окне редактора сигналов и слотов Qt Designer.

Рис. 2.13. Имена виджетов формы.

Для установки соединения между двумя виджетами щелкните по виджету, передающему сигнал, соедините красную стрелку с виджетом — получателем сигнала и отпустите клавишу мышки. В результате будет выдано диалоговое окно, позволяющее выбрать для соединения сигнал и слот.

Рис. 2.14. Соединение виджетов формы.

Сначала устанавливается соединение между moreButton и secondaryGroupBox. Соедините эти два виджета красной стрелкой, затем выберите toggled(bool) в качестве сигнала и setVisible(bool) в качестве слота. По умолчанию Qt Designer не имеет в списке слотов setVisible(bool), но он появится, если вы включите режим «Show all signals and slots» (Показывать все сигналы и слоты).

Рис. 2.15. Редактор соединений в QtDesigner.

Второе соединение устанавливается между сигналом toggled(bool) виджета moreButton и слотом setVisible(bool) виджета tertiaryGroupBox. После установки соединения выберите функцию меню Edit | Edit Widgets для выхода из режима установки соединений.

Сохраните диалог под именем sortdialog.ui в каталоге sort. Для добавления программного кода в форму мы будем использовать тот же подход на основе множественного наследования, который нами применялся в предыдущем разделе для диалога «Go-to-Cell».

Сначала создаем файл sortdialog.h со следующим содержимым:

01 #ifndef SORTDIALOG_H

02 #define SORTDIALOG_H

03 #include <QDialog>

04 #include "ui_sortdialog.h"

05 class SortDialog : public QDialog, public Ui::SortDialog

06 {

07 Q_OBJECT

08 public:

09 SortDialog(QWidget *parent = 0);

10 void setColumnRange(QChar first, QChar last);

11 };

12 #endif

Затем создаем sortdialog.cpp:

01 #include <QtGui>

02 #include "sortdialog.h"

03 SortDialog::SortDialog(QWidget *parent)

04 : QDialog(parent)

05 {

06 setupUi(this);

07 secondaryGroupBox->hide();

08 tertiaryGroupBox->hide();

09 layout()->setSizeConstraint(QLayout::SetFixedSize);

10 setColumnRange('А', 'Z');

11 }

12 void SortDialog::setColumnRange(QChar first, QChar last)

13 {

14 primaryColumnCombo->clear();

15 secondaryColumnCombo->clear();

16 tertiaryColumnCombo->clear();

17 secondaryColumnCombo->addItem(tr("None"));

18 tertiaryColumnCombo->addItem(tr("None"));

19 primaryColumnCombo->setMinimumSize(

20 secondaryColumnCombo->sizeHint());

21 QChar ch = first;

22 while (ch <= last) {

23 primaryColumnCombo->addItem(QString(ch));

24 secondaryColumnCombo->addItem(QString(ch));

25 tertiaryColumnCombo->addItem(QString(ch));

26 ch = ch.unicode() + 1;

27 }

28 }

Конструктор прячет ту часть диалогового окна, где располагаются поля второго и третьего ключей. Он также устанавливает свойство sizeConstraint менеджера компоновки формы на значение QLayout::SetFixedSize, не позволяя пользователю изме-

От составителя. Страница №42 в исходном DjVu была пропущена! У кого есть — вставьте.

Создавать в Qt другой распространенный тип изменяющихся диалоговых окон, многостраничные диалоговые окна, даже еще проще как при ручном кодировании, так и при использовании Qt Designer. Такие диалоговые окна можно строить различными способами:

• можно непосредственно воспользоваться виджетом окно с вкладками QTabWidget. Здесь сверху окна имеется полоска вкладок, которая находится под управлением стека QStackedWidget;

• можно совместно использовать список QListWidget и стек QStackedWidget, где текущий элемент списка будет определять страницу, показываемую стеком QStackedWidget, обеспечив связь сигнала QListWidget::currentRowChanged() со слотом QStackedWidget::setCurrentIndex();

• можно виджет древовидной структуры QTreeWidget совместно использовать со стеком QStackedWidget, как в предыдущем случае.

Класс стека QStackedWidget рассматривается в главе 6 («Управление компоновкой»).

Динамическими называются диалоговые окна, которые создаются на основе файлов .ui, сделанных в Qt Designer, во время выполнения приложения. Вместо преобразования файла .ui компилятором uic в программу на С++ мы можем загрузить этот файл на этапе выполнения, используя класс QUiLoader:

QUiLoader uiLoader;

QFile file("sortdialog.ui");

QWidget *sortDialog = uiLoader.load(&file);

if (sortDialog) {

…

}

Мы можем осуществлять доступ к дочерним виджетам формы при помощи функции QObject::findChild<T>():

QComboBox *primaryColumnCombo =

sortDialog->findChild<QComboBox *>("primaryColumnCombo");

if (primaryColumnCombo) {

…

}

Функция findChild<T>() является шаблонной функцией—членом, которая возвращает дочерний объект по заданному имени и типу. Эта функция отсутствует для MSVC 6 из-за ограничений этого компилятора. Если вам необходимо использовать компилятор MSVC 6, вместо этой функции следует вызывать глобальную функцию qFindChild<T>(), которая работает точно так же.

Класс QUiLoader расположен в отдельной библиотеке. Для использования класса QUiLoader в приложении Qt мы должны добавить в файл .pro следующую строку:

CONFIG += uitools

Динамические диалоговые окна позволяют изменять компоновку элементов формы без повторной компиляции приложения. Они могут также использоваться для создания «тонких» клиентских приложений, когда в исполняемый модуль встраивается только основная форма пользовательского интерфейса, а все другие формы создаются по мере необходимости.

Qt содержит большой набор встроенных виджетов и стандартных диалоговых окон, с помощью которых можно реализовать большинство возможных ситуаций. В данном разделе мы представим изображения экранов почти со всеми из них. Несколько специальных виджетов будет рассматриваться позже: такие виджеты главного окна, как QMenuBar, QToolBar и QStatusBar, обсуждаются в главе 3, а виджеты, связанные с компоновкой элементов (такие, как QSplitter и QScrollArea), рассматриваются в главе 6. Большинство встроенных виджетов и диалоговых окон входят в примеры данной книги. В представленных ниже экранах виджеты используют стиль Plastique.

Рис. 2.16. Виджеты кнопок Qt.

Qt содержит четыре вида кнопок: QPushButton, QToolButton, QCheckBox и QRadioButton. Кнопки QPushButton и QToolButton получили наибольшее распространение и используются для инициации какого-то действия при их нажатии, но они также могут применяться как переключатели (один щелчок нажимает кнопку, другой щелчок отпускает кнопку). Флажок QCheckBox может использоваться для включения и выключения независимых опций, в то время как переключатели (радиокнопки) QRadioButton обычно задают взаимоисключающие возможности.

Рис. 2.17. Виджеты одностраничных контейнеров Qt.

Контейнеры Qt — это виджеты, которые содержат в себе другие виджеты. Фрейм QFrame, кроме того, может использоваться самостоятельно просто для вычерчивания линий, и он наследуется многими другими классами виджетов, включая QToolBox и QLabel.

Рис. 2.18. Виджеты многостраничных контейнеров Qt.

QTabWidget и QToolBox являются многостраничными виджетами. Каждая страница является дочерним виджетом, и страницы нумеруются с нуля.

Виджеты для просмотра списков элементов оптимизированы для работы с большими наборами данных, и в них часто используются полосы прокрутки. Работа полосы прокрутки реализуется классом QAbstractScrollArea, который является базовым для просмотра списков элементов и для других виджетов, обеспечивающих скроллинг.

Qt имеет несколько виджетов, которые предназначены для простого отображения информации. Наиболее важным из них является текстовая метка QLabel, и она может также использоваться для форматированного отображения текста (используя простой синтаксис, подобный HTML) и вывода изображений.

Рис. 2.19. Виджеты для просмотра списков объектов.

Текстовый браузер QTextBrowser представляет собой подкласс поля редактирования, работающий только в режиме чтения и обеспечивающий основные возможности формата HTML, включая списки, таблицы, изображения и гипертекстовые ссылки. Qt Assistant использует браузер QTextBrowser для представления документации пользователю.

Рис. 2.20. Виджеты отображения данных в Qt.

Qt содержит несколько виджетов для ввода данных. Строка редактирования QLineEdit может ограничивать ввод данных, применяя маску ввода или функцию проверки допустимости данных. Поле редактирования QTextEdit является подклассом QAbstractScrollArea, позволяющим редактировать тексты большого объема.

Рис. 2.21. Виджеты ввода данных в Qt.

Qt содержит стандартный набор диалоговых окон для выбора пользователем цвета, шрифта, файла или для печати документа.

Рис. 2.22. Диалоговое окно выбора цвета и диалоговое окно выбора шрифта в Qt.

В системах Windows и Mac Os X по мере возможности используются «родные» диалоговые окна, а не их общие аналоги.

Рис. 2.23. Диалоговое окно для выбора файла и диалоговое окно печати документов в Qt.

Qt содержит разнообразные диалоговые окна для передачи сообщений об ошибках и других сообщений, причем они обеспечивают обратную связь с пользователем. При выполнении продолжительных операций могут использоваться диалоговый индикатор состояния процесса QProgressDialog и показанный ранее индикатор состояния процесса без обратной связи QProgressBar. Очень удобно пользоваться диалоговым окном QInputDialog, когда пользователю требуется ввести одну строку или одно число.

Рис. 2.24. Диалоговые окна для установки обратной связи с пользователем.

Встроенные виджеты и стандартные диалоговые окна обладают большими функциональными возможностями, которыми можно пользоваться без дополнительного программирования. Многие специальные требования обеспечиваются установкой свойств виджетов или путем применения механизма сигналов и слотов и реализации пользовательских определений слотов.

В некоторых случаях может возникнуть потребность в создании пользовательского виджета без помощи стандартных средств. В Qt это делается просто, и возможности пользовательских виджетов будут обладать таким же свойством независимости от платформы, как и возможности встроенных виджетов Qt. Пользовательские виджеты даже можно интегрировать в Qt Designer, и тогда они могут применяться так же, как и встроенные виджеты Qt. В главе 5 объясняются способы создания пользовательских виджетов.

В данной главе вы научитесь создавать главные окна при помощи средств разработки Qt. К концу главы вы будете способны построить законченный графический пользовательский интерфейс приложения, который имеет меню, панели инструментов и строку состояния, и все необходимые приложению диалоговые окна.

Главное окно приложения обеспечивает каркас для построения пользовательского интерфейса приложения. Данная глава будет строиться на основе главного окна приложения Электронная таблица, показанного на рис. 3.1. В приложении Электронная таблица используются созданные в главе 2 диалоговые окна Find, Go-to-Cell и Sort (найти, перейти на ячейку и сортировать).

Рис. 3.1. Приложение Электронная таблица.

В основе большинства приложений с графическим интерфейсом лежит программный код, обеспечивающий базовые функции, например, чтения и записи файлов или обработки данных, представленных в пользовательском интерфейсе. В главе 4 мы рассмотрим способы реализации такой функциональности, вновь используя в качестве примера приложение Электронная таблица.

Главное окно приложения создается в виде подкласса QMainWindow. Многие из представленных в главе 2 методов также подходят для построения главных окон, поскольку оба класса QDialog и QMainWindow являются наследниками QWidget.

Главные окна можно создавать при помощи Qt Designer, но в данной главе мы продемонстрируем, как это все делается при непосредственном программировании. Если вы предпочитаете пользоваться визуальными средствами проектирования, то необходимую информацию вы сможете найти в главе «Creating a Main Window Application» (Создание приложения на основе класса главного окна) в онлайновом руководстве по Qt Designer.

Исходный код программы главного окна приложения Электронная таблица содержится в двух файлах: mainwindow.h и mainwindow.cpp. Сначала приведем заголовочный файл:

01 #ifndef MAINWINDOW_H

02 #define MAINWINDOW_H

03 #include <QMainWindow>

04 class QAction;

05 class QLabel;

06 class FindDialog;

07 class Spreadsheet;

08 class MainWindow : public QMainWindow

09 {

10 Q_OBJECT

11 public:

12 MainWindow();

13 protected:

14 void closeEvent(QCloseEvent *event);

Мы определяем класс MainWindow как подкласс QMainWindow. Он содержит макрос Q_OBJECT, поскольку имеет собственные сигналы и слоты.

Функция closeEvent() определена в QWidget как виртуальная функция; она автоматически вызывается при закрытии окна пользователем. Она переопределяется в MainWindow для того, чтобы можно было задать пользователю стандартный вопрос относительно возможности сохранения изменений («Do you want to save your changes?») и чтобы сохранить на диске пользовательские настройки.

15 private slots:

16 void newFile();

17 void open();

18 bool save();

19 bool saveAs();

20 void find();

21 void goToCell();

22 void sort();

23 void about();

Некоторые функции меню, как, например, File | New (Файл | Создать) или Help | About (Помощь | О программе), реализованы в MainWindow в виде закрытых слотов. Большинство слотов возвращают значение типа void, однако save() и saveAs() возвращают значение типа bool. Возвращаемое значение игнорируется при выполнении слота в ответ на сигнал, но при вызове слота в качестве функции мы может воспользоваться возвращаемым значением, как это мы можем делать при вызове любой обычной функции С++.

24 void openRecentFile();

25 void updateStatusBar();

26 void spreadsheetModified();

27 private:

28 void createActions();

29 void createMenus();

30 void createContextMenu();

31 void createToolBars();

32 void createStatusBar();

33 void readSettings();

34 void writeSettings();

35 bool okToContinue();

36 bool loadFile(const QString &fileName);

37 bool saveFile(const QString &fileName);

38 void setCurrentFile(const QString &fileName);

39 void updateRecentFileActions();

40 QString strippedName(const QString &fullFileName);

Для поддержки пользовательского интерфейса главному окну потребуется еще несколько закрытых слотов и закрытых функций.

41 Spreadsheet *spreadsheet;

42 FindDialog *findDialog;

43 QLabel *locationLabel;

44 QLabel *formulaLabel;

45 QStringList recentFiles;

46 QString curFile;

47 enum { MaxRecentFiles = 5 };

48 QAction *recentFileActions[MaxRecentFiles];

49 QAction *separatorAction;

50 QMenu *fileMenu;

51 QMenu *editMenu;

…

52 QToolBar *fileToolBar;

53 QToolBar *editToolBar;

54 QAction *newAction;

55 QAction *openAction;

…

56 QAction *aboutQtAction;

57 };

58 #endif

Кроме этих закрытых слотов и закрытых функций в подклассе MainWindow имеется также много закрытых переменных. По мере их использования мы будем объяснять их назначение.

Теперь мы кратко рассмотрим реализацию этого подкласса:

01 #include <QtGui>

02 #include "finddialog.h"

03 #include "gotocelldialog.h"

04 #include "mainwindow.h"

05 #include "sortdialog.h"

06 #include "spreadsheet.h"

Мы включаем заголовочный файл <QtGui>, который содержит определения всех классов Qt, используемых нашим подклассом. Мы также включаем некоторые пользовательские заголовочные файлы из главы 2, а именно finddialog.h, gotocelldialog.h и sortdialog.h.

07 MainWindow::MainWindow()

08 {

09 spreadsheet = new Spreadsheet;

10 setCentralWidget(spreadsheet);

11 createActions();

12 createMenus();

13 createContextMenu();

14 createToolBars();

15 createStatusBar();

16 readSettings();

17 findDialog = 0;

18 setWindowIcon(QIcon(":/images/icon.png"));

19 setCurrentFile("");

20 }

В конструкторе мы начинаем создание виджета Электронная таблица Spreadsheet и определяем его в качестве центрального виджета главного окна. Центральный виджет занимает среднюю часть главного окна (см. рис. 3.2). Класс Spreadsheet является подклассом QTableWidget, который обладает некоторыми возможностями электронной таблицы: например, он поддерживает формулы электронной таблицы. Реализацию этого класса мы рассмотрим в главе 4.

Рис. 3.2. Области главного окна QMainWindow.

Мы вызываем закрытые функции createActions(), createMenus(), createContextMenu(), createToolBars() и createStatusBar() для построения остальной части главного окна. Мы также вызываем закрытую функцию readSettings() для чтения настроек, сохраненных в приложении.

Мы инициализируем указатель findDialog в нулевое значение, а при первом вызове MainWindow::find() мы создадим объект FindDialog. B конце конструктора в качестве пиктограммы окна мы задаем PNG—файл: icon.png. Qt поддерживает многие форматы графических файлов, включая BMP, GIF[4], JPEG, PNG, PNM, XBM и XPM. Функция QWidget::setWindowIcon() устанавливает пиктограмму в левый верхний угол окна. К сожалению, не существует независимого от платформы способа установки пиктограммы приложения, отображаемого на рабочем столе компьютера. Описание этой процедуры для различных платформ можно найти в сети Интернет по адресу http://doc.trolltech.com/4.1/appicon.html.

В приложениях с графическим пользовательским интерфейсом обычно используется много изображений. Существует много различных методов, предназначенных для работы приложения с изображениями. Наиболее распространенными являются:

• хранение изображений в файлах и загрузка их во время выполнения приложения;

• включение файлов XPM в исходный код программы; это возможно, поскольку файлы XPM являются совместимыми с файлами исходного кода С++);

• использование механизма определения ресурсов, предусмотренного в Qt.

Мы используем здесь механизм определения ресурсов, поскольку он более удобен, чем загрузка файлов во время выполнения приложения, и он работает со всеми поддерживаемыми форматами графических файлов. Мы храним изображения в подкаталоге images исходного дерева.

Для применения системы ресурсов Qt мы должны создать файл ресурсов и добавить в файл .pro строку, которая задает этот файл ресурсов. В нашем примере мы назвали файл ресурсов spreadsheet.qrc, поэтому в файл .pro мы добавляем следующую строку:

RESOURCES = spreadsheet.qrc

Сам файл ресурсов имеет простой XML—формат. Ниже показан фрагмент из используемого нами файла ресурсов:

<!DOCTYPE RCC><RCC version="1.0">

<qresource>

<file>images/icon.png</file>

…

<file>images/gotocell.png</file>

</qresource>

</RCC>

Файлы ресурсов после компиляции входят в состав исполняемого модуля приложения, поэтому они не могут теряться. При ссылке на ресурсы мы используемпрефикс пути :/ (двоеточие и слеш), и именно поэтому пиктограмма задается как :/images/icon.png. Ресурсами могут быть любые файлы (не только изображения), и мы можем их использовать в большинстве случаев, когда в Qt ожидается применение имени файла. Они более подробно рассматриваются в гл. 12.

Большинство современных приложений с графическим пользовательским интерфейсом содержат меню, контекстное меню и панели инструментов. Меню позволяют пользователям исследовать возможности приложения и узнать новые способы работы, а контекстные меню и панели инструментов обеспечивают быстрый доступ к часто используемым функциям.

Рис. 3.3. Меню приложения Электронная таблица.

Использование понятия «действия» упрощает программирование меню и панелей инструментов при помощи средств разработки Qt. Элемент action (действие) можно добавлять к любому количеству меню и панелей инструментов. Создание в Qt меню и панелей инструментов разбивается на следующие этапы:

• создание и настройка действий;

• создание меню и добавление к ним действий;

• создание панелей инструментов и добавление к ним действий.

В приложении Электронная таблица действия создаются в createActions():

01 void MainWindow::createActions()

02 {

03 newAction = new QAction(tr("&New"), this);

04 newAction->setIcon(QIcon(":/images/new.png"));

05 newAction->setShortcut(tr("Ctrl+N"));

06 newAction->setStatusTip(tr("Create a new spreadsheet file"));

07 connect(newAction, SIGNAL(triggered()),

08 this, SLOT(newFile()));

Действие New (создать) имеет клавишу быстрого выбора пункта меню (New)[5], родительское окно (главное окно), пиктограмму (new.png), клавишу быстрого вызова команды (Ctrl+N) и сообщение в строке состояния. Мы подсоединяем к сигналу этого действия triggered() закрытый слот главного окна newFile(); этот слот мы реализуем в следующем разделе. Это соединение гарантирует, что при выборе пользователем пункта меню File | New (файл | создать), при нажатии им кнопки New на панели инструментов или при нажатии клавиш Ctrl+N будет вызван слот newFile().

Создание действий Open (открыть), Save (сохранить) и Save As (сохранить как) очень похоже на создание действия New, поэтому мы сразу переходим к строке «recently opened files» (недавно открытые файлы) меню File:

09 for (int i = 0; i < MaxRecentFiles; ++i)

10 {

11 recentFileActions[i] = new QAction(this);

12 recentFileActions[i]->setVisible(false);

13 connect(recentFileActions[i], SIGNAL(triggered()),

14 this, SLOT(openRecentFile()));

15 }

Мы заполняем действиями массив recentFileActions. Каждое действие скрыто и подключается к слоту openRecentFile(). Далее мы покажем, как действия в списке недавно используемых файлов сделать видимыми, чтобы можно было ими воспользоваться.

Теперь перейдем к действию Select All (выделить все):

16 selectAllAction = new QAction(tr("&All"), this);

17 selectAllAction->setShortcut(tr("Ctrl+A"));

18 selectAllAction->setStatusTip(tr("Select all the cells in the spreadsheet"));

19 connect(selectAllAction, SIGNAL(triggered()),

20 spreadsheet, SLOT(selectAll()));

Слот selectAll() обеспечивается в QAbstractItemView, который является одним из базовых классов QTableWidget, поэтому нам самим не надо его реализовывать.

Давайте теперь перейдем к действию Show Grid (показать сетку) из меню Options (опции):

21 showGridAction = new QAction(tr("&Show Grid"), this);

22 showGridAction->setCheckable(true);

23 showGridAction->setChecked(spreadsheet->showGrid());

24 showGridAction->setStatusTip(tr("Show or hide the spreadsheet's grid"));

25 connect(showGridAction, SIGNAL(toggled(bool)),

26 spreadsheet, SLOT(setShowGrid(bool)));

Действие Show Grid является включаемым. Оно имеет маркер флажка в меню и реализуется как кнопка—переключатель на панели инструментов. Когда это действие включено, на компоненте Spreadsheet отображается сетка. При запуске приложения мы инициализируем это действие в соответствии со значениями, которые принимаются по умолчанию компонентом Spreadsheet, и поэтому работа этого переключателя будет с самого начала синхронизирована. Затем мы соединяем сигнал toggled(bool) действия Show Grid со слотом setShowGrid(bool) компонента Spreadsheet, который наследуется от QTableWidget. После добавления этого действия к меню или панели инструментов пользователь сможет включать и выключать сетку.

Действия—переключатели Show Grid и Auto—Recalculate (автопересчет) работают независимо. Кроме того, Qt обеспечивает возможность определения взаимоисключающих действий путем применения своего собственного класса QActionGroup.

27 aboutQtAction = new QAction(tr("About &Qt"), this);

28 aboutQtAction->setStatusTip(tr("Show the Qt library's About box"));

29 connect(aboutQtAction, SIGNAL(triggered()),

30 qApp, SLOT(aboutQt()));

31 }

Для действия About Qt (справка по средствам разработки Qt) мы используем слот aboutQt() объекта QApplication, который доступен через глобальную переменную qApp.

Рис. 3.4. Диалоговое окно About Qt.

Действия нами созданы, и теперь мы можем перейти к построению системы меню с этими действиями.

01 void MainWindow::createMenus()

02 {

03 fileMenu = menuBar()->addMenu(tr("&File"));

04 fileMenu->addAction(newAction);

05 fileMenu->addAction(openAction);

06 fileMenu->addAction(saveAction);

07 fileMenu->addAction(saveAsAction);

08 separatorAction = fileMenu->addSeparator();

09 for (int i = 0; i < MaxRecentFiles; ++i)

10 fileMenu->addAction(recentFileActions[i]);

11 fileMenu->addSeparator();

12 fileMenu->addAction(exitAction);

В Qt все меню являются экземплярами класса QMenu. Функция addMenu() создает виджет QMenu с заданным текстом и добавляет его в строку меню. Функция QMainWindow::menuBar() возвращает указатель на QMenuBar. Строка меню создается при первом вызове menuBar().

Сначала мы создаем меню File (файл) и затем добавляем к нему действия New, Open, Save и Save As (создать, открыть, сохранить и сохранить как). Мы вставляем разделитель для визуального выделения группы взаимосвязанных пунктов меню. Мы используем цикл for для добавления (первоначально скрытых) действий из массива recentFileActions, а в конце добавляем действие exitAction.

Мы сохранили указатель на один из разделителей. Это позволяет нам скрывать этот разделитель (если файлы не использовались) или показывать его, поскольку мы не хотим отображать два разделителя, когда между ними ничего нет.

13 editMenu = menuBar()->addMenu(tr("&Edit"));

14 editMenu->addAction(cutAction);

15 editMenu->addAction(copyAction);

16 editMenu->addAction(pasteAction);

17 editMenu->addAction(deleteAction);

18 selectSubMenu = editMenu->addMenu(tr("&Select"));

19 selectSubMenu->addAction(selectRowAction);

20 selectSubMenu->addAction(selectColumnAction);

21 selectSubMenu->addAction(selectAllAction);

22 editMenu->addSeparator();

23 editMenu->addAction(findAction);

24 editMenu->addAction(goToCellAction);

В меню Edit (правка) включается подменю. Это подменю (как и меню, к которому оно принадлежит) является экземпляром класса QPopupMenu. Мы просто создаем подменю путем указания this в качестве его родителя и вставляем его в то место меню Edit, где мы собираемся его расположить.

Теперь мы создаем меню Edit (правка), добавляя действия при помощи QMenu::addAction(), как мы это делали для меню File, и добавляя подменю в нужную позицию при помощи QMenu::addMenu(). Подменю, как и меню, к которому оно относится, имеет тип QMenu.

25 toolsMenu = menuBar()->addMenu(tr("&Tools"));

26 toolsMenu->addAction(recalculateAction);

27 toolsMenu->addAction(sortAction);

28 optionsMenu = menuBar()->addMenu(tr("&Options"));

29 optionsMenu->addAction(showGridAction);

30 optionsMenu->addAction(autoRecalcAction);

31 menuBar()->addSeparator();

32 helpMenu = menuBar()->addMenu(tr("&Help"));

33 helpMenu->addAction(aboutAction);

34 helpMenu->addAction(aboutQtAction);

35 }

Подобным же образом мы создаем меню Tools, Options и Help (инструменты, опции и помощь). Мы вставляем разделитель между меню Options и Help. В системах Motif и CDE этот разделитель сдвигает меню Help вправо; в других случаях этот разделитель игнорируется.

Рис. 3.5. Полоса главного меню в стилях систем Motif и Windows.

01 void MainWindow::createContextMenu()

02 {

03 spreadsheet->addAction(copyAction);

04 spreadsheet->addAction(pasteAction);

05 spreadsheet->addAction(cutAction);

06 spreadsheet->setContextMenuPolicy(Qt::ActionsContextMenu);

07 }

Любой виджет в Qt может иметь связанный с ним список действий QAction. Для обеспечения в приложении контекстного меню мы добавляем необходимые нам действия в виджет Spreadsheet и устанавливаем политику контекстного меню виджета на отображение контекстного меню с этими действиями. Контекстные меню вызываются при щелчке правой клавишей мышки по виджету или при нажатии специальной клавиши клавиатуры, зависящей от платформы.

Рис. 3.6. Контекстное меню приложения Электронная таблица.

Более сложный способ обеспечения контекстного меню заключается в переопределении функции QWidget::contextMenuEvent(), создании виджета QMenu, заполнении его требуемыми действиями и вызове для него функции exec().

01 void Mainwindow::createToolBars()

02 {

03 fileToolBar = addToolBar(tr("&File"));

04 fileToolBar->addAction(newAction);

05 fileToolBar->addAction(openAction);

06 fileToolBar->addAction(saveAction);

07 editToolBar = addToolBar(tr("&Edif));

08 editToolBar->addAction(cutAction);

09 editToolBar->addAction(copyAction);

10 editToolBar->addAction(pasteAction);

11 editToolBar->addSeparator();

12 editToolBar->addAction(findAction);

13 editToolBar->addAction(goToCellAction);

14 }

Создание панелей инструментов очень похоже на создание меню. Мы создаем панель инструментов File и панель инструментов Edit. Как и меню, панель инструментов может иметь разделители.

Рис. 3.7. Панели инструментов приложения Электронная таблица.

После создания меню и панелей инструментов мы готовы приступить к созданию строки состояния приложения Электронная таблица.

Обычно строка состояния содержит два индикатора: положение текущей ячейки и формулу текущей ячейки. Полоса состояния также используется для вывода подсказок и других временных сообщений.

Для создания строки состояния в конструкторе MainWindow вызывается функция createStatusBar():

01 void MainWindow::createStatusBar()

02 {

03 locationLabel = new QLabel(" W999 ");

04 locationLabel->setAlignment(Qt::AlignHCenter);

05 locationLabel->setMinimumSize(locationLabel->sizeHint());

06 formulaLabel = new QLabel;

07 formulaLabel->setIndent(3);

08 statusBar()->addWidget(locationLabel);

09 statusBar()->addWidget(formulaLabel, 1);

10 connect(spreadsheet, SIGNAL(currentCellChanged(int, int, int, int)),

11 this, SLOT(updateStatusBar()));

12 connect(spreadsheet, SIGNAL(modified()),

13 this, SLOT(spreadsheetModified()));

14 updateStatusBar();

15 }

Функция QMainWindow::statusBar() возвращает указатель на строку состояния. (Строка состояния создается при первом вызове функции statusBar.) В качестве индикаторов состояния просто используются текстовые метки QLabel, текст которых изменяется по мере необходимости. Мы добавили отступ для formulaLabel, чтобы указанный здесь текст отображался с небольшим смещением от левого края. При добавлении текстовых меток QLabel в строку состояния они автоматически становятся дочерними по отношению к строке состояния.

Рис. 3.8 показывает, что эти две текстовые метки занимают различное пространство. Индикатор ячейки занимает очень немного места, и при изменении размеров окна дополнительное пространство будет использовано для правого индикатора, где отображается формула ячейки. Это достигается путем установки фактора растяжения на 1 при вызове функции QStatusBar::addWidget() для формулы ячейки при создании двух других индикаторов. Для индикатора позиции фактор растяжения по умолчанию равен 0, и поэтому он не будет растягиваться.

Рис. 3.8. Строка состояния приложения Электронная таблица.

Когда QStatusBar располагает виджеты индикаторов, он постарается обеспечить «идеальный» размер виджетов, заданный функцией QWidget::sizeHint(), и затем растянет виджеты, которые допускают растяжение, заполняя дополнительное пространство. Идеальный размер виджета зависит от его содержания и будет сам изменяться по мере изменения содержания. Чтобы предотвратить постоянное изменение размера индикатора ячейки, мы устанавливаем его минимальный размер на значение, достаточное для размещения в нем самого большого возможного текстового значения («W999»), и добавляем еще немного пространства. Мы также устанавливаем его параметр выравнивания на значение AlignHCenter для выравнивания по центру текста в области индикатора.

Перед завершением функции мы соединяем два сигнала Spreadsheet с двумя слотами главного окна MainWindow: updateStatusBar() и spreadsheetModified().

01 void MainWindow::updateStatusBar()

02 {

03 locationLabel->setText(spreadsheet->currentLocation());

04 formulaLabel->setText(spreadsheet->currentFormula());

05 }

Слот updateStatusBar() обновляет индикаторы расположения ячейки и формулы ячейки. Он вызывается при любом перемещении пользователем курсора ячейки на новую ячейку. В конце функции createStatusBar() этот слот используется как обычная функция для инициализации индикаторов. Это необходимо, поскольку Spreadsheet при запуске не генерирует сигнал currentCellChanged().

06 void MainWindow::spreadsheetModified()

07 {

08 setWindowModified(true);

09 updateStatusBar();

10 }

Слот spreadsheetModified() обновляет все три индикатора для отражения ими текущего состояния приложения и устанавливает переменную modified на значение true. (Мы использовали переменную modified при реализации меню File для контроля несохраненных изменений.) Слот spreadsheetModified() устанавливает свойство windowModified в значение true, обновляя строку заголовка. Эта функция обновляет также индикаторы расположения и формулы ячейки, чтобы они отражали текущее состояние.

В данном разделе мы определим слоты и закрытые функции, необходимые для обеспечения работы меню File и для управления списком недавно используемых файлов.

01 void MainWindow::newFile()

02 {

03 if (okToContinue ())

04 {

05 spreadsheet->clear();

06 setCurrentFile("");

07 }

08 }

Слот newFile() вызывается при выборе пользователем пункта меню File | New или при нажатии кнопки New на панели инструментов. Закрытая функция okToContinue() задает пользователю вопрос относительно необходимости сохранения изменений («Do you want to save your changes?» — Сохранить изменения?), если изменения до этого не были сохранены. Она возвращает значение true, если пользователь отвечает Yes или No (сохраняя документ при ответе Yes), и она возвращает значение false, если пользователь отвечает Cancel. Функция Spreadsheet::clear() очищает все ячейки и формулы электронной таблицы. Закрытая функция setCurrentFile() кроме установки закрытой переменной curFile и обновления списка недавно используемых файлов изменяет заголовок окна, отражая тот факт, что редактируемый документ не имеет заголовка.

01 bool MainWindow::okToContinue()

02 {

03 if (isWindowModified()) {

04 int r = QMessageBox::warning(this,

05 tr("Spreadsheet"), tr("The document has been modified.\n"

06 "Do you want to save your changes?"),

07 QMessageBox::Yes | QMessageBox::Default,

08 QMessageBox::No,

09 QMessageBox::Cancel | QMessageBox::Escape);

10 if (r == QMessageBox::Yes) {

11 return save();

12 } else if (r == QMessageBox::Cancel) {

13 return false;

14 }

15 }

16 return true;

17 }

B okToContinue() мы проверяем свойство windowModified. Если оно имеет значение true, мы выводим на экран сообщение, показанное на рис. 3.9. Окно сообщения содержит кнопки Yes, No и Cancel. Модификатор QMessageBox::Default делает Yes кнопкой, которая выбирается по умолчанию. Модификатор QMessageBox::Escape задает клавишу Esc в качестве синонима кнопки Cancel.

Рис. 3.9. «Сохранить изменения?»

Вызов функции warning() на первый взгляд может показаться слишком сложным, но он имеет очень простой формат:

QMessageBox::warning(родительский объект, заголовок, сообщение, кнопка0, кнопка1, …);

QMessageBox содержит функции information(), question() и critical(), каждая из которых имеет собственную пиктограмму.

Рис. 3.10. Пиктограммы окна сообщения.

01 void MainWindow::open()

02 {

03 if (okToContinue()) {

04 QString fileName =

QFileDialog::getOpenFileName(".", fileFilters, this);

05 if (!fileName.isEmpty())

06 loadFile(fileName);

07 }

08 }

Слот open() соответствует пункту меню File | Open. Как и слот newFile(), он сначала вызывает okToContinue() для обработки несохраненных изменений. Затем он вызывает удобную статическую функцию QFileDialog::getOpenFileName() для получения от пользователя нового имени файла. Эта функция выводит на экран диалоговое окно для выбора пользователем файла и возвращает имя файла или пустую строку при нажатии пользователем клавиши Cancel.

В первом аргументе функции QFileDialog::getOpenFileName() задается родительский виджет. Взаимодействие родительских и дочерних объектов для диалоговых окон и для других виджетов будет различно. Диалоговое окно всегда является самостоятельным окном, однако если у него имеется родитель, то оно размещается по умолчанию в верхней части родительского объекта. Кроме того, дочернее диалоговое окно использует панель задач родительского объекта.

Во втором аргументе задается название диалогового окна. В третьем аргументе задается каталог начала просмотра файлов; в нашем случае это будет текущий каталог.

Четвертый аргумент определяет фильтры файлов. Фильтр файла состоит из описательной части и образца поиска. Если допустить поддержку не только родного формата файлов приложения Электронная таблица, а также формата файлов с запятой в качестве разделителя и файлов Lotus 1-2-3, нам пришлось бы инициализировать переменные следующим образом:

tr("Spreadsheet files (*.sp)\n"

"Comma-separated values files (*.csv)\n"

"Lotus 1-2-3 files (*.wk1 *.wks)")

Закрытая функция loadFile() вызвана в open() для загрузки файла. Мы делаем эту функцию независимой, поскольку нам потребуется выполнить те же действия для загрузки файлов, которые открывались недавно:

01 bool MainWindow::loadFile(const QString &fileName)

02 {

03 if (!spreadsheet->readFile(fileName)) {

04 statusBar()->showMessage(tr("Loading canceled"), 2000);

05 return false;

06 }

07 setCurrentFile(fileName);

08 statusBar()->showMessage(tr("File loaded"), 2000);

09 return true;

10 }

Мы используем функцию Spreadsheet::readFile() для чтения файла с диска. Если загрузка завершилась успешно, мы вызываем функцию setCurrentFile() для обновления заголовка окна; в противном случае функция Spreadsheet::readFile() уведомит пользователя о возникшей проблеме, выдав соответствующее сообщение. В целом полезно предусматривать выдачу сообщений об ошибках в компонентах низкого уровня, поскольку они могут обеспечить получение точной информации о причинах ошибки.

В обоих случаях мы будем выдавать сообщение в строке состояния в течение 2 секунд (2000 миллисекунд) для того, чтобы пользователь знал о выполняемых приложением действиях.

01 bool MainWindow::save()

02 {

03 if (curFile.isEmpty()) {

04 return saveAs();

05 } else {

06 return saveFile(curFile);

07 }

08 }

09 bool MainWindow::saveFile(const QString &fileName)

10 {

11 if (!spreadsheet->writeFile(fileName)) {

12 statusBar()->showMessage(tr("Saving canceled"), 2000);

13 return false;

14 }

15 setCurrentFile(fileName);

16 statusBar()->showMessage(tr("File saved"), 2000);

17 return true;

18 }

Слот save() соответствует пункту меню File | Save. Если файл уже имеет имя, потому что уже открывался до этого или уже сохранялся, слот save() вызывает saveFile(), задавая это имя; в противном случае он просто вызывает saveAs().

01 bool MainWindow::saveAs()

02 {

03 QString fileName = QFileDialog::getSaveFileName(this,

04 tr("SaveSpreadsheet"),

05 tr("Spreadsheet files (*.sp)"));

06 if (fileName.isEmpty())

07 return false;

08 return saveFile(fileName);

09 }

Слот saveAs() соответствует пункту меню File | Save As. Мы вызываем QFileDialog::getSaveFileName() для получения имени файла от пользователя. Если пользователь нажимает кнопку Cancel, мы возвращаем значение false, которое передается дальше вплоть до вызвавшей функции (save() или okToContinue()).

Если файл с данным именем уже существует, функция getSaveFileName() попросит пользователя подтвердить его перезапись. Такое поведение можно предотвратить, передавая функции getSaveFileName() дополнительный аргумент QFileDialog::DontConfirmOverwrite.

01 void MainWindow::closeEvent(QCloseEvent *event)

02 {

03 if (okToContinue()) {

04 writeSettings();

05 event->accept();

06 } else {

07 event->ignore();

08 }

09 }

Когда пользователь выбирает пункт меню File | Exit или щелкает по кнопке X заголовка окна, вызывается слот QWidget::close(). В результате будет сгенерировано событие виджета «close» (закрытие). Переопределяя функцию QWidget::closeEvent(), мы можем перехватывать команды по закрытию главного окна и принимать решения относительно возможности его фактического закрытия.

Если изменения не сохранены и пользователь нажимает кнопку Cancel, мы «игнорируем» это событие, и оно никак не повлияет на окно. В обычном случае мы реагируем на это событие, и в результате Qt закроет окно. Мы вызываем также закрытую функцию writeSettings() для сохранения текущих настроек приложения.

Когда закрывается последнее окно, приложение завершает работу. При необходимости мы можем отменить такой режим работы, устанавливая свойство quitOnLastWindowClosed класса QApplication на значение false, и в результате приложение продолжит выполняться до тех пор, пока мы не вызовем функцию QApplication::quit().

01 void MainWindow::setCurrentFile(const QString &fileName)

02 {

03 curFile = fileName;

04 setWindowModified(false);

05 QString shownName = "Untitled";

06 if (!curFile.isEmpty()) {

07 shownName = strippedName(curFile);

08 recentFiles.removeAll(curFile);

09 recentFiles.prepend(curFile);

10 updateRecentFileActions();

11 }

12 setWindowTitle(tr("%1[*] - %2").arg(shownName)

13 .arg(tr("Spreadsheet")));

14 }

15 QString MainWindow::strippedName(const QString &fullFileName)

16 {

17 return QFileInfo(fullFileName).fileName();

18 }

В функции setCurrentFile() мы задаем значение закрытой переменной curFile, в которой содержится имя редактируемого файла. Перед тем как отобразить имя файла в заголовке, мы убираем путь к файлу с помощью функции strippedName(), чтобы имя файла выглядело более привлекательно.

Каждый QWidget имеет свойство windowModified, которое должно быть установлено на значение true, если документ окна содержит несохраненные изменения, и на значение false в противном случае. В системе Mac OS X несохраненные документы отмечаются точкой на кнопке закрытия, расположенной в заголовке окна, в других системах такие документы отмечаются звездочкой в конце имени файла. Все это обеспечивается в Qt автоматически, если мы своевременно обновляем свойство windowModified и помещаем маркер «[*]» в заголовок окна по мере необходимости.

В функцию setWindowTitle() мы передали следующий текст:

tr("%1[*] - %2").arg(shownName)

.arg(tr("Spreadsheet"))

Функция QString::arg() заменяет своим аргументом параметр «%n» с наименьшим номером и возвращает полученную строку. В нашем случае arg() имеет два параметра «%n». При первом вызове функция arg() заменяет параметр «%1»; второй вызов заменяет «%2». Если файл имеет имя «budget.sp» и файл перевода не загружен, мы получим строку «budget.sp[*] — Spreadsheet». Проще написать:

setWindowTitle(shownName + tr("[*] - Spreadsheet"));

но применение arg() облегчает перевод сообщения на другие языки.

Если задано имя файла, мы обновляем recentFiles — список имен файлов, которые открывались в приложении недавно. Мы вызываем функцию removeAll() для удаления всех файлов с этим именем из списка, чтобы избежать дублирования; затем мы вызываем функцию prepend() для помещения имени данного файла в начало списка. После обновления списка имен файлов мы вызываем функцию updateRecentFileActions() для обновления пунктов меню File.

01 void MainWindow::updateRecentFileActions()

02 {

03 QMutableStringListIterator i(recentFiles);

04 while (i.hasNext()) {

05 if (!QFile::exists(i.next()))

06 i.remove();

07 }

08 for (int j = 0; j < MaxRecentFiles; ++j) {

09 if (j < recentFiles.count()) {

10 QString text = tr("&%1 %2")

11 .arg(j + 1)

12 .arg(strippedName(recent Files[j]));

13 recentFileActions[j]->setText(text);

14 recentFileActions[j]->setData(recentFiles[j]);

15 recentFileActions[j]->setVisible(true);

16 } else {

17 recentFileActions[j]->setVisible(false);

18 }

19 }

20 separatorAction->setVisible(!recentFiles.isEmpty());

21 }

Сначала мы удаляем все файлы, которые больше не существуют, используя итератор в стиле Java. Некоторые файлы могли использоваться в предыдущем сеансе, но с этого момента их уже не будет. Переменная recentFiles имеет тип QStringList (список QStrings). В главе 11 подробно рассматриваются такие классы—контейнеры, как QStringList, и их связь со стандартной библиотекой шаблонов С++ (Standard Template Library — STL), a также применение в Qt классов итераторов в стиле Java.

Затем мы снова проходим по списку файла, на этот раз пользуясь индексацией массива. Для каждого файла мы создаем строку из амперсанда, номера файла (j + 1), пробела и имени файла (без пути). Для соответствующего пункта меню мы задаем этот текст. Например, если первым был файл С:\My Documents\tab04.sp, пункт меню первого недавно используемого файла будет иметь текст «&1 tab04.sp».

Рис. 3.11. Меню File со списком файлов, которые открывались недавно.

С каждым пунктом меню recentFileActions может быть связан элемент данных «data» типа QVariant. Тип QVariant может хранить многие типы С++ и Qt; он рассматривается в гл. 11. Здесь в элементе меню «data» мы храним полное имя файла, чтобы позже можно было легко его найти. Мы также делаем этот пункт меню видимым.

Если пунктов меню (массив recentFileActions) больше, чем недавно открытых файлов (массив recentFiles), мы просто не отображаем дополнительные пункты. Наконец, если существует по крайней мере один недавно используемый файл, мы делаем разделитель видимым.

01 void MainWindow::openRecentFile()

02 {

03 if (okToContinue()) {

04 QAction *action = qobject_cast<QAction *>(sender());

05 if (action)

06 loadFile(action->data(). toString());

07 }

08 }

При выборе пользователем какого-нибудь недавно используемого файла вызывается слот openRecentFile(). Функция okToContinue() используется в том случае, когда имеются несохраненные изменения, и если пользователь не отменил сохранение изменений, мы определяем, какой конкретный пункт меню вызвал слот, используя функцию QObject::sender().

Функция qobject_cast<T>() выполняет динамическое приведение типов на основе мета―информации, сгенерированной moc — компилятором мета—объектов Qt. Она возвращает указатель на запрошенный подкласс QObject или 0, если нельзя объект привести к данному типу. В отличие от функции dynamic_cast<T>() стандартного С++, функция Qt qobject_cast<T>() работает правильно за пределами динамической библиотеки. В нашем примере мы используем qobject_cast<T>() для приведения указателя QObject в указатель QAction. Если приведение удачно (а оно должно быть удачным), мы вызываем функцию loadFile(), задавая полное имя файла, которое мы извлекаем из элемента данных пункта меню.

Поскольку мы знаем, что слот вызывался объектом QAction, в данном случае программа все же правильно сработала бы при использовании функции static_cast<T>() или при традиционном приведении С—типов. (См. раздел «Преобразование типов» в приложении Б, где дается обзор различных методов приведения типов в С++.)

В данном разделе мы рассмотрим способы применения диалоговых окон в Qt: как они создаются и инициализируются и как они реагируют на действия пользователя при работе с ними. Мы будем использовать диалоговые окна Find, Go-to-Cell и Sort (найти, перейти в ячейку и сортировать), которые были созданы нами в главе 2. Мы также создадим простое окно About (справка о программе).

Рис. 3.12. Диалоговое окно Find приложения Электронная таблица.

Мы начнем с диалогового окна Find. Поскольку мы хотим, чтобы пользователь имел возможность свободно переключаться с главного окна приложения Электронная таблица на диалоговое окно Find и обратно, это диалоговое окно должно быть немодальным. Немодальным называется окно, которое может работать независимо от других окон приложения.

При создании немодальных диалоговых окон они обычно имеют свои сигналы, соединенные со слотами, которые реагируют на действия пользователя:

01 void MainWindow::find()

02 {

03 if (!findDialog) {

04 findDialog = new FindDialog(this);

05 connect(findDialog, SIGNAL (findNext(const QString &,

06 Qt::CaseSensitivity)),

07 spreadsheet, SLOT (findNext(const QString &,

08 Qt::CaseSensitivity)));

09 connect(findDialog, SIGNAL(findPrevious(const QString &,

10 Qt::CaseSensitivity)),

11 spreadsheet, SLOT(findPrevious(const QString &,

12 Qt::CaseSensitivity)));

13 }

14 findDialog->show();

15 findDialog->activateWindow();

16 }

Диалоговое окно Find позволяет пользователю выполнять поиск текста в электронной таблице. Слот find() вызывается при выборе пользователем пункта меню Edit | Find (Правка | Найти) для вывода на экран диалогового окна Find. После этого возможны три сценария развития событий в зависимости от следующих условий:

• диалоговое окно Find вызывается пользователем первый раз;

• диалоговое окно Find уже вызывалось, но пользователь его закрыл;

• диалоговое окно Find уже вызывалось, и оно по-прежнему видимо.

Если нет диалогового окна Find, мы создаем его, а его функции findNext() и findPrevious() подсоединяем к соответствующим слотам электронной таблицы Spreadsheet. Мы могли бы также создать это диалоговое окно в конструкторе MainWindow, но отсрочка его создания ускоряет запуск приложения. Кроме того, если это диалоговое окно никогда не будет использовано, то оно и не будет создаваться, что сэкономит время и память.

Затем мы вызываем функции show() и activateWindow() и тем самым делаем это окно видимым и активным. Чтобы сделать скрытое окно видимым и активным, достаточно вызвать функцию show(), но диалоговое окно Find может вызываться, когда оно уже имеется на экране, и в этом случае функция show() ничего не будет делать и необходимо вызвать activateWindow(), чтобы сделать окно активным. Можно поступить по-другому и написать:

if (findDialog->isHidden()) {

findDialog->show();

} else {

findDialog->activateWindow();

}

что аналогично ситуации, когда вы смотрите в обе стороны при переходе улицы с односторонним движением.

Теперь мы перейдем к созданию диалогового окна Go-to-Cell (перейти на ячейку). Мы хотим, чтобы пользователь мог его вызвать, произвести соответствующие действия с его помощью и затем закрыть его, причем пользователь не должен иметь возможность переходить на любое другое окно приложения. Это означает, что диалоговое окно перехода на ячейку должно быть модальным. Окно называется модальным, если после его вызова работа приложения блокируется и оказывается невозможной работа с другими окнами приложения до закрытия этого окна. Все используемые нами до сих пор файловые диалоговые окна и окна с сообщениями были модальными.

Рис. 3.13. Диалоговое окно Go-to-Cell приложения Электронная таблица.

Диалоговое окно будет немодальным, если оно вызывается с помощью функции show() (если мы не сделали до этого его модальным, воспользовавшись функцией setModal()); оно будет модальным, если вызывается при помощи функции exec().

01 void MainWindow::goToCell()

02 {

03 GoToCellDialog dialog(this);

04 if (dialog.exec()) {

05 QString str = dialog.lineEdit->text().toUpper();

06 spreadsheet->setCurrentCell(str.mid(1).toInt() - 1,

07 str[0].unicode() - 'А');

08 }

09 }

Функция QDialog::exec() возвращает значение true (QDialog::Accepted), если через диалоговое окно подтверждается действие, и значение false (QDialog::Rejected) в противном случае. Напомним, что мы в главе 2 создали диалоговое окно перехода на ячейку при помощи Qt Designer и подсоединили кнопку OK к слоту accept(), а кнопку Cancel — к слоту reject(). Если пользователь нажимает кнопку OK, мы устанавливаем текущую ячейку таблицы на значение, заданное в строке редактирования.

В функции QTableWidget::setCurrentCell() задаются два аргумента: индекс строки и индекс столбца. В приложении Электронная таблица обозначение A1 относится к ячейке (0, 0), а обозначение B27 относится к ячейке (26, 1). Для получения индекса строки из возвращаемого функцией QLineEdit::text() значения типа QString мы выделяем номер строки с помощью функции QString::mid() (которая возвращает подстроку с первой позиции до конца этой строки), преобразуем ее в целое число типа int при помощи функции QString::toInt() и вычитаем единицу. Для получения номера столбца мы вычитаем числовой код буквы «А» из числового кода первой буквы строки, преобразованной в прописную. Мы знаем, что строка будет иметь правильный формат, потому что осуществляемый нами контроль диалога с помощью QRegExpValidator делает кнопку OK активной только в том случае, если за буквой располагается не более трех цифр.

Функция goToCell() отличается от приводимого до сих пор программного кода тем, что она создает виджет (GoToCellDialog) в виде переменной стека. Мы столь же легко могли бы воспользоваться операторами new и delete, что увеличило бы программный код только на одну строку:

01 void MainWindow::goToCell()

02 {

03 GoToCellDialog *dialog = new GoToCellDialog(this);

04 if (dialog->exec()) {

05 QString str = dialog->lineEdit->text().toUpper();

06 spreadsheet->setCurrentCell(str.mid(1).toInt() - 1,

07 str[0].unicode() - 'A');

08 }

09 delete dialog;

10 }

Создание модальных диалоговых окон (и контекстных меню при переопределении QWidget::contextMenuEvent()) является обычной практикой программирования, поскольку такое окно (или меню) будет не нужно после его использования, и оно будет автоматически уничтожено при выходе из области видимости.

Теперь мы перейдем к созданию диалогового окна Sort. Это диалоговое окно является модальным и позволяет пользователю упорядочить текущую выбранную область, задавая в качестве ключей сортировки определенные столбцы. На рис. 3.14 показан пример сортировки, когда в качестве главного ключа сортировки используется столбец В, а в качестве вторичного ключа сортировки используется столбец А (в обоих случаях сортировка выполняется по возрастанию значений).

Рис. 3.14. Сортировка выделенной области электронной таблицы.

01 void MainWindow::sort()

02 {

03 SortDialog dialog(this);

04 QTableWidgetSelectionRange range = spreadsheet->selectedRange();

05 dialog.setColumnRange('A' + range.leftColumn(),

06 'А' + range.rightColumn());

07 if (dialog.exec()) {

08 SpreadsheetCompare compare;

09 compare.keys[0] =

10 dialog.primaryColumnCombo->currentIndex();

11 compare.keys[1] =

12 dialog.secondaryColumnCombo->currentIndex() - 1;

13 compare.keys[2] =

14 dialog.tertiaryColumnCombo->currentIndex() - 1;

15 compare.ascending[0] =

16 (dialog.primaryOrderCombo->currentIndex() == 0);

17 compare.ascending[1] =

18 (dialog.secondaryOrderCombo->currentIndex() == 0);

19 compare.ascending[2] =

20 (dialog.tertiaryOrderCombo->currentIndex() == 0);

21 spreadsheet->sort(compaге);

22 }

23 }

Порядок действий при программировании функции sort() аналогичен порядку действий, применяемому при программировании функции goToCell();

• мы создаем диалоговое окно в стеке и инициализируем его;

• мы вызываем диалоговое окно при помощи функции exec();

• если пользователь нажимает кнопку OK, мы используем введенные пользователем в диалоговом окне значения соответствующим образом.

Вызов setColumnRange() задает столбцы, выбранные для сортировки. Например, при выделении области, показанной на рис. 3.14, функция range.leftColumn() возвратит 0, давая в результате 'A' + 0 = 'A', a range.rightColumn() возвратит 2, давая в результате 'A' + 2 = 'C'.

В объекте compare хранятся первичный, вторичный и третичный ключи, а также порядок сортировки по ним. (Определение класса SpreadsheetCompare мы рассмотрим в следующей главе.) Этот объект используется функцией Spreadsheet::sort() для сортировки строк. В массиве keys содержатся номера столбцов ключей. Например, если выбрана область с C2 по E5, то столбец С будет иметь индекс 0. В массиве ascending в переменных типа bool хранятся значения направления сортировки для каждого ключа. Функция QComboBox::currentIndex() возвращает индекс текущего элемента (начиная с 0). Для вторичного и третичного ключей мы вычитаем единицу из текущего элемента, чтобы учесть значения «None» (отсутствует).

Функция sort() сделает свою работу, но она не совсем надежна. Она предполагает определенный способ реализации диалогового окна, а именно использование выпадающих списков и элементов со значением «None». Это означает, что при изменении дизайна диалогового окна Sort нам, возможно, потребуется изменить также программный код. Такой подход можно использовать для диалогового окна, применяемого только в одном месте; однако это может вызвать серьезные проблемы сопровождения, если это диалоговое окно станет использоваться в различных местах.

Более надежным будет такой подход, когда класс SortDialog делается более «разумным» и может создавать свой собственный объект SpreadsheetCompare, доступный вызывающему его компоненту. Это значительно упрощает функцию MainWindow::sort():

01 void MainWindow::sort()

02 {

03 SortDialog dialog(this);

04 QTableWidgetSelectionRange range = spreadsheet->selectedRange();

05 dialog.setColumnRange('A' + range.leftColumn(),

06 'А' + range.rightColumn());

07 if (dialog.exec())

08 spreadsheet->performSort(dialog.comparisonObject());

09 }

Такой подход приводит к созданию слабо связанных компонентов, и выбор его почти всегда будет правилен для диалоговых окон, которые вызываются из нескольких мест.

Более «радикальный» подход мог бы заключаться в передаче указателя на объект Spreadsheet при инициализации объекта SortDialog и разрешении диалоговому окну работать непосредственно с объектом Spreadsheet. Это значительно снизит универсальность диалогового окна SortDialog, поскольку оно будет работать только с виджетами определенного типа, но это позволит еще больше упростить программу из-за возможности исключения функции SortDialog::setColumnRange(). В этом случае функция MainWindow::sort() примет следующий вид:

01 void MainWindow::sort()

02 {

03 SortDialog dialog(this);

04 dialog.setSpreadsheet(spreadsheet);

05 dialog.exec();

06 }

Этот подход является зеркальным отражением первого: вместо знания вызывающим компонентом характерных особенностей диалогового окна теперь само диалоговое окно должно иметь представление об особенностях структур данных, передаваемых вызывающим компонентом. Этот подход полезно применять, когда диалоговому окну требуется отслеживать изменения. В то время как при первом подходе ненадежен код вызвавшего компонента, третий подход перестает работать при изменении структуры данных.

Некоторые разработчики выбирают один из подходов и всегда следуют ему. При этом разработка диалоговых окон становится более привычным и простым делом, однако достоинства других подходов не будут использованы. В идеале решение по выбору конкретного подхода должно учитывать в каждом случае особенности конкретного диалогового окна.

Мы завершим данный раздел созданием диалогового окна About (справка о программе). Мы могли бы создать для представления данных о программе специальное диалоговое окно наподобие созданных нами ранее Find или Go-to-Cell, но поскольку диалоговые окна About сильно стилизованы, в средствах разработки Qt предусмотрено простое решение:

01 void MainWindow::about()

02 {

03 QMessageBox::about(this, tr("About Spreadsheet"),

04 tr("<h2>Spreadsheet 1.1</h2>"

05 "<p>Copyright &copy; 2006 Software Inc."

06 "<p>Spreadsheet is a small application that "

07 "demonstrates QAction, QMainWindow, QMenuBar, "

08 "QStatusBar, QTableWidget, QToolBar, and many other "

09 "Qt classes."));

10 }

Рис. 3.15. Справка о приложении Электронная таблица.

Диалоговое окно About получается путем вызова удобной статической функции QMessageBox::about(). Эта функция очень напоминает функцию QMessageBox::warning(), однако здесь вместо стандартных «предупреждающих» пиктограмм используется пиктограмма родительского окна.

Таким образом, мы уже сумели воспользоваться несколькими удобными статическими функциями, определенными в классах QMessageBox и QFileDialog. Эти функции создают диалоговое окно, инициализируют его и вызывают для него функцию exec(). Кроме того, вполне возможно, хотя и менее удобно, создать виджет QMessageBox или QFileDialog так же, как это делается для любого другого виджета, и явно вызвать для него функцию exec() или даже show().

В конструкторе MainWindow мы уже вызывали функцию readSettings() для загрузки сохраненных приложением настроек. Аналогично в функции closeEvent() мы вызывали writeSettings() для сохранения настроек. Эти функции являются последними функциями—членами MainWindow, которые необходимо реализовать.

01 void MainWindow::writeSettings()

02 {

03 QSettings settings("Software Inc.", "Spreadsheet");

04 settings.setValue("geometry", geometry());

05 settings.setValue("recentFiles", recentFiles);

06 settings.setValue("showGrid", showGridAction->isChecked());

07 settings.setValue("autoRecalc", autoRecalcAction->isChecked());

08 }

Функция writeSettings() сохраняет «геометрию» окна (положение и размер), список последних открывавшихся файлов и опции Show Grid (показать сетку) и Auto—Recalculate (автоматический повтор вычислений).

По умолчанию QSettings сохраняет настройки приложения в месте, которое зависит от используемой платформы. В системе Windows для этого используется системный реестр; в системе Unix данные хранятся в текстовых файлах; в системе Mac OS X для этого используется прикладной интерфейс задания установок Core Foundation Preferences.

В аргументах конструктора задаются название организации и имя приложения. Эта информация используется затем (причем по-разному для различных платформ) для определения места расположения настроек.

QSettings хранит настройки в виде пары ключ—значение. Здесь ключ подобен пути файловой системы. Подключи можно задавать, используя синтаксис, подобный тому, который применяется при указании пути (например, findDialog/matchCase), или используя beginGroup() и endGroup():

settings.beginGroup("findDialog");

settings.setValue("matchCase", caseCheckBox->isChecked());

settings.setValue("searchBackward", backwardCheckBox->isChecked());

settings.endGroup();

Значение value может иметь типы int, bool, double, QString, QStringList или любой другой, поддерживаемый QVariant, включая зарегистрированные пользовательские типы.

01 void MainWindow::readSettings()

02 {

03 QSettings settings("Software Inc.", "Spreadsheet");

04 QRect rect = settings.value("geometry",

05 QRect(200, 200, 400, 400)).toRect();

06 move(rect.topLeft());

07 resize(rect.size());

08 recentFiles = settings.value("recentFiles").toStringList();

09 updateRecentFileActions();

10 bool showGrid = settings.value("showGrid", true).toBool();

11 showGridAction->setChecked(showGrid);

12 bool autoRecalc = settings.value("autoRecalc", true).toBool();

13 autoRecalcAction->setChecked(autoRecalc);

14 }

Функция readSettings() загружает настройки, которые были сохранены функцией writeSettings(). Второй аргумент функции value() определяет значение, принимаемое по умолчанию в случае отсутствия запрашиваемого параметра. Принимаемые по умолчанию значения будут использованы при первом запуске приложения. Поскольку второй аргумент не задан для списка недавно используемых файлов, этот список будет пустым при первом запуске приложения.

Qt содержит функцию QWidget::setGeometry(), которая дополняет функцию QWidget:: geometry(), однако они не всегда работают должным образом в системе X11 из-за ограничений многих оконных менеджеров. По этой причине мы используем вместо них функции move() и resize(). (Подробную информацию по тому вопросу можно найти по адресу http://doc.trolltech.com/4.1/geometry.html.)

Весь программный код MainWindow, относящийся к объектам QSettings, мы разместили в функциях readSettings() и writeSettings(); такой подход лишь один из возможных. Объект QSettings может создаваться для запроса или модификации каких-нибудь настроек в любой момент во время выполнения приложения и из любого места программы.

Теперь мы завершили построение главного окна MainWindow приложения Электронная таблица. В следующих разделах мы рассмотрим возможность модификации приложения Электронная таблица для обеспечения работы со многими документами и реализации экранных заставок. Мы завершим реализацию этих функций, в том числе обеспечивающих обработку формул и сортировку, в следующей главе.

Теперь мы готовы написать функцию main() приложения Электронная таблица:

01 #include <QApplication>

02 #include "mainwindow.h"

03 int main(int argc, char *argv[])

04 {

05 QApplication app(argc, argv);

06 MainWindow mainWin;

07 mainWin.show();

08 return app.exec();

09 }

Данная функция main() немного отличается от написанных ранее: мы создали экземпляр MainWindow в виде переменной стека, а не использовали оператор new. Экземпляр MainWindow будет автоматически уничтожен после завершения функции.

При применении данной функции main() приложение Электронная таблица обеспечивает вывод на экран только одного главного окна и позволяет работать только с одним документом. Если мы хотим одновременно редактировать несколько документов, нам придется запускать несколько приложений Электронная таблица. Но это будет не так удобно, как если бы один экземпляр приложения обеспечивал вывод на экран многих главных окон, подобно тому как один экземпляр веб-браузера позволяет просматривать одновременно несколько окон.

Мы модифицируем приложение Электронная таблица для обеспечения возможности работы со многими документами. Для начала нам потребуется немного видоизменить меню File:

• пункт меню File | New создает новое главное окно с пустым документом вместо повторного использования существующего главного окна;

• пункт меню File | Close закрывает текущее главное окно;

• пункт меню File | Exit закрывает все окна.

Рис. 3.16. Новое меню File.

В первоначальной версии меню File не было пункта Close (закрыть), поскольку он выполнял бы ту же функцию, что и пункт меню Exit. Новая функция main() примет следующий вид:

01 int main(int argc, char *argv[])

02 {

03 QApplication app(argc, argv);

04 MainWindow *mainWin = new MainWindow;

05 mainWin->show();

06 return app.exec();

07 }

При работе со многими окнами теперь имеет смысл создавать MainWindow оператором new, потому что затем мы можем использовать оператор delete для удаления главного окна после завершения работы с ним с целью экономии памяти.

Новый слот MainWindow::newFile() будет выглядеть следующим образом:

01 void MainWindow::newFile()

02 {

03 MainWindow *mainWin = new MainWindow;

04 mainWin->show();

05 }

Мы просто создаем новый экземпляр MainWindow. Может показаться странным, что мы нигде не сохраняем указатель на новое окно, но это не составит проблемы, поскольку Qt отслеживает все окна.

Действия Close и Exit будут задаваться следующим образом:

01 void MainWindow::createActions()

02 {

03 closeAction = new QAction(tr("&Close"), this);

04 closeAction->setShortcut(tr("Ctrl+W"));

05 closeAction->setStatusTip(tr("Close this window"));

06 connect(closeAction, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(close()));

07 exitAction = new QAction(tr("E&xit"), this);

08 exitAction->setShortcut(tr("Ctrl+Q"));

09 exitAction->setStatusTip(tr("Exit the application"));

10 connect(exitAction, SIGNAL(triggered()),

11 qApp, SLOT(closeAllWindows()));

12 }

Слот closeAllWindows() объекта QApplication закрывает все окна приложения, если только никакое из них не отклоняет запрос (event) на его закрытие. Именно такой режим работы нам здесь нужен. Нам не надо беспокоиться о несохраненных изменениях, поскольку обработка этого события выполняется функцией MainWindow::closeEvent() при каждом закрытии окна.

Можно подумать, что на этом завершается построение приложения, работающего со многими документами. К сожалению, одна проблема оказалась незамеченной. Если пользователь будет постоянно создавать и закрывать главные окна, в конце концов может не хватить памяти компьютера. Это происходит из-за того, что мы создаем виджеты MainWindow в функции newFile(), но никогда не удаляем их. Когда пользователь закрывает главное окно, оно исчезает с экрана, но по-прежнему остается в памяти. При создании многих окон может возникнуть проблема.

Решение состоит в установке признака Qt::WA_DeleteOnClose в конструкторе:

01 MainWindow::MainWindow()

02 {

03 setAttribute(Qt::WA_DeleteOnClose);

04 }

Это указывает Qt на необходимость удаления окна при его закрытии. Кроме Qt::WA_DeleteOnClose в конструкторе QWidget можно устанавливать много других флажков, задавая необходимый режим работы виджета.

Утечка памяти — не единственная проблема, с которой мы можем столкнуться. В нашем первоначальном проекте приложения подразумевалось, что у нас будет только одно главное окно. При работе со многими окнами каждое главное окно будет иметь свой список файлов, открывавшихся последними, и свои параметры работы. Очевидно, что список последних открывавшихся файлов должен относиться ко всему приложению. Это можно обеспечить очень просто путем объявления статической переменной recentFiles, и тогда во всем приложении будет только один ее экземпляр. Но здесь мы должны обеспечить при каждом вызове функции updateRecentFileActions() для обновления меню File вызов ее для всех главных окон. Это выполняет следующий программный код:

foreach (QWidget *win, QApplication::topLevelWidgets()) {

if (MainWindow *mainWin = qobject_cast<MainWindow *>(win))

mainWin->updateRecentFileActions();

}

Здесь используется конструкция Qt foreach (она рассматривается в главе 11) для прохода по всем имеющимся в приложении виджетам и делается вызов функции updateRecentFileItems() для всех виджетов типа MainWindow. Аналогичным образом можно синхронизировать установку опций ShowGrid и Auto—Recalculate или убедиться в том, что не загружены два файла с одинаковым именем.

Рис. 3.17. Однодокументный и многодокументный интерфейсы.

Приложения, обеспечивающие работу с одним документом в главном окне, называются приложениями с однодокументным интерфейсом (SDI — single document interface). Распространенной альтернативой ему в Windows стал многодокументный интерфейс (MDI — multiple document interface), когда приложение имеет одно главное окно, в центральной области которого могут находиться окна многих документов. С помощью средств разработки Qt можно создавать как приложения SDI, так и приложения MDI на всех поддерживаемых платформах. На рис. 3.17 показан вид приложения Электронная таблица при использовании обоих подходов. Интерфейс MDI рассматривается в главе 6 («Управление компоновкой»).

Многие приложения при запуске выводят на экран заставки. Некоторыми разработчиками заставки используются, чтобы сделать менее заметным медленный запуск приложения, а в других случаях это делается для удовлетворения требований отделений, отвечающих за маркетинг. Можно очень просто добавить заставку в приложение Qt, используя класс QSplashScreen.

Класс QSplashScreen выводит на экран изображение до появления главного окна. Он также может вывести на изображение сообщение, информирующее пользователя о ходе процесса инициализации приложения. Обычно вызов заставки делается в функции main() до вызова функции QApplication::exec().

Ниже приводится пример функции main(), которая использует QSplashScreen для вывода заставки приложения, которое загружает модули и устанавливает сетевые соединения при запуске.

01 int main(int argc, char *argv[])

02 {

03 QApplication app(argc, argv);

04 QSplashScreen *splash = new QSplashScreen;

05 splash->setPixmap(QPixmap(":/images/splash.png"));

06 splash->show();

07 Qt::Alignment topRight = Qt::AlignRight | Qt::AlignTop;

08 splash->showMessage(QObject::tr("Setting up the main window…"),

09 topRight, Qt::white);

10 MainWindow mainWin;

11 splash->showMessage(QObject::tr("Loading modules…"),

12 topRight, Qt::white);

13 loadModules();

14 splash->showMessage(QObject::tr("Establishing connections…"),

15 topRight, Qt::white);

16 establishConnections();

17 mainWin.show();

18 splash->finish(&mainWin);

19 delete splash;

20 return app.exec();

21 }

Рис. 3.18. Экранная заставка.

Теперь мы завершили пользовательский интерфейс приложения Электронная таблица. В следующей главе мы реализуем базовые функции электронной таблицы и на этом завершим построение этого приложения.

В двух предыдущих главах мы показали способы создания пользовательского интерфейса приложения Электронная таблица. В данной главе мы завершим программирование функций, обеспечивающих работу этого интерфейса. Кроме того, мы рассмотрим способы загрузки и сохранения файлов, хранения данных в памяти, реализации операций с буфером обмена (clipboard) и добавления поддержки формул электронной таблицы к классу QTableWidget.

Центральную область QMainWindow может занимать любой виджет. Ниже дается краткий обзор возможных вариантов.

1. Стандартный виджет Qt

В качестве центрального могут использоваться стандартные виджеты, например QTableWidget или QTextEdit. В данном случае такие функции, как загрузка и сохранение файлов, должны быть реализованы в другом месте (например, в подклассе QMainWindow).

2. Пользовательский виджет

В специализированных приложениях часто требуется показывать данные в пользовательском виджете. Например, программа редактирования пиктограмм могла бы в качестве центрального использовать виджет IconEditor. В главе 5 рассматриваются способы написания пользовательских виджетов с помощью средств разработки Qt.

3. Базовый виджет QWidget с менеджером компоновки

Иногда в центральной области приложения размещается много виджетов. Это можно сделать путем применения QWidget в качестве родительского виджета по отношению ко всем другим виджетам и использовать менеджеры компоновки для задания дочерним виджетам их размера и положения.

4. Разделитель

Другой способ размещения в центральной области нескольких виджетов заключается в применении разделителя QSplitter. QSplitter размещает свои дочерние виджеты по горизонтали или по вертикали и предоставляет пользователю некоторые возможности по управлению размерами виджетов. Разделители могут содержать любые виджеты, включая другие разделители.

5. Рабочая область (workspace) интерфейса MDI

Если в приложении используется интерфейс MDI, центральную область будет занимать виджет QWorkspace, а каждое окно интерфейса MDI будет являться дочерним виджетом.

Менеджеры компоновки, разделители и рабочие области MDI могут использоваться совместно со стандартными виджетами Qt или с пользовательскими виджетами. В главе 6 подробно рассматриваются эти классы.

В приложении Электронная таблица в качестве центрального виджета применяется некоторый подкласс класса QTableWidget. Класс QTableWidget уже обеспечивает большинство необходимых нам функций электронной таблицы, но он не может понимать формулы электронной таблицы вида «=Al+A2+A3» и не поддерживает операции с буфером обмена. Мы реализуем эти недостающие функции в классе Spreadsheet, который наследует QTableWidget.

Класс Spreadsheet наследует QTableWidget. Виджет QTableWidget фактически является сеткой, представляющей собой двумерный разряженный массив. На нем отображается часть ячеек всей сетки, полученная при прокрутке изображения пользователем. При вводе пользователем текста в пустую ячейку QTableWidget автоматически создает элемент QTableWidgetItem для хранения текста.

Давайте начнем с реализации виджета и сначала приведем заголовочный файл:

01 #ifndef SPREADSHEET_H

02 #define SPREADSHEET_H

03 #include <QTableWidget>

04 class Cell;

05 class SpreadsheetCompare;

Заголовочный файл начинается с предварительных объявлений классов Cell и SpreadsheetCompare.

Рис. 4.1. Деревья наследования для классов Spreadsheet и Cell.

Такие атрибуты ячейки QTableWidget, как ее текст и выравнивание, хранятся в QTableWidgetltem. В отличие от QTableWidget, класс QTableWidgetltem не является виджетом; это обычный класс данных. Класс Cell наследует QTableWidgetltem, и мы рассмотрим этот класс в последнем разделе данной главы, где представим его реализацию.

06 class Spreadsheet : public QTableWidget

07 {

08 Q_OBJECT

09 public:

10 Spreadsheet(QWidget *parent = 0);

11 bool autoRecalculate() const { return autoRecalc; }

12 QString currentLocation() const;

13 QString currentFormula() const;

14 QTableWidgetSelectionRange selectedRange() const;

15 void clear();

16 bool readFile(const QString &fileName);

17 bool writeFile(const QString &fileName);

18 void sort(const SpreadsheetCompare &compare);

Функция autoRecalculate() реализуется как встроенная (inline), поскольку она лишь показывает, задействован или нет режим автоматического перерасчета.

В главе 3 мы опирались на использование некоторых открытых функций класса электронной таблицы Spreadsheet при реализации MainWindow Например, из MainWindow::newFile() мы вызывали функцию clear() для очистки электронной таблицы. Кроме того, мы вызывали некоторые функции, унаследованные от QTableWidget, а именно setCurrentCell() и setShowGrid().

19 public slots:

20 void cut();

21 void copy();

22 void paste();

23 void del();

24 void selectCurrentRow();

25 void selectCurrentColumn();

26 void recalculate();

27 void setAutoRecalculate(bool recalc);

28 void findNext(const QString &str, Qt::CaseSensitivity cs);

29 void findPrevious(const QString &str, Qt::CaseSensitivity cs);

30 signals:

31 void modified();

Класс Spreadsheet содержит много слотов, которые реализуют действия пунктов меню Edit, Tools и Options, и он содержит один сигал modified() для уведомления о возникновении любого изменения.

32 private slots:

33 void somethingChanged();

Мы определяем один закрытый слот, который используется внутри класса Spreadsheet.

34 private:

35 enum { MagicNumber = 0x7F51C883, RowCount = 999, ColumnCount = 26 };

36 Cell *cell(int row, int column) const;

37 QString text(int row, int column) const;

38 QString formula(int row, int column) const;

39 void setFormula(int row, int column, const QString &formula);

40 bool autoRecalc;

41 };

В закрытой секции этого класса мы объявляем три константы, четыре функции и одну переменную.

42 class SpreadsheetCompare

43 {

44 public:

45 bool operator()(const QStringList &row1, const QStringList &row2) const;

46 enum { KeyCount = 3 };

47 int keys[KeyCount];

48 bool ascending[KeyCount];

49 };

50 #endif

Заголовочный файл заканчивается определением класса SpreadsheetCompare. Мы объясним назначение этого класса при рассмотрении функции Spreadsheet::sort().

Теперь мы рассмотрим реализацию:

01 #include <QtGui>

02 #include "cell.h"

03 #include "spreadsheet.h"

04 Spreadsheet::Spreadsheet(QWidget *parent)

05 : QTableWidget(parent)

06 {

07 autoRecalc = true;

08 setItemPrototype(new Cell);

09 setSelectionMode(ContiguousSelection);

10 connect(this, SIGNAL(itemChanged(QTableWidgetItem *)),

11 this, SLOT(somethingChanged()));

12 clear();

13 }

Обычно при вводе пользователем некоторого текста в пустую ячейку QTableWidget будет автоматически создавать элемент QTableWidgetltem для хранения этого текста. Вместо этого мы хотим, чтобы создавались элементы Cell. Это достигается с помощью вызова в конструкторе функции setItemPrototype(). Всякий раз, когда требуется новый элемент, QTableWidget дублирует элемент, переданный в качестве прототипа.

Кроме того, в конструкторе мы устанавливаем режим выделения области на значение QAbstractItemView::ContiguousSelection, чтобы могла быть выделена только одна прямоугольная область. Мы соединяем сигнал itemChanged() виджета таблицы с закрытым слотом somethingChanged(); это гарантирует вызов слота somethingChanged() при редактировании ячейки пользователем. Наконец, мы вызываем clear() для изменения размеров таблицы и задания заголовков столбцов.

14 void Spreadsheet::clear()

15 {

16 setRowCount(0);

17 setColumnCount(0);

18 setRowCount(RowCount);

19 setColumnCount(ColumnCount);

20 for (int i = 0; i < ColumnCount; ++i) {

21 QTableWidgetltem *item = new QTableWidgetltem;

22 item->setText(QString(QChar('A' + i)));

23 setHorizontalHeaderItem(i, item);

24 }

25 setCurrentCell(0, 0);

26 }

Функция clear() вызывается из конструктора Spreadsheet для инициализации электронной таблицы. Она также вызывается из MainWindow::newFile().

Мы могли бы использовать QTableWidget::clear() для очистки всех элементов и любых выделений, но в этом случае заголовки имели бы текущий размер. Вместо этого мы уменьшаем размер электронной таблицы до 0 × 0. Это приводит к очистке всей электронной таблицы, включая заголовки. Затем мы опять устанавливаем ее размер на ColumnCount × RowCount (26 × 999) и заполняем строку горизонтального заголовка элементами QTableWidgetltem, содержащими обозначения столбцов. Нам не надо задавать метки строк, потому что по умолчанию строки обозначаются как «1», «2», … «26». В конце мы перемещаем курсор на ячейку A1.

Рис. 4.2. Виджеты, составляющие QTableWidget.

QTableWidget содержит несколько дочерних виджетов. Сверху располагается горизонтальный заголовок QHeaderView, слева — вертикальный заголовок QHeaderView и две полосы прокрутки QScrollBar. В центральной области размещается специальный виджет, называемый областью отображения (viewport), в котором QTableWidget вычерчивает ячейки. Доступ к различным дочерним виджетам осуществляется с помощью функций, унаследованных от QTableView и QAbstractScrollArea (рис. 4.2). QAbstractScrollArea содержит перемещаемую область отображения и две полосы прокрутки, которые могут включаться и отключаться. Подкласс QScrollArea рассматривается в главе 6.

В приложении Электронная таблица каждая непустая ячейка хранится в памяти в виде одного объекта QTableWidgetltem (элемент табличного виджета). Хранение данных в объектах типа «элемент» используется также виджетами QListWidget и QTreeWidget, которые работают с объектами QListWidgetItem и QTreeWidgetItem.

В Qt классы элементов могут использоваться вне таблиц как самостоятельные структуры данных. Например, QTableWidgetltem уже содержит некоторые атрибуты, в том числе строку, шрифт, цвет и пиктограмму, а также обратный указатель на QTableWidget. Такие элементы могут содержать также данные типа QVariant, включая зарегистрированные пользовательские типы, и, создавая подкласс такого элемента, можно обеспечить дополнительную функциональность.

Другие инструментальные средства предусматривают наличие в классах элементов указателя типа void для хранения пользовательских данных. В Qt используется более естественный подход с применением setData() для типа QVariant, однако если требуется иметь указатель void, это можно сделать просто путем создания подкласса для класса элемента, который будет содержать переменную—указатель на член типа void.

Для данных, к которым предъявляются повышенные требования, например для больших наборов данных, для сложных элементов данных, для интеграции баз данных и для множественных представлений данных, Qt предоставляет набор классов «модель/представление», в которых данные отделены от их визуального представления. Эти классы рассматриваются в главе 10.

01 Cell *Spreadsheet::cell(int row, int column) const

02 {

03 return static_cast<Cell *>(item(row, column));

04 }

Закрытая функция cell() возвращает для заданной строки и столбца объект Cell. Она работает почти так же, как QTableWidget::item(), но возвращает указатель на Cell, а не указатель на QTableWidgetltem.

01 QString Spreadsheet::text(int row, int column) const

02 {

03 Cell *c = cell(row, column);

04 if (с) {

05 return c->text();

06 } else {

07 return "";

08 }

09 }

Закрытая функция text() возвращает формулу заданной ячейки. Если cell() возвращает нулевой указатель, то это означает, что ячейка пустая, и поэтому мы возвращаем пустую строку.

01 QString Spreadsheet::formula(int row, int column) const

02 {

03 Cell *c = cell(row, column);

04 if (с) {

05 return c->formula();

06 } else {

07 return "";

08 }

09 }

Функция formula() возвращает формулу ячейки. Во многих случаях формула и текст совпадают; например формула «Hello» соответствует строке «Hello», поэтому при вводе пользователем в ячейку строки «Hello» и нажатии клавиши Enter в ячейке отобразится текст «Hello». Но имеется несколько исключений:

• Если формула представлена числом, именно оно и будет отображаться. Например, формула «1.50» обозначает значение 1.5 типа double, которое отображается в электронной таблице как выровненное вправо значение «1.5».

• Если формула начинается с одиночной кавычки, остальная часть формулы интерпретируется как текст. Например, результатом формулы «'12345» будет строка «12345».

• Если формула начинается со знака равенства («=»), то ее значение интерпретируется как арифметическое выражение. Например, если ячейка A1 содержит «12» и ячейка A2 содержит «6», то результатом формулы «=A1+A2» будет 18. Задача преобразования формулы в значение выполняется классом Cell. Здесь следует иметь в виду, что отображаемый в ячейке текст соответствует значению, полученному в результате расчета формулы, а не является текстом самой формулы.

01 void Spreadsheet::setFormula(int row, int column,

const QString &formula)

02 {

03 Cell *c = cell(row, column);

04 if (!c) {

05 с = new Cell;

06 setItem(row, column, с);

07 }

08 c->setFormula(formula);

09 }

Закрытая функция setFormula() задает формулу для указанной ячейки. Если ячейка уже имеет объект Cell, мы его повторно используем. В противном случае мы создаем новый объект Cell и вызываем QTableWidget::setItem() для вставки его в таблицу. В конце мы вызываем для этой ячейки функцию setFormula(), что приводит к перерисовке ячейки, если она отображается на экране. Нам не надо беспокоиться об удалении в будущем объекта Cell; QTableWidget является собственником ячейки и будет автоматически удалять ее содержимое в нужное время.

01 QString Spreadsheet::currentLocation() const

02 {

03 return QChar('A' + currentColumn())

04 + QString::number(currentRow() + 1);

05 }

Функция currentLocation() возвращает текущее положение ячейки, используя обычную форму представления ее координат в электронной таблице с обозначением буквой положения столбца, за которой идет номер строки. Функция MainWindow::updateStatusBar() использует ее для отображения положения ячейки в строке состояния.

01 QString Spreadsheet::currentFormula() const

02 {

03 return formula(currentRow(), currentColumn());

04 }

Функция currentFormula() возвращает формулу текущей ячейки. Она вызывается из функции MainWindow::updateStatusBar().

01 void Spreadsheet::somethingChanged()

02 {

03 if (autoRecalc)

04 recalculate();

05 emit modified();

06 }

Закрытый слот somethingChanged() делает перерасчет всей электронной таблицы, если включен режим Auto—Recalculate (автоматический пересчет). Он также генерирует сигнал modified().

Теперь мы реализуем загрузку и сохранение файла данных для приложения Электронная таблица, используя двоичный пользовательский формат. Для этого мы используем объекты QFile и QDataStream, которые совместно обеспечивают независимый от платформы ввод—вывод в двоичном формате.

Мы начнем с записи файла данных Электронная таблица:

01 bool Spreadsheet::writeFile(const QString &fileName)

02 {

03 QFile file(fileName);

04 if (!file.open(QIODevice::WriteOnly)) {

05 QMessageBox::warning(this, tr("Spreadsheet"),

06 tr("Cannot write file %1:\n%2.")

07 .arg(file.fileName())

08 .arg(file.errorString()));

09 return false;

10 }

11 QDataStream out(&file);

12 out.setVersion(QDataStream::Qt_4_1);

13 out << quint32(MagicNumber);

14 QApplication::setOverrideCursor(Qt::WaitCursor);

15 for (int row = 0; row < RowCount; ++row) {

16 for (int column = 0; column < ColumnCount; ++column) {

17 QString str = formula(row, column);

18 if (!str.isEmpty())

19 out << quint16(row) << quint16(column) << str;

20 }

21 }

22 QApplication::restoreOverrideCursor();

23 return true;

24 }

Функция writeFile() вызывается из MainWindow::saveFile() для записи файла на диск. Она возвращает true при успешном завершении и false при ошибке.

Мы создаем объект QFile, задавая имя файла, и вызываем функцию open() для открытия файла для записи данных. Мы также создаем объект QDataStream, который предназначен для работы с QFile и использует его для записи данных.

Непосредственно перед записью данных мы изменяем курсор приложения на стандартный курсор ожидания (обычно он имеет вид песочных часов) и затем восстанавливаем нормальный курсор после окончания записи данных. В конце функции файл автоматически закрывается деструктором QFile.

QDataStream поддерживает основные типы С++ совместно со многими типами Qt. Их синтаксис напоминает синтаксис классов <iostream> стандартного С++. Например,

out << x << у << z;

выполняет запись в поток значений переменных x, у и z, а

in >> x >> у >> z;

считывает их из потока. Поскольку базовые типы С++, такие как char, short, int, long и long long, на различных платформах могут иметь различный размер, надежнее преобразовать их типы в qint8, quint8, qint16, quint16, qint32, quint32, qint64 и quint64, что гарантирует использование объявленного в них размера (в битах).

Файл данных Электронная таблица имеет очень простой формат. Он начинается с 32-битового числа, идентифицирующего формат файла («волшебное» число MagicNumber определено в spreadsheet.h как 0x7F51C883 — произвольное случайное число). Затем идет последовательность блоков, каждый из которых содержит строку, столбец и формулу одной ячейки. Для экономии места мы не заполняем пустые ячейки.

Рис. 4.3. Формат файла данных для приложения Электронная таблица.

Точное представление типов данных определяется в QDataStream. Например, quint16 представляется двумя байтами со старшим байтом в конце, a QString задается длиной строки, за которой следуют символы в коде Unicode.

Двоичное представление типов в Qt достаточно сильно усовершенствовалось со времени выхода версии Qt 1.0. Такая тенденция, вероятно, сохранится в будущих версиях Qt, чтобы идти вровень с развитием существующих типов и обеспечить новые типы в Qt. По умолчанию класс QDataStream использует самую последнюю версию двоичного формата (версия 7 в Qt 4.1), но он также может быть настроен на чтение прошлых версий. Для того чтобы избежать проблем совместимости при перекомпиляции приложения в будущем, в новой версии Qt мы заставляем QDataStream использовать версию 7 вне зависимости от версии Qt, в которой оно компилируется. (Для удобства используется константа QDataStream::Qt_4_1, равная 7.)

Класс QDataStream достаточно универсален. Он может использоваться для объекта QFile, но также и для QBuffer, QProcess, QTcpSocket или QUdpSocket. Qt также предоставляет класс QTextStream, который может использоваться с QDataStream для чтения и записи текстовых файлов. В главе 10 подробно рассматриваются эти классы и описываются различные методы работы с разными версиями QDataStream.

01 bool Spreadsheet::readFile(const QString &fileName)

02 {

03 QFile file(fileName);

04 if (!file.open(QIODevice::ReadOnly)) {

05 QMessageBox::warning(this, tr("Spreadsheet"),

06 tr("Cannot read file %1:\n%2.")

07 .arg(file.fileName())

08 .arg(file.errorString()));

09 return false;

10 }

11 QDataStream in(&file);

12 in.setVersion(QDataStream::Qt_4_1);

13 quint32 magic;

14 in >> magic;

15 if (magic != MagicNumber) {

16 QMessageBox::warning(this, tr("Spreadsheet"),

17 tr("The file is not a Spreadsheet file."));

18 return false;

19 }

20 clear();

21 quint16 row;

22 quint16 column;

23 QString str;

24 QApplication::setOverrideCursor(Qt::WaitCursor);

25 while (!in.atEnd()) {

26 in >> row >> column >> str;

27 setFormula(row, column, str);

28 }

29 QApplication::restoreOverrideCursor();

30 return true;

31 }

Функция readFile() очень напоминает writeFile(). Для чтения файла мы пользуемся объектом QFile, но теперь мы используем флажок QIODevice::ReadOnly, а не QIODevice::WriteOnly. Затем мы устанавливаем версию QDataStream на значение 7. Формат чтения всегда должен совпадать с форматом записи.

Если в начале файла содержится правильное «волшебное» число, мы вызываем функцию clear() для очистки в электронной таблице всех ячеек и затем считываем данные ячеек. Поскольку файл содержит только данные для непустых ячеек, маловероятно, что будет заполнена каждая ячейка электронной таблицы, поэтому мы должны очистить все ячейки перед чтением файла.

Теперь мы готовы приступить к реализации слотов, относящихся к меню Edit данного приложения.

Рис. 4.4. Меню Edit приложения Электронная таблица.

01 void Spreadsheet::cut()

02 {

03 copy();

04 del();

05 }

Слот cut() соответствует пункту меню Edit | Cut (Правка | Вырезать). Он реализуется просто, поскольку операция Cut выполняется с помощью операции Сору, за которой следует операция Delete.

01 void Spreadsheet::copy()

02 {

03 QTableWidgetSelectionRange range = selectedRange();

04 QString str;

05 for (int i = 0; i < range.rowCount(); ++i) {

06 if (i > 0)

07 str += "\n";

08 for (int j = 0; j < range.columnCount(); ++j) {

09 if (j > 0)

10 str += "\t";

11 str += formula(range.topRow() + i, range.leftColumn() + j);

12 }

13 }

14 QApplication::clipboard()->setText(str);

15 }

Слот copy() соответствует пункту меню Edit | Copy (Правка | Копировать). Он в цикле обрабатывает всю выделенную область ячеек (если нет явно выделенной области, то ею будет просто текущая ячейка). Формула каждой выделенной ячейки добавляется в QString, причем строки отделяются символом новой строки, а столбцы разделяются символом табуляции.

Доступ к буферу обмена в Qt осуществляется при помощи статической функции QApplication::clipboard(). Вызывая функцию QClipboard::setText(), мы делаем текст доступным через буфер обмена; причем этот текст могут использовать и данное, и другие приложения, поддерживающие работу с простыми текстами. Применяемый нами формат со знаками табуляции и новой строки в качестве разделителей понятен многим приложениям, включая Excel от компании Microsoft.

Рис. 4.5. Копирование выделенных ячеек в буфер обмена.

Функция QTableWidget::selectedRange() возвращает список выделенных диапазонов. Мы знаем, что может быть не более одного диапазона, потому что мы задали в конструкторе режим выделения QAbstractItemView::ContiguousSelection. Для удобства мы определяем функцию selectedRange(), которая возвращает выделенный диапазон:

01 QTableWidgetSelectionRange Spreadsheet::selectedRange() const

02 {

03 QList<QTableWidgetSelectionRange> ranges = selectedRanges();

04 if (ranges.isEmpty())

05 return QTableWidgetSelectionRange();

06 return ranges.first();

07 }

Если выделение вообще имеет место, мы возвращаем первую (и единственную) выделенную область. Мы никогда не встретимся с ситуацией, когда не выбрано никакой области, поскольку в режиме ContiguousSelection текущая ячейка рассматривается как выделенная. Однако такую ситуацию мы все же обрабатываем, чтобы защититься от ошибки в нашей программе, приводящей к отсутствию текущей ячейки.

01 void Spreadsheet::paste()

02 {

03 QTableWidgetSelectionRange range = selectedRange();

04 QString str = QApplication::clipboard()->text();

05 QStringList rows = str.split('\n');

06 int numRows = rows.count();

07 int numColumns = rows.first().count('\t') + 1;

08 if (range.rowCount() * range.columnCount() != 1

09 && (range.rowCount() != numRows

10 || range.columnCount() !=numColumns)) {

11 QMessageBox::information(this, tr("Spreadsheet"),

12 tr("The information cannot be pasted because the copy "

13 "and paste areas aren't the same size."));

14 return;

15 }

16 for (int i = 0; i < numRows; ++i) {

17 QStringList columns = rows[i].split('\t');

18 for (int j = 0; j < numColumns; ++j) {

19 int row = range.topRow() + i;

20 int column = range.leftColumn() + j;

21 if (row < RowCount && column < ColumnCount)

22 setFormula(row, column, columns[j]);

23 }

24 }

25 somethingChanged();

26 }

Слот paste() соответствует пункту меню Edit | Paste (Правка | Вставить). Мы считываем текст из буфера обмена и вызываем статическую функцию QString::split() для разбиения строки и представления ее в виде списка QStringList. Каждая строка таблицы представлена в этом списке одной строкой.

Затем мы определяем размеры области копирования. Номер строки в таблице является номером строки в QStringList; номер столбца является номером символа табуляции в первой строке плюс 1. Если выделена только одна ячейка, мы используем ее в качестве верхнего левого угла области вставки; в противном случае мы используем текущую выделенную область для вставки.

При выполнении операции вставки мы в цикле проходим по строкам и разбиваем каждую строку на значения ячеек, снова используя функцию QString::split(), но теперь в качестве разделителя применяется знак табуляции. Рис. 4.6 иллюстрирует эти действия.

Рис. 4.6. Вставка текста из буфера обмена в электронную таблицу.

01 void Spreadsheet::del()

02 {

03 foreach (QTableWidgetltem *item, selectedItems())

04 delete item;

05 }

Слот del() соответствует пункту меню Edit | Delete (Правка | Удалить). Для очистки ячеек достаточно использовать оператор delete для каждого объекта Cell. Объект QTableWidget замечает, когда удаляются его элементы QTableWidgetltem, и автоматически перерисовывает себя, если какой-нибудь из элементов оказывается видимым. Если мы вызываем функцию cell(), указывая координаты удаленной ячейки, то она возвратит нулевой указатель.

01 void Spreadsheet::selectCurrentRow()

02 {

03 selectRow(currentRow());

04 }

05 void Spreadsheet::selectCurrentColumn()

06 {

07 selectColumn(currentColumn());

08 }

Функции selectCurrentRow() и selectCurrentColumn() соответствуют пунктам меню Edit | Select | Row и Edit | Select | Column (Правка | Выделить | Строка и Правка | Выделить | Столбец). Здесь используется реализация функций selectRow() и selectColumn() класса QTableWidget. Нам не требуется реализовывать функциональность пункта меню Edit | Select | All (Правка | Выделить | Все), поскольку она обеспечивается в QTableWidget унаследованной функцией QAbstractItemView::selectAll().

01 void Spreadsheet::findNext(const QString &str, Qt::CaseSensitivity cs)

02 {

03 int row = currentRow();

04 int column = currentColumn() + 1;

05 while (row < RowCount) {

06 while (column < ColumnCount) {

07 if (text(row, column).contains(str, cs)) {

08 clearSelection();

09 setCurrentCell(row, column);

10 activateWindow();

11 return;

12 }

13 ++column;

14 }

15 column = 0;

16 ++row;

17 }

18 QApplication::beep();

19 }

Слот findNext() в цикле просматривает ячейки, начиная с ячейки, расположенной правее курсора, и двигается вправо до достижения последнего столбца; затем процесс идет с первого столбца строки, расположенной ниже, и так продолжается, пока не будет найден требуемый текст или пока не будет достигнута самая последняя ячейка. Например, если текущей является ячейка C24, поиск будет продолжаться по ячейкам D24, E24, … Z24, затем no A25, B25, C25, … Z25 и так далее, пока не будет достигнута ячейка Z999. Если соответствующее значение найдено, мы сбрасываем текущее выделение и перемещаем курсор на ячейку, в которой оно находится, и делаем активным окно, содержащее эту электронную таблицу Spreadsheet. При неудачном завершении поиска мы заставляем приложение выдать соответствующий звуковой сигнал.

01 void Spreadsheet::findPrevious(const QString &str, Qt::CaseSensitivity cs)

02 {

03 int row = currentRow();

04 int column = currentColumn() - 1;

05 while (row>= 0) {

06 while (column >= 0) {

07 if (text(row, column).contains(str, cs)) {

08 clearSelection();

09 setCurrentCell(row, column);

10 activateWindow();

11 return;

12 }

13 --column;

14 }

15 column = ColumnCount - 1;

16 --row;

17 }

18 QApplication::beep();

19 }

Слот findPrevious() похож на findNext(), но здесь цикл выполняется в обратном направлении и заканчивается в ячейке A1.

Теперь мы реализуем слоты для пунктов меню Tools и Options.

Рис. 4.7. Меню Tools и Options приложения Электронная таблица.

01 void Spreadsheet::recalculate()

02 {

03 for (int row = 0; row < RowCount; ++row) {

04 for (int column = 0; column < ColumnCount; ++column) {

05 if (cell(row, column))

06 cell(row, column)->setDirty();

07 }

08 }

09 viewport()->update();

10 }

Слот recalculate() соответствует пункту меню Tools | Recalculate (Инструменты | Пересчитать). Он также вызывается в Spreadsheet автоматически по мере необходимости.

Мы выполняем цикл по всем ячейкам и вызываем функцию setDirty(), которая помечает каждую из них для перерасчета значения. В следующий раз, когда QTableWidget для получения отображаемого в электронной таблице значения вызовет text() для некоторой ячейки Cell, значение этой ячейки будет пересчитано.

Затем мы вызываем для области отображения функцию update() для перерисовки всей электронной таблицы. При этом используемый в QTableWidget программный код по перерисовке вызывает функцию text() для каждой видимой ячейки для получения отображаемого значения. Поскольку функция setDirty() вызывалась нами для каждой ячейки, в вызовах text() будет использовано новое рассчитанное значение. В этом случае может потребоваться расчет невидимых ячеек, который будет проводиться до тех пор, пока не будут рассчитаны все ячейки, влияющие на правильное отображение текста в перерассчитанной области отображения. Этот расчет выполняется в классе Cell.

01 void Spreadsheet::setAutoRecalculate(bool recalc)

02 {

03 autoRecalc = recalc;

04 if (autoRecalc)

05 recalculate();

06 }

Слот setAutoRecalculate() соответствует пункту меню Options | Auto—Recalculate. Если эта опция включена, мы сразу же пересчитаем всю электронную таблицу и будем уверены, что она показывает обновленные значения; впоследствии функция recalculate() будет автоматически вызываться из somethingChanged().

Нам не нужно реализовывать специальную функцию для пункта меню Options | Show Grid, поскольку в QTableWidget уже содержится слот setShowGrid(), который наследуется от базового класса QTableView. Остается только реализовать функцию Spreadsheet::sort(), которая вызывается из MainWindow::sort():

01 void Spreadsheet::sort(const SpreadsheetCompare &compare)

02 {

03 QList<QStringList> rows;

04 QTableWidgetSelectionRange range = selectedRange();

05 int i;

06 for (i = 0; i < range.rowCount(); ++i) {

07 QStringList row;

08 for (int j = 0; j < range.columnCount(); ++j)

09 row.append(formula(range.topRow() + i,

10 range.leftColumn() + j));

11 rows.append(row);

12 }

13 qStableSort(rows.begin(), rows.end(), compare);

14 for (i = 0; i < range.rowCount(); ++i) {

15 for (int j = 0; j < range.columnCount(); ++j)

16 setFormula(range.topRow() + i, range.leftColumn() + j, rows[i][j]);

17 }

18 clearSelection();

19 somethingChanged();

20 }

Сортировка работает на текущей выделенной области и переупорядочивает строки в соответствии со значениями ключей порядка сортировки, хранящимися в объекте compare. Мы представляем каждую строку данных в QStringList, а выделенную область храним в виде списка строк. Мы используем алгоритм Qt qStableSort() и для простоты сортируем по выражениям формул, а не по их значениям. Стандартные алгоритмы и структуры данных Qt рассматривается в главе 11 («Классы—контейнеры»).

Рис. 4.8. Хранение выделенной области в виде списка строк.

В качестве аргументов функции qStableSort() используются итератор начала, итератор конца и функция сравнения. Функция сравнения имеет два аргумента (оба имеют тип QStringLists), и она возвращает true, когда первый аргумент «больше, чем» второй аргумент, и false в противном случае. Передаваемый как функция сравнения объект compare фактически не является функцией, но он может использоваться и в таком качестве, в чем мы вскоре сможем убедиться.

Рис. 4.9. Помещение данных в таблицу после сортировки.

После выполнения функции qStableSort() мы помещаем данные обратно в таблицу, сбрасываем выделение области и вызываем функцию somethingChanged(). Класс SpreadsheetCompare в spreadsheet.h определен следующим образом:

01 class SpreadsheetCompare

02 {

03 public:

04 bool operator()(const QStringList &row1,

05 const QStringList &row2) const;

06 enum { KeyCount = 3 };

07 int keys[KeyCount];

08 bool ascending[KeyCount];

09 };

Класс SpreadsheetCompare является специальным классом, реализующим оператор (). Это позволяет нам применять этот класс в качестве функции. Такие классы называются объектами функций или функторами (functors).

Для лучшего понимания работы функторов мы сначала разберем простой пример:

01 class Square

02 {

03 public:

04 int operator()(int x) const { return x * x; }

05 }

Класс Square содержит одну функцию operator()(int), которая возвращает квадрат переданного ей значения параметра. Обозначая функцию в виде operator()(int), а не в виде, например, compute(int), мы получаем возможность применения объекта типа Square как функции:

Square square;

int у = square(5);

Теперь рассмотрим пример с применением объекта SpreadsheetCompare:

QStringList row1, row2;

QSpreadsheetCompare compare;

…

if (compare(row1, row2)) {

// строка row1 меньше, чем row2

}

Объект compare можно использовать так же, как если бы он был обычной функцией compare(). Кроме того, он может быть реализован таким образом, что будет осуществлять доступ ко всем ключам сортировки и всем признакам порядка сортировки, которые хранятся в переменных—членах класса.

Можно использовать другой подход, когда ключи сортировки и признаки порядка сортировки хранятся в глобальных переменных и используется функция обычного типа compare(). Однако связь через глобальные переменные выглядит неизящно и может быть причиной тонких ошибок. Функторы представляют собой более мощное средство связи для таких функций—шаблонов, как qStableSort().

Ниже приводится реализация функции, которая применяется для сравнения двух строк электронной таблицы:

01 bool SpreadsheetCompare::operator()(const QStringList &row1,

02 const QStringList &row2) const

03 {

04 for (int i = 0; i < KeyCount; ++i) {

05 int column = keys[i];

06 if (column != -1) {

07 if (row1[column] != row2[column]) {

08 if (ascending[i]) {

09 return row1[column] < row2[column];

10 } else {

11 return row1[column] > row2[column];

12 }

13 }

14 }

15 }

16 return false;

17 }

Этот оператор возвращает true, если первая строка меньше второй; в противном случае он возвращает false. Функция qStableSort() для выполнения сортировки использует результат этой функции.

Массивы keys и ascending объекта SpreadsheetCompare заполняются при работе функции MainWindow::sort() (она приводится в главе 2). Каждый ключ содержит индекс столбца или имеет значение —1 («None» — нет значения).

Мы сравниваем значения соответствующих ячеек двух строк, учитывая порядок ключей сортировки. Как только оказывается, что они различны, мы возвращаем соответствующее значение: true или false. Если все значения оказываются равными, мы возвращаем false. При совпадении значений функция qStableSort() сохраняет порядок до сортировки; если строка row1 располагалась первоначально перед строкой row2 и ни одна из них не оказалась «меньше другой», то в результате строка row1 по-прежнему будет предшествовать строке row2. Именно этим функция qStableSort() отличается от своего нестабильного «родственника» qSort().

Теперь мы закончили класс Spreadsheet. В следующем разделе мы рассмотрим класс Cell. Этот класс применяется для хранения формул ячеек и обеспечивает переопределение функции QTableWidgetltem::data(), которая вызывается в Spreadsheet через функцию QTableWidgetItem::text() для отображения результата вычисления формулы ячейки.

Класс Cell наследует QTableWidgetltem. Этот класс спроектирован для удобства работы с Spreadsheet, но он не имеет никаких особых связей с данным классом электронной таблицы и теоретически может применяться для любого объекта QTableWidget. Ниже приводится заголовочный файл:

01 #ifndef CELL_H

02 #define CELL_H

03 #include <QTableWidgetItem>

04 class Cell : public QTableWidgetltem

05 {

06 public:

07 Cell();

08 QTableWidgetltem *clone() const;

09 void setData(int role, const QVariant &value);

10 QVariant data(int role) const;

11 void setFormula(const QString &formula);

12 QString formula() const;

13 void setDirty();

14 private:

15 QVariant value() const;

16 QVariant evalExpression(const QString &str, int &pos) const;

17 QVariant evalTerm(const QString &str, int &pos) const;

18 QVariant evalFactor(const QString &str, int &pos) const;

19 mutable QVariant cachedValue;

20 mutable bool cacheIsDirty;

21 };

22 #endif

Класс Cell расширяет QTableWidgetltem, добавляя две закрытые переменные:

• переменная cachedValue кэширует значение ячейки в виде значения типа QVariant;

• переменная cacheIsDirty принимает значение true, если кэшируемое значение устарело.

Мы используем QVariant, поскольку некоторые ячейки имеют тип числа двойной точности double, а другие имеют тип строки QString.

При объявлении переменных cachedValue и cacheIsDirty используется ключевое слово mutable языка С++. Это позволяет нам модифицировать эти переменные в функциях с модификатором const. Мы могли бы поступить по-другому и заново выполнять расчет при каждом вызове функции text(), но эта неэффективность будет не оправдана.

Следует отметить, что в определении класса не используется макрос Q_OBJECT. Класс Cell является «чистым» классом С++, который не имеет сигналов и слотов. На самом деле из-за того, что QTableWidgetltem не является наследником QObject, мы не можем использовать в Cell как таковые сигналы и слоты. Классы элементов Qt не наследуют QObject, чтобы свести к минимуму затраты на их обработку. Если сигналы и слоты необходимы, они могут быть реализованы в виджете, содержащем элементы, или (в виде исключения) при помощи множественного наследования класса QObject.

Теперь мы перейдем к написанию cell.cpp:

01 #include <QtGui>

02 #include "cell.h"

03 Cell::Cell()

04 {

05 setDirty();

06 }

В конструкторе нам необходимо установить признак «dirty» («грязный») только для кэша. Передавать родительский объект нет необходимости; когда делается вставка ячейки в QTableWidget с помощью setItem(), QTableWidget автоматически станет ее владельцем.

Каждый элемент QTableWidgetltem может иметь некоторые данные — до одного типа QVariant на каждую «роль» данных. Наиболее распространенными ролями являются Qt::EditRole и Qt::DisplayRole (роль правки и роль отображения). Роль правки используется для данных, которые должны редактироваться, а роль отображения — для данных, которые должны отображаться на экране. Часто обе роли используются для одних и тех же данных, однако в Cell роль правки соответствует формуле ячейки, а роль отображения — значению ячейки (результату вычисления формулы).

02 QTableWidgetltem *Cell::clone() const

03 {

04 return new Cell(*this);

05 }

Функция clone() вызывается в QTableWidget, когда необходимо создать новую ячейку, например когда пользователь начинает вводить данные в пустую ячейку, которая до сих пор не использовалась. Переданный функции QTableWidget::setItemPrototype() экземпляр является дубликатом. Поскольку для копирования Cell можно ограничиться функцией—членом, мы полагаемся на используемый по умолчанию конструктор копирования, автоматически создаваемый С++ при создании экземпляров новых ячеек Cell в функции clone().

06 void Cell::setFormula(const QString &formula)

07 {

08 setData(Qt::EditRole, formula);

09 }

Функция setFormula() задает формулу ячейки. Это просто удобная функция для вызова setData() с указанием роли правки. Она вызывается из функции Spreadsheet::setFormula().

10 QString Cell::formula() const

11 {

12 return data(Qt::EditRole).toString();

13 }

Функция formula() вызывается из Spreadsheet::formula(). Подобно setFormula() этой функцией удобно пользоваться на этот раз для получения данных EditRole заданного элемента.

14 void Cell::setData(int role, const QVariant &value)

15 {

16 QTableWidgetltem::setData(role, value);

17 if (role == Qt::EditRole)

18 setDirty();

19 }

Если мы имеем новую формулу, мы устанавливаем cacheIsDirty на значение true, чтобы обеспечить перерасчет ячейки при последующем вызове text().

В Cell нет определения функции text(), хотя мы и вызываем text() для экземпляров Cell в функции Spreadsheet::text(). QTableWidgetltem содержит удобную функцию text(), которая эквивалентна вызову data(Qt::DisplayRole).toString().

20 void Cell::setDirty()

21 {

22 cacheIsDirty = true;

23 }

Функция setDirty() вызывается для принудительного перерасчета значения ячейки. Она просто устанавливает флажок cacheIsDirty на значение true, указывая на то, что значение cachedValue больше не отражает текущее состояние. Перерасчет не будет выполняться до тех пор, пока он не станет действительно необходим.

24 QVariant Cell::data(int role) const

25 {

26 if (role == Qt::DisplayRole) {

27 if (value().isValid()) {

28 return value().toString();

29 } else {

30 return "####";

31 }

32 } else if (role == Qt::TextAlignmentRole) {

33 if (value().type() == QVariant::String) {

34 return int(Qt::AlignLeft | Qt::AlignVCenter);

35 } else {

36 return int(Qt::AlignRight | Qt::AlignVCenter);

37 }

38 } else {

39 return QTableWidgetltem::data(role);

40 }

41 }

Функция data() класса QTableWidgetltem переопределяется. Она возвращает текст, который должен отображаться в электронной таблице, если в вызове указана роль Qt::DisplayRole, или формулу, если в вызове указана роль Qt::EditRole. Она обеспечивает подходящее выравнивание, если вызывается с ролью Qt::TextAlignmentRole. При задании роли DisplayRole она использует функцию value() для расчета значения ячейки. Если нельзя получить достоверное значение (из-за того, что формула неверна), мы возвращаем значение «####».

Функция Cell::value(), используемая в data(), возвращает значение типа QVariant. Объекты типа QVariant могут содержать значения различных типов, например double или QString, и поддерживают функции для преобразования их в другие типы. Например, при вызове toString() для переменной типа QVariant, содержащей значение типа double, в результате мы получим строковое представление числа с двойной точностью. Используемый по умолчанию конструктор QVariant устанавливает значение «invalid» (недопустимое).

42 const QVariant Invalid;

43 QVariant Cell::value() const

44 {

45 if (cacheIsDirty) {

46 cacheIsDirty = false;

47 QString formulaStr = formula();

48 if (formulaStr.startsWith('\'')) {

49 cachedValue = formulaStr.mid(1);

50 } else if (formulaStr.startsWith('=')) {

51 cachedValue = Invalid;

52 QString expr = formulaStr.mid(1);

53 expr.replace(" ", "");

54 expr.append(QChar::Null);

55 int pos = 0;

56 cachedValue = evalExpression(expr, pos);

57 if (expr[pos] != QChar::Null)

58 cachedValue = Invalid;

59 } else {

60 bool ok;

61 double d = formulaStr.toDouble(&ok);

62 if (ok) {

63 cachedValue = d;

64 } else {

65 cachedValue = formulaStr;

66 }

67 }

68 }

69 return cachedValue;

70 }

Закрытая функция value() возвращает значение ячейки. Если флажок cacheIsDirty имеет значение true, нам необходимо выполнить перерасчет значения.

Если формула начинается с одиночной кавычки (например, «'12345»), то одиночная кавычка занимает позицию 0, а значение представляет собой строку в позициях с 1 до последней.

Если формула начинается со знака равенства («=»), мы выделяем строку, начиная с позиции 1, и удаляем из нее любые пробелы. Затем мы вызываем функцию evalExpression() для вычисления значения выражения. Аргумент pos передается по ссылке; он задает позицию символа, с которого должен начинаться синтаксический анализ выражения. После вызова функции evalExpression() в позиции pos нами должен быть установлен символ QChar::Null, если синтаксический анализ завершился успешно. Если синтаксический анализ не закончился успешно, мы устанавливаем cachedValue на значение Invalid.

Если формула не начинается с одиночной кавычки или знака равенства, мы пытаемся преобразовать ее в число с плавающей точкой, используя функцию toDouble(). Если преобразование удается выполнить, мы устанавливаем cachedValue на полученное значение; в противном случае мы устанавливаем cachedValue на строку формулы. Например, формула «1.50» приводит к тому, что функция toDouble() устанавливает переменную ok на значение true и возвращает 1.5, а формула «World Population» (население Земли) приводит к тому, что функция toDouble() устанавливает переменную ok на значение false и возвращает 0.0.

Благодаря заданному в функции toDouble() указателю на булево значение мы можем отличать строку преобразования, представляющую числовое значение 0.0, от ошибки преобразования (в последнем случае также возвращается 0.0, но булева переменная устанавливается в значение false). Иногда нулевое значение при неудачном преобразовании оказывается именно тем, что нам нужно; в этом случае нет необходимости передавать указать на переменную типа bool. По причинам, связанным с производительностью и переносимостью, в Qt никогда не используются исключения С++ для вывода сообщений об ошибках. Это не значит, что вы не можете использовать их в своих Qt—программах, если ваш компилятор поддерживает исключения С++.

Функция value() объявлена с модификатором const. При объявлении переменных cachedValue и cacheIsValid мы использовали ключевое слово mutable, чтобы компилятор позволял нам модифицировать эти переменные в функциях типа const. Может показаться заманчивой возможность сделать функцию value() не типа const и удалить ключевые слова mutable, но это не пропустит компилятор, поскольку мы вызываем value() из data() — функции с модификатором const.

Теперь можно считать, что мы завершили приложение Электронная таблица, если не брать в расчет синтаксический анализ формул. В остальной части данного раздела рассматриваются функция evalExpression() и две вспомогательные функции evalTerm() и evalFactor(). Их программный код немного сложен, но он включен сюда, чтобы приложение имело законченный вид. Поскольку этот программный код не относится к программированию графического интерфейса, вы можете спокойно его пропустить и продолжить чтение с главы 5.

Функция evalExpression() возвращает значение выражения из ячейки электронной таблицы. Выражение состоит из одного или нескольких термов, разделенных знаками операций «+» или «—». Термы состоят из одного или нескольких факторов (factors), разделенных знаками операций «*» или «/». Разбивая выражения на термы, а термы на факторы, мы обеспечиваем правильную последовательность выполнения операций.

Например, «2*C5+D6» является выражением, первый терм которого будет «2*C5», а второй терм — «D6». «2*C5» является термом, первый фактор которого будет «2», а второй фактор — «C5»; «D6» состоит из одного фактора — «D6». Фактором могут быть число («2»), обозначение ячейки («C5») или выражение в скобках, перед которым может стоять знак минуса.

Рис. 4.10. Блок—схема синтаксического анализа выражений электронной таблицы.

Блок—схема синтаксического анализа выражений электронной таблицы представлена на рис. 4.10. Для каждого грамматического символа (Expression, Term и Factor — выражение, терм и фактор) имеется соответствующая функция—член, которая выполняет его синтаксический анализ и структура которой очень хорошо отражает его грамматику. Построенные таким образом синтаксические анализаторы называются парсерами с рекурсивным спуском (recursive—descent parsers).

Давайте начнем с evalExpression(), то есть с функции, которая выполняет синтаксический разбор выражения:

01 QVariant Cell::evalExpression(const QString &str, int &pos) const

02 {

03 QVariant result = evalTerm(str, pos);

04 while (str[pos] != QChar::Null) {

05 QChar op = str[pos];

06 if (op != '+' && op != '-') return result;

07 ++pos;

08 QVariant term = evalTerm(str, pos);

09 if (result.type() == QVariant::Double

10 && term.type() == QVariant::Double) {

11 if (op == '+') {

12 result = result.toDouble() + term.toDouble();

13 } else {

14 result= result.toDouble() - term.toDouble();

15 }

16 } else {

17 result = Invalid;

18 }

19 }

20 return result;

21 }

Во-первых, мы вызываем функцию evalTerm() для получения значения первого терма. Если за ним идет символ «+» или «—», мы вызываем второй раз evalTerm(); в противном случае выражение состоит из единственного терма, и мы возвращаем его значение в качестве значения всего выражения. После получения значений первых двух термов мы вычисляем результат операции в зависимости от оператора. Если при оценке обоих термов их значения будут иметь тип double, мы рассчитываем результат в виде числа типа double; в противном случае мы устанавливаем результат на значение Invalid.

Мы продолжаем эту процедуру, пока не закончатся термы. Это даст правильный результат, потому что операции сложения и вычитания обладают свойством «ассоциативности слева» (left—associative), то есть «1—2—3» означает «(1—2)—3», а не «1—(2—3)».

01 QVariant Cell::evalTerm(const QString &str, int &pos) const

02 {

03 QVariant result = evalFactor(str, pos);

04 while (str[pos] != QChar::Null) {

05 QChar op = str[pos];

06 if (op != '*' && op != '/')

07 return result;

08 ++pos;

09 QVariant factor = evalFactor(str, pos);

10 if (result.type() == QVariant::Double &&

11 factor.type() == QVariant::Double) {

12 if (op == '*') {

13 result = result.toDouble() * factor.toDouble();

14 } else {

15 if (factor.toDouble() == 0.0) {

16 result = Invalid;

17 } else {

18 result = result.toDouble() / factor.toDouble();

19 }

20 }

21 } else {

22 result = Invalid;

23 }

24 }

25 return result;

26 }

Функция evalTerm() очень напоминает функцию evalExpression(), но, в отличие от последней, она имеет дело с операциями умножения и деления. В функции evalTerm() необходимо учитывать одну тонкость, а именно: нельзя допускать деления на нуль, так как это приводит к ошибке на некоторых процессорах. Хотя не рекомендуется проверять равенство чисел с плавающей точкой из-за ошибки округления, можно спокойно делать проверку на равенство значению 0.0 для предотвращения деления на нуль.

01 QVariant Cell::evalFactor(const QString &str, int &pos) const

02 {

03 QVariant result;

04 bool negative = false;

05 if (str[pos] == '-') {

06 negative = true;

07 ++pos;

08 }

09 if (str[pos] == '(') {

10 ++pos;

11 result = evalExpression(str, pos);

12 if (str[pos] != ')')

13 result = Invalid;

14 ++pos;

15 } else {

16 QRegExp regExp("[A-Za-z][1-9][0-9]{0,2}");

17 QString token;

18 while (str[pos].isLetterOrNumber() || str[pos] == '.') {

19 token += str[pos];

20 ++pos;

21 }

22 if (regExp.exactMatch(token)) {

23 int column = token[0].toUpper().unicode() - 'A';

24 int row = token.mid(1).toInt() - 1;

25 Cell *c = static_cast<Cell *>(tableWidget()->item(row, column));

26 if (c) {

27 result = c->value();

28 } else {

29 result = 0.0;

30 }

31 } else {

32 bool ok;

33 result = token.toDouble(&ok);

34 if (!ok)

35 result = Invalid;

36 }

37 }

38 if (negative) {

39 if (result.type() == QVariant::Double) {

40 result = -result.toDouble();

41 } else {

42 result = Invalid;

43 }

44 }

45 return result;

46 }

Функция evalFactor() немного сложнее, чем evalExpression() и evalTerm(). Мы начинаем с проверки, не является ли фактор отрицательным. Затем мы проверяем наличие открытой скобки. Если она имеется, мы анализируем значение внутри скобок как выражение, вызывая evalExpression(). При анализе выражения в скобках evalExpression() вызывает функцию evalTerm(), которая вызывает функцию evalFactor(), которая вновь вызывает функцию evalExpression(). Именно в этом месте осуществляется рекурсия при синтаксическом анализе.

Если фактором не является вложенное выражение, мы выделяем следующую лексему (token), и она должна задавать обозначение ячейки или быть числом. Если эта лексема удовлетворяет регулярному выражению в переменной QRegExp, мы считаем, что она является ссылкой на ячейку, и вызываем функцию value() для этой ячейки. Ячейка может располагаться в любом месте в электронной таблице, и она может ссылаться на другие ячейки. Такая зависимость не вызывает проблемы и просто приводит к дополнительным вызовам функции value() и к дополнительному синтаксическому анализу ячеек с признаком «dirty» («грязный») для перерасчета значений всех зависимых ячеек. Если лексема не является ссылкой на ячейку, мы рассматриваем ее как число.

Что произойдет, если ячейка A1 содержит формулу «=A1»? Или если ячейка A1 содержит «=A2», а ячейка A2 содержит «=A1»? Хотя нами не написан специальный программный код для обнаружения бесконечных циклов в рекурсивных зависимостях, парсер прекрасно справится с этой ситуацией и возвратит недопустимое значение переменной типа QVariant. Это даст нужный результат, поскольку мы устанавливаем флажок cacheIsDirty на значение false и переменную cachedValue на значение Invalid в функции value() перед вызовом evalExpression(). Если evalExpression() рекурсивно вызывает функцию value() для той же ячейки, она немедленно возвращает значение Invalid, и тогда все выражение принимает значение Invalid.

Теперь мы завершили программу синтаксического анализа формул. Ее можно легко модифицировать для обработки стандартных функций электронной таблицы, например «sum()» и «avg()», расширяя грамматическое определение фактора. Можно также легко расширить эту реализацию, обеспечив возможность выполнения операции «+» над строковыми операндами (для их конкатенации); это не потребует внесения изменений в грамматику.

В данной главе объясняются способы создания пользовательских виджетов с помощью средств разработки Qt. Пользовательские виджеты могут создаваться путем определения подкласса существующего виджета Qt или путем определения непосредственно подкласса QWidget. Мы продемонстрируем оба подхода, и мы рассмотрим также способы интеграции пользовательского виджета в Qt Designer, чтобы его можно было применять совершенно так же, как встроенный виджет Qt. Мы закончим данную главу примером пользовательского виджета, в котором используется двойная буферизация — эффективный метод быстрого рисования.

В некоторых случаях мы обнаруживаем необходимость в более специализированной настройке виджета Qt по сравнению с той, которую можно обеспечить путем установки его свойств в Qt Designer или с помощью вызова его функций. Простое и прямое решение заключается в создании подкласса соответствующего виджетного класса и адаптации его под наши требования.

Рис. 5.1. Виджет HexSpinBox.

Чтобы показать, как это делается, в данном разделе мы разработаем шестнадцатеричный наборный счетчик. Наборный счетчик QSpinBox поддерживает только десятичные целые числа, но путем создания подкласса достаточно легко можно заставить его принимать и отображать шестнадцатеричные значения.

01 #ifndef HEXSPINBOX_H

02 #define HEXSPINBOX_H

03 #include <QSpinBox>

04 class QRegExpValidator;

05 class HexSpinBox : public QSpinBox

06 {

07 Q_OBJECT

08 public:

09 HexSpinBox(QWidget *parent = 0);

10 protected:

11 QValidator::State validate(QString &text, int &pos) const;

12 int valueFromText(const QString &text) const;

13 QString textFromValue(int value) const;

14 private:

15 QRegExpValidator *validator;

16 };

17 #endif

Шестнадцатеричный наборный счетчик HexSpinBox наследует большую часть функциональности от QSpinBox. Он содержит обычный конструктор и переопределяет три виртуальные функции класса QSpinBox.

01 #include <QtGui>

02 #include "hexspinbox.h"

03 HexSpinBox::HexSpinBox(QWidget *parent)

04 : QSpinBox(parent)

05 {

06 setRange(0, 255);

07 validator = new QRegExpValidator(QRegExp("[0-9A-Fa-f]{1,8}"), this);

08 }

Мы устанавливаем по умолчанию диапазон от 0 до 255 (от 0x00 до 0xFF), который лучше соответствует шестнадцатеричному наборному счетчику, чем диапазон от 0 до 99, принимаемый по умолчанию в QSpinBox.

Пользователь может модифицировать текущее значение наборного счетчика, щелкая по верхней или нижней стрелке или вводя значения в строке редактирования наборного счетчика. В последнем случае мы хотим, чтобы пользователь мог вводить только правильные шестнадцатеричные числа. Для достижения этого мы используем QRegExpValidator, который принимает один или несколько символов со значениями каждого символа в диапазонах от «0» до «9», от «А» до «F» или от «а» до «f».

09 QValidator::State HexSpinBox::validate(QString &text, int &pos) const

10 {

11 return validator->validate(text, pos);

12 }

Эта функция вызывается в QSpinBox для проверки допустимости введенного текста. Результат может иметь одно из трех значений: Invalid (текст не соответствует регулярному выражению), Intermediate (текст, вероятно, является частью допустимого значения) и Acceptable (текст допустим). QRegExpValidator имеет подходящую функцию validate(), поэтому мы просто возвращаем результат ее вызова. Теоретически следует возвращать Invalid или Intermediate для значений, лежащих вне диапазона наборного счетчика, но QSpinBox достаточно «умен» и может самостоятельно отследить эту ситуацию.

13 QString HexSpinBox::textFromValue(int value) const

14 {

15 return QString::number(value, 16).toUpper();

16 }

Функция textFromValue() преобразует целое число в строку. QSpinBox вызывает ее для обновления строки редактирования в наборном счетчике, когда пользователь нажимает клавиши верхней или нижней стрелки наборного счетчика. Мы используем статическую функцию QString::number(), задавая 16 в качестве второго аргумента для преобразования значения в представленное в нижнем регистре шестнадцатеричное число, и вызываем функцию QString::toUpper() для преобразования результата в верхний регистр.

17 int HexSpinBox::valueFromText(const QString &text) const

18 {

19 bool ok;

20 return text.toInt(&ok, 16);

21 }

Функция valueFromText() выполняет обратное преобразование из строки в целое число. Она вызывается в QSpinBox, когда пользователь вводит значение в строку редактирования наборного счетчика и нажимает клавишу Enter. Мы используем функцию QString::toInt() для попытки преобразования текущего текстового значения (возвращаемого QSpinBox::text()) в целое число, вновь используя 16 в качестве базы. Если строка не является правильным шестнадцатеричным числом, ok устанавливается на значение false и toInt() возвращает 0. Здесь нет необходимости рассматривать такую возможность, поскольку контролирующая функция (validator) позволяет вводить только правильные шестнадцатеричные значения. Вместо передачи адреса переменной ok мы могли бы задать нулевой указатель в первом аргументе функции toInt().

Этим мы завершили создание шестнадцатеричного наборного счетчика. Настройка других виджетов Qt осуществляется по тому же образцу: подобрать подходящий виджет Qt, создать его подкласс и переопределить несколько виртуальных функций для изменения режима его работы.

Многие пользовательские виджеты являются простой комбинацией существующих виджетов, либо встроенных в Qt, либо других пользовательских виджетов (таких, как HexSpinBox). Если пользовательские виджеты строятся на основе существующих виджетов, то они, как правило, могут разрабатываться в Qt Designer.

• создайте новую форму, используя шаблон «Widget» (виджет);

• добавьте в эту форму необходимые виджеты и затем расположите их соответствующим образом;

• установите соединения сигналов и слотов;

• если необходима функциональность, которую нельзя обеспечить с помощью механизма сигналов и слотов, необходимый программный код следует писать в рамках класса, который наследует как класс QWidget, так и класс, сгенерированный компилятором uic.

Естественно, комбинация существующих виджетов может быть также полностью запрограммирована вручную. При любом подходе полученный класс наследует непосредственно QWidget.

Если виджет не имеет своих собственных сигналов и слотов и не переопределяет никакую виртуальную функцию, можно просто собрать виджет из существующих виджетов, не создавая подкласс. Этим методом мы пользовались в главе 1 для создания приложения Age с применением QWidget, QSpinBox и QSlider. Даже в этом случае мы могли бы легко определить подкласс QWidget и в его конструкторе создать QSpinBox и QSlider.

Когда под рукой нет подходящих виджетов Qt и когда нельзя получить желаемый результат, комбинируя и адаптируя существующие виджеты, мы можем все же создать требуемый виджет. Это достигается путем создания подкласса QWidget и переопределением обработчиков некоторых событий, связанных с рисованием виджета и реагированием на щелчки мышки. При таком подходе мы свободно можем определять и управлять как внешним видом, так и режимом работы нашего виджета. Такие встроенные в Qt виджеты, как QLabel, QPushButton и QTableWidget, реализованы именно так. Если бы их не было в Qt, все же можно было бы создать их самостоятельно при помощи предусмотренных в классе QWidget открытых функций, обеспечивающих полную независимость от платформы.

Для демонстрации данного подхода при написании пользовательского виджета мы создадим виджет IconEditor, показанный на рис. 5.2. Виджет IconEditor может использоваться в программе редактирования пиктограмм.

Рис. 5.2. Виджет IconEditor.

Сначала рассмотрим заголовочный файл.

01 #ifndef ICONEDITOR_H

02 #define ICONEDITOR_H

03 #include <QColor>

04 #include <QImage>

05 #include <QWidget>

06 class IconEditor : public QWidget

07 {

08 Q_OBJECT

09 Q_PROPERTY(QColor penColor READ penColor WRITE setPenColor)

10 Q_PROPERTY(QImage iconImage READ iconImage WRITE setIconImage)

11 Q_PROPERTY(int zoomFactor READ zoomFactor WRITE setZoomFactor)

12 public:

13 IconEditor(QWidget *parent = 0);

14 void setPenColor(const QColor &newColor);

15 QColor penColor() const { return curColor; }

16 void setIconImage(const QImage &newImage);

17 QImage iconImage() const { return image; }

18 QSize sizeHint() const;

19 void setZoomFactor(int newZoom);

20 int zoomFactor() const { return zoom; }

Класс IconEditor использует макрос Q_PROPERTY() для объявления трех пользовательских свойств: penColor, iconImage и zoomFactor. Каждое свойство имеет тип данных, функцию «чтения» и необязательную функцию «записи». Например, свойство penColor имеет тип QColor и может считываться и записываться при помощи функций penColor() и setPenColor().

Когда мы используем виджет в Qt Designer, пользовательские свойства появляются в редакторе свойств Qt Designer ниже свойств, унаследованных от QWidget. Свойства могут иметь любой тип, поддерживаемый QVariant. Макрос Q_OBJECT необходим для классов, в которых определяются свойства.

21 protected:

22 void mousePressEvent(QMouseEvent *event);

23 void mouseMoveEvent(QMouseEvent *event);

24 void paintEvent(QPaintEvent *event);

25 private:

26 void setImagePixel(const QPoint &pos, bool opaque);

27 QRect pixelRect(int i, int j) const;

28 QColor curColor;

29 QImage image;

30 int zoom;

31 };

32 #endif

IconEditor переопределяет три защищенные функции QWidget и имеет несколько закрытых функций и переменных. В трех закрытых переменных содержатся значения трех свойств.

Файл реализации класса начинается с конструктора IconEditor:

01 #include <QtGui>

02 #include "iconeditor.h"

03 IconEditor::IconEditor(QWidget *parent)

04 : QWidget(parent)

05 {

06 setAttribute(Qt::WA_StaticContents);

07 setSizePolicy(QSizePolicy::Minimum, QSizePolicy::Minimum);

08 curColor = Qt::black;

09 zoom = 8;

10 image = QImage(16, 16, QImage::Format_ARGB32);

11 image.fill(qRgba(0, 0, 0, 0));

12 }

В конструкторе имеется несколько тонких моментов, связанных с применением атрибута Qt::WA_StaticContents и вызовом функции setSizePolicy(). Вскоре мы обсудим их.

Устанавливается черный цвет пера. Коэффициент масштабирования изображения (zoom factor) устанавливается на 8, то есть каждый пиксель пиктограммы представляется квадратом 8 × 8.

Данные пиктограммы хранятся в переменной—члене image, и доступ к ним может осуществляться при помощи функций setIconImage() и iconImage(). Программа редактирования пиктограмм обычно вызывает функцию setIconImage() при открытии пользователем файла пиктограммы и функцию iconImage() для считывания пиктограммы из памяти, когда пользователь хочет ее сохранить. Переменная image имеет тип QImage. Мы инициализируем ее областью в 16 × 16 пикселей и на 32-битовый формат ARGB, который поддерживает полупрозрачность. Мы очищаем данные изображения, устанавливая признак прозрачности.

Способ хранения изображения в классе QImage не зависит от оборудования. При этом его глубина может устанавливаться на 1, 8 или 32 бита. Изображения с 32-битовой глубиной используют по 8 бит на красный, зеленый и синий компоненты пикселя. В остальных 8 битах хранится альфа—компонент пикселя (уровень его прозрачности). Например, компоненты красный, зеленый и синий «чистого» красного цвета и альфа—компонент имеют значения 255, 0, 0 и 255. В Qt этот цвет можно задавать так:

QRgb red = qRgba(255, 0, 0, 255);

или так (поскольку этот цвет непрозрачен):

QRgb red = qRgb(255, 0, 0);

Тип QRgb просто синоним типа unsigned int, созданный с помощью директивы typedef, a qRgb() и qRgba() являются встроенными функциями (то есть со спецификатором inline), которые преобразуют свои аргументы в 32-битовое целое число. Допускается также запись

QRgb red = 0xFFFF0000;

где первые FF соответствуют альфа—компоненту, а вторые FF — красному компоненту. В конструкторе класса IconEditor мы делаем QImage прозрачным, используя 0 в качестве значения альфа—компонента.

В Qt для хранения цветов предусмотрено два типа: QRgb и QColor. В то время как QRgb всего лишь определяется в QImage ключевым словом typedef для представления пикселей 32-битовым значением, QColor является классом, который имеет много полезных функций и широко используется в Qt для хранения цветов. В виджете IconEditor мы используем QRgb только при работе с QImage; мы применяем QColor во всех остальных случаях, включая свойство цвет пера penColor.

13 QSize IconEditor::sizeHint() const

14 {

15 QSize size = zoom * image.size();

16 if (zoom >= 3)

17 size += QSize(1, 1);

18 return size;

19 }

Функция sizeHint() класса QWidget переопределяется и возвращает «идеальный» размер виджета. Здесь мы размер изображения умножаем на масштабный коэффициент и в случае, когда масштабный коэффициент равен или больше 3, добавляем еще один пиксель по каждому направлению для размещения сетки. (Мы не показываем сетку при масштабном коэффициенте 1 или 2, поскольку в этом случае едва ли найдется место для пикселей пиктограммы.)

Идеальный размер виджета играет очень заметную роль при размещении виджетов. Менеджеры компоновки Qt стараются максимально учесть идеальный размер виджета при размещении дочерних виджетов. Для того чтобы IconEditor был удобен для менеджера компоновки, он должен сообщить свой правдоподобный идеальный размер.

Кроме идеального размера виджет имеет «политику размера», которая говорит системе компоновки о желательности или нежелательности его растяжения или сжатия. Вызывая в конструкторе функцию setSizePolicy() со значением QSizePolicy::Minimum в качестве горизонтальной и вертикальной политики, мы указываем менеджеру компоновки, который отвечает за размещение этого виджета, на то, что идеальный размер является фактически его минимальным размером. Другими словами, при необходимости виджет может растягиваться, но он никогда не должен сжиматься до размеров меньших, чем идеальный. Политику размера можно изменять в Qt Designer путем установки свойства виджета sizePolicy. Смысл различной политики размеров объясняется в главе 6 («Управление компоновкой»).

20 void IconEditor::setPenColor(const QColor &newColor)

21 {

22 curColor = newColor;

23 }

Функция setPenColor() устанавливает текущий цвет пера. Этот цвет будет использоваться при выводе на экран новых пикселей.

24 void IconEditor::setIconImage(const QImage &newImage)

25 {

26 if (newImage != image) {

27 image = newImage.convertToFormat(QImage::Format_ARGB32);

28 update();

29 updateGeometry();

30 }

31 }

Функция setIconImage() задает изображение для редактирования. Мы вызываем convertToFormat() для установки 32-битовой глубины изображения с альфа—буфером, если это еще не сделано. В дальнейшем везде мы будем предполагать, что изображение хранится в 32-битовых элементах типа ARGB.

После установки переменной image мы вызываем функцию QWidget::update() для принудительной перерисовки виджета с новым изображением. Затем мы вызываем QWidget::updateGeometry(), чтобы сообщить всем содержащим этот виджет менеджерам компоновки об изменении идеального размера виджета. Размещение виджета затем будет автоматически адаптировано к его новому идеальному размеру.

32 void IconEditor::setZoomFactor(int newZoom)

33 {

34 if (newZoom < 1)

35 newZoom = 1;

36 if (newZoom != zoom) {

37 zoom = newZoom;

38 update();

39 updateGeometry();

40 }

41 }

Функция setZoomFactor() устанавливает масштабный коэффициент изображения. Для предотвращения деления на нуль мы корректируем всякое значение, меньшее, чем 1. Мы опять вызываем функции update() и updateGeometry() для перерисовки виджета и уведомления всех менеджеров компоновки об изменении идеального размера.

Функции penColor(), iconImage() и zoomFactor() реализуются в заголовочном файле как встроенные функции.

Теперь мы рассмотрим программный код функции paintEvent(). Эта функция играет очень важную роль в классе IconEditor. Она вызывается всякий раз, когда требуется перерисовать виджет. Используемая по умолчанию ее реализация в QWidget ничего не делает, оставляя виджет пустым.

Так же как рассмотренная нами в главе 3 функция closeEvent(), функция paintEvent() является обработчиком события. В Qt предусмотрено много других обработчиков событий, каждый из которых относится к определенному типу события. Обработка событий подробно рассматривается в главе 7.

Существует множество ситуаций, когда генерируется событие рисования (paint) и вызывается функция paintEvent():

• при первоначальном выводе на экран виджета система автоматически генерирует событие рисования, чтобы виджет нарисовал сам себя;

• при изменении размеров виджета система генерирует событие рисования;

• если виджет перекрывается другим окном и затем вновь оказывается видимым, генерируется событие рисования для областей, которые закрывались (если только система управления окнами не сохранит закрытую область).

Мы можем также принудительно сгенерировать событие рисования путем вызова функции QWidget::update() или QWidget::repaint(). Различие между этими функциями следующее: repaint() приводит к немедленной перерисовке, а функция update() просто передает событие рисования в очередь событий, обрабатываемых Qt. (Обе функции ничего не будут делать, если виджет невидим на экране.) Если update() вызывается несколько раз, Qt из нескольких следующих друг за другом событий рисования делает одно событие для предотвращения мерцания. В классе IconEditor мы всегда используем функцию update().

Ниже приводится программный код:

42 void IconEditor::paintEvent(QPaintEvent *event)

43 {

44 QPainter painter(this);

45 if (zoom >= 3) {

46 painter.setPen(palette().foreground().color());

47 for (int i = 0; i <= image.width(); ++i)

48 painter.drawLine(zoom * i, 0,

49 zoom * i, zoom * image.height());

50 for (int j = 0; j <= image.height(); ++j)

51 painter.drawLine(0, zoom * j,

52 zoom * image.width(), zoom * j);

53 }

54 for (int i = 0; i < image.width(); ++i) {

55 for (int j = 0; j < image.height(); ++j) {

56 QRect rect = pixelRect(i, j);

57 if (!event->region().intersect(rect).isEmpty()) {

58 QColor color = QColor::fromRgba(image.pixel(i, j));

59 painter.fillRect(rect, color);

60 }

61 }

62 }

63 }

Мы начинаем с построения объекта QPainter нашего виджета. Если масштабный коэффициент равен или больше 3, мы вычерчиваем с помощью функции QPainter::drawLine() горизонтальные и вертикальные линии сетки.

Вызов функции QPainter::drawLine() имеетследующий формат:

painter.drawLine(x1, y1, x2, y2);

где (x1, y1) задает положение одного конца линии и (x2, y2) задает положение другого конца линии. Существует перегруженный вариант функции, которая принимает два объекта типа QPoint вместо четырех целых чисел.

Пиксель в верхнем левом углу виджета Qt имеет координаты (0, 0), а пиксель в нижнем правом углу имеет координаты (width() — 1, height() — 1). Это напоминает обычную декартовскую систему координат, но только перевернутую сверху вниз. Мы можем изменить систему координат в QPainter, трансформируя ее такими способами, как смещение, масштабирование, вращение и отсечение. Эти вопросы рассматриваются в главе 8 («Графика 2D и 3D»).

Рис. 5.3. Вычерчивание линии при помощи QPainter.

Перед вызовом в QPainter функции drawLine() мы устанавливаем цвет линии, используя функцию setPen(). Мы могли бы жестко запрограммировать цвет (например, черный или серый), но лучше использовать палитру виджета.

Каждый виджет имеет палитру, которая определяет назначение цветов. Например, предусмотрен цвет фона виджетов (обычно светло—серый) и цвет текста на этом фоне (обычно черный). По умолчанию палитра виджета адаптирована под схему цветов оконной системы. Используя цвета из палитры, мы обеспечим в IconEditor учет пользовательских настроек.

Палитра виджета состоит из трех цветовых групп: активной, неактивной и нерабочей. Цветовая группа выбирается в зависимости от текущего состояния виджета:

• группа Active используется для виджетов текущего активного окна;

• группа Inactive используется виджетами других окон;

• группа Disabled используется отключенными виджетами любого окна.

Функция QWidget::palette() возвращает палитру виджета в виде объекта QPalette. Цветовые группы определяются как элементы перечисления типа QPalette::QColorGroup. Удобная функция QWidget::colorGroup() возвращает правильную цветовую группу текущего состояния виджета, и поэтому нам редко придется выбирать цвет непосредственно из палитры.

Когда нам нужно получить соответствующую кисть или цвет для рисования, правильный подход связан с применением текущей палитры, полученной функцией QWidget::palette(), и соответствующей ролевой функции, например QPalette::foreground(). Каждая ролевая функция возвращает кисть, что обычно и требуется, однако если нам нужен только цвет, его можно извлечь из кисти, как мы это делали в paintEvent(). По умолчанию возвращаемые кисти соответствуют состоянию виджета, поэтому нам не надо указывать цветовую группу.

Функция paintEvent() завершает рисование изображения. Вызов IconEditor::pixelRect() возвращает QRect, который определяет область перерисовки. Мы не выдаем пиксели, которые попадают за пределы данной области, обеспечивая простую оптимизацию.

Рис. 5.4. Вычерчивание прямоугольника при помощи QPainter.

Мы вызываем QPainter::fillRect() для вывода на экран масштабируемого пикселя. QPainter::fillRect() принимает QRect и QBrush. Передавая QColor в качестве кисти, мы обеспечиваем равномерное заполнение области.

64 QRect IconEditor::pixelRect(int i, int j) const

65 {

66 if (zoom >= 3) {

67 return QRect(zoom * i + 1, zoom * j + 1, zoom - 1, zoom - 1);

68 } else {

69 return QRect(zoom * i, zoom * j, zoom, zoom);

70 }

71 }

Функция pixelRect() возвращает объект QRect, который может использоваться функцией QPainter::fillRect(). Параметры i и j являются координатами пикселя в QImage, а не в виджете. Если коэффициент масштабирования равен 1, обе системы координат будут полностью совпадать.

Конструктор QRect имеет синтаксис QRect(x, у, width, height), где (x, у) являются координатами верхнего левого угла прямоугольника, a width и height являются размерами прямоугольника (шириной и высотой). Если коэффициент масштабирования равен не менее 3, мы уменьшаем размеры прямоугольника на один пиксель по горизонтали и по вертикали, чтобы не загораживать линии сетки.

72 void IconEditor::mousePressEvent(QMouseEvent *event)

73 {

74 if (event->button() == Qt::LeftButton) {

75 setImagePixel(event->pos(), true);

76 } else if (event->button() == Qt::RightButton) {

77 setImagePixel(event->pos(), false);

78 }

79 }

Когда пользователь нажимает кнопку мышки, система генерирует событие «клавиша мышки нажата» (mouse press). Путем переопределения функции QWidget::mousePressEvent() мы можем обработать это событие и установить или стереть пиксель изображения, находящийся под курсором мышки.

Если пользователь нажал левую кнопку мышки, мы вызываем закрытую функцию setImagePixel() c true в качестве второго аргумента, указывая на необходимость установки цвета пикселя на текущий цвет пера. Если пользователь нажал правую кнопку мышки, мы также вызываем функцию setImagePixel(), но передаем false для стирания пикселя.

80 void IconEditor::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event)

81 {

82 if (event->buttons() & Qt::LeftButton) {

83 setImagePixel(event->pos(), true);

84 } else if (event->buttons() & Qt::RightButton) {

85 setImagePixel(event->pos(), false);

86 }

87 }

Функция mouseMoveEvent() обрабатывает события «перемещение мышки». По умолчанию эти события генерируются только при нажатой пользователем кнопки мышки. Можно изменить этот режим работы с помощью вызова функции QWidget::setMouseTracking(), но нам не нужно это делать в нашем примере.

Как при нажатии левой или правой кнопки мышки устанавливается или стирается пиксель, так и при удерживании нажатой кнопки над пикселем тоже будет устанавливаться или стираться пиксель. Поскольку допускается удерживать нажатыми одновременно несколько кнопок, возвращаемое функцией QMouseEvent::buttons() значение представляет собой результат логической операции поразрядного ИЛИ для кнопок. Мы проверяем нажатие определенной кнопки при помощи оператора & и при наличии соответствующего состояния вызываем функцию setImagePixel().

88 void IconEditor::setImagePixel(const QPoint &pos, bool opaque)

89 {

90 int i = pos.x() / zoom;

91 int j = pos.y() / zoom;

92 if (image.rect().contains(i, j)) {

93 if (opaque) {

94 image.setPixel(i, j, penColor().rgba());

95 } else {

96 image.setPixel(i, j, qRgba(0, 0, 0, 0));

97 }

98 update(pixelRect(i, j));

99 }

100 }

Функция setImagePixel() вызывается из mousePressEvent() и mouseMoveEvent() для установки или стирания пикселя. Параметр pos определяет положение мышки на виджете.

На первом этапе надо преобразовать положение мышки из системы координат виджета в систему координат изображения. Это достигается путем деления координат положения мышки x() и y() на коэффициент масштабирования. Затем мы проверяем попадание точки в нужную область. Это легко сделать при помощи функций QImage::rect() и QRect::contains(); фактически здесь проверяется попадание значения переменной i в промежуток между 0 и значением image.width() — 1, а переменной j — в промежуток между 0 и значением image.height() — 1.

В зависимости от значения параметра opaque мы устанавливаем или стираем пиксель в изображении. При стирании пиксель фактически становится прозрачным. Для вызова QImage::setPixel() мы должны преобразовать перо QColor в 32-битовое значение ARGB. В конце мы вызываем функцию update() с передачей объекта QRect, задающего область перерисовки.

Теперь, когда уже рассмотрены функции—члены, мы вернемся к используемому в конструкторе атрибуту Qt::WA_StaticContents. Этот атрибут указывает Qt на то, что содержимое виджета не изменяется при изменении его размеров и что его верхний левый угол остается на прежнем месте. Qt использует эту информацию, чтобы лишний раз не перерисовывать при изменении размеров виджета уже видимые его области.

Обычно при изменении размеров виджета Qt генерирует событие рисования для всей видимой области виджета. Но если виджет создается с установленным флажком Qt::WA_StaticContents, область рисования ограничивается не показанными ранее пикселями. Это подразумевает, что, если размеры виджета уменьшаются, событие рисования вообще не будет сгенерировано.

Рис. 5.5. Изменение размеров виджета Qt::WA_StaticContents.

Теперь виджет IconEditor полностью построен. На основе применения приводимых в предыдущих главах сведений и примеров мы можем написать программу, в которой виджет IconEditor будет сам являться окном, использоваться в качестве центрального виджета в главном окне QMainWindow, в качестве дочернего виджета менеджера компоновки или в качестве дочернего виджета объекта QScrollArea. В следующем разделе мы рассмотрим способы его интеграции в Qt Designer.

Прежде чем мы сможем использовать пользовательские виджеты в Qt Designer, мы должны сделать так, что Qt Designer будет знать о них. Для этого существует два способа: метод «продвижения» (promotion) и метод подключения (plugin).

Метод продвижения является самым быстрым и самым простым. Он заключается в выборе некоторого встроенного виджета Qt, программный интерфейс которого похож на программный интерфейс пользовательского виджета, и заполнении полей диалогового окна в Qt Designer некоторыми данными о пользовательском виджете. Впоследствии этот виджет может использоваться в формах, разработанных с помощью Qt Designer, но при редактировании или просмотре он отображается просто в виде выбранного встроенного виджета Qt.

Ниже приводится порядок действий при интеграции данным методом виджета HexSpinBox:

1. Создайте наборный счетчик QSpinBox, перетаскивая его с панели виджетов Qt Designer на форму.

2. Щелкните правой клавишей мышки по наборному счетчику и выберите пункт контекстного меню Promote to Custom Widget (Преобразовать в пользовательский виджет).

3. Заполните в появившемся диалоговом окне поле названия класса значением «HexSpinBox» и поле заголовочного файла значением «hexspinbox.h».

Вот и все! Сгенерированный компилятором uic программный код будет содержать оператор #include hexspinbox.h вместо <QSpinBox> и будет инстанцировать HexSpinBox. В Qt Designer виджет HexSpinBox будет представлен виджетом QSpinBox, позволяя нам устанавливать любые свойства QSpinBox (например, допустимый диапазон значений и текущее значение).

Рис. 5.6. Диалоговое окно для создания пользовательских виджетов Qt Designer.

Недостатками метода продвижения являются недоступность в Qt Designer свойств, характерных для пользовательского виджета, и то, что пользовательский виджет представляется в QtDesigner не своим изображением. Обе эти проблемы могут быть решены при применении метода подключения.

Метод подключения требует создания библиотеки подключаемых модулей, которую Qt Designer может загружать во время выполнения и использовать для создания экземпляров виджетов. В этом случае при редактировании формы и ее просмотре в Qt Designer будет использован реальный виджет, и благодаря мета—объектной системе Qt можно динамически получать список его свойств в Qt Designer. Для демонстрации этого метода мы с его помощью выполним интеграцию редактора пиктограмм IconEditor, описанного в предыдущем разделе.

Во-первых, мы должны создать подкласс QDesignerCustomWidgetInterface и переопределить несколько виртуальных функций. Мы предположим, что исходный файл подключаемого модуля расположен в каталоге с именем iconeditorplugin, а исходный текст программы IconEditor расположен в параллельном каталоге с именем iconeditor.

Ниже приводится определение класса:

01 #include <QDesignerCustomWidgetInterface>

02 class IconEditorPlugin : public QObject,

03 public QDesignerCustomWidgetInterface

04 {

05 Q_OBJECT

06 Q_INTERFACES(QDesignerCustomWidgetInterface)

07 public:

08 IconEditorPlugin(QObject *parent = 0);

09 QString name() const;

10 QString includeFile() const;

11 QString group() const;

12 QIcon icon() const;

13 QString toolTip() const;

14 QString whatsThis() const;

15 bool isContainer() const;

16 QWidget *createWidget(QWidget *parent);

17 };

Подкласс IconEditorPlugin является фабрикой класса (factory class), который инкапсулирует виджет IconEditor. Он является наследником классов QObject и QDesignerCustomWidgetIterface и использует макрос Q_INTERFACES(), указывая компилятору moc на то, что второй базовый класс представляет собой подключаемый интерфейс. Его функции применяются Qt Designer для создания экземпляров класса и получения информации о нем.

01 IconEditorPlugin::IconEditorPlugin(QObject *parent)

02 : QObject(parent)

03 {

04 }

IconEditorPlugin имеет тривиальный конструктор.

05 QString IconEditorPlugin::name() const

06 {

07 return "IconEditor";

08 }

Функция name() возвращает имя подключаемого виджета.

09 QString IconEditorPlugin::includeFile() const

10 {

11 return "iconeditor.h";

12 }

Функция includeFile() возвращает имя заголовочного файла для заданного виджета, который инкапсулирован в подключаемом модуле. Заголовочный файл включается в программный код, сгенерированный компилятором uic.

13 QString IconEditorPlugin::group() const

14 {

15 return tr("Image Manipulation Widgets");

16 }

Функция group() возвращает имя группы на панели виджетов, к которой принадлежит пользовательский виджет. Если это имя еще не используется, Qt Designer coздаст новую группу для виджета.

17 QIcon IconEditorPlugin::icon() const

18 {

19 return QIcon(":/images/iconeditor.png");

20 }

Функция icon() возвращает пиктограмму которая будет использоваться для представления пользовательского виджета на панели виджетов Qt Designer. В нашем случае мы предполагаем, что IconEditorPlugin имеет ресурсный файл Qt, содержащий соответствующий элемент для изображения редактора пиктограмм.

21 QString IconEditorPlugin::toolTip() const

22 {

23 return tr("An icon editor widget");

24 }

Функция toolTip() возвращает всплывающую подсказку, которая появляется, когда мышка находится на пользовательском виджете в панели виджетов Qt Designer.

25 QString IconEditorPlugin::whatsThis() const

26 {

27 return tr("This widget is presented in Chapter 5 of <i>C++ GUI "

28 "Programming with Qt 4</i> as an example of a custom Qt "

29 "widget.");

30 }

Функция whatsThis() возвращает текст «What's This?» (что это?) для отображения в Qt Designer.

31 bool IconEditorPlugin::isContainer() const

32 {

33 return false;

34 }

Функция isContainer() возвращает true, если данный виджет может содержать другие виджеты; в противном случае он возвращает false. Например, QFrame представляет собой виджет, который может содержать другие виджеты. В целом любой виджет может содержать другие виджеты, но Qt Designer не позволяет это делать, если isContainer() возвращает false.

35 QWidget *IconEditorPlugin::createWidget(QWidget *parent)

36 {

37 return new IconEditor(parent);

38 }

Функция createWidget() вызывается Qt Designer для создания экземпляра класса виджета для указанного родительского виджета.

39 Q_EXPORT_PLUGIN2(iconeditorplugin, IconEditorPlugin)

В конце исходного файла реализации класса подключаемого модуля мы должны использовать макрос Q_EXPORT_PLUGIN2(), чтобы сделать его доступным для Qt Designer. Первый аргумент — назначаемое нами имя подключаемого модуля, второй аргумент — имя класса, который его реализует.

Используемый для построения подключаемого модуля файл .pго выглядит следующим образом:

TEMPLATE = lib

CONFIG += designer plugin release

HEADERS = ../iconeditor/iconeditor.h \

iconeditorplugin.h

SOURCES = ../iconeditor/iconeditor.cpp \

iconeditorplugin.cpp

RESOURCES = iconeditorplugin.qrc

DESTDIR = $(QTDIR)/plugins/designer

Файл .pro предполагает, что переменная окружения QTDIR установлена на каталог, где располагается Qt. Когда вы вводите команду make или nmake для построения подключаемого модуля, он автоматически устанавливается в каталог plugins Qt Designer. Поле построения подключаемого модуля виджет IconEditor мoжeт использоваться в Qt Designer таким же образом как, любые встроенные виджеты Qt.

Если требуется интегрировать в Qt Designer несколько пользовательских виджетов, вы можете либо создать отдельный подключаемый модуль для каждого из них, либо объединить все в один подключаемый модуль, реализуя интерфейс QDesignerCustomWidgetCollectionInterface.

Двойная буферизация является методом программирования графического пользовательского интерфейса, при котором изображение виджета формируется вне экрана в виде пиксельной карты, и затем эта пиксельная карта выводится на экран. В ранних версиях Qt этот метод часто использовался для предотвращения мерцания изображения и для построения более быстрого пользовательского интерфейса.

В Qt 4 класс QWidget это делает автоматически, поэтому нам редко приходится беспокоиться о мерцании виджетов. Все же явная двойная буферизация оказывается полезной, если виджет воспроизводится сложным образом и это приходится делать постоянно. Мы можем постоянно хранить с виджетом пиксельную карту, которая всегда будет готова отреагировать на следующее событие рисования, и копировать пиксельную карту в виджет при получении нами любого события рисования. Она особенно полезна в тех случаях, когда мы хотим выполнить небольшие модификации, например начертить резиновую ленту без необходимости постоянной перерисовки виджета.

Мы закончим данную главу рассмотрением пользовательского виджета Plotter (построитель графиков). Этот виджет использует двойную буферизацию и также демонстрирует некоторые другие аспекты Qt—программирования, в том числе обработку событий клавиатуры, ручную компоновку виджетов и координатные системы.

Виджет Plotter выводит на экран одну или несколько кривых, задаваемых вектором ее координат. Пользователь может начертить на изображении резиновую ленту, и Plotter отобразит крупным планом заключенную в ней область. Пользователь вычерчивает резиновую ленту, делая сначала щелчок в некоторой точке изображения, перетаскивая затем мышку с нажатой левой кнопкой в другую позицию и освобождая клавишу мышки.

Рис. 5.7. Увеличение изображения виджета Plotter.

Пользователь может увеличивать изображение, несколько раз используя резиновую ленту, уменьшить изображение при помощи кнопки Zoom Out (уменьшить изображение) и затем вновь его увеличить с помощью кнопки Zoom In (увеличить изображение). Кнопки Zoom In и Zoom Out появляются при первом изменении масштаба изображения, и поэтому они не будут заслонять экран, если пользователь не изменяет масштаб представления диаграммы.

Виджет Plotter может содержать данные любого количества кривых. Он также содержит стек параметров графика PlotSettings, каждое значение которого соответствует конкретному масштабу изображения.

Давайте рассмотрим этот класс, начиная с заголовочного файла plotter.h:

01 #ifndef PLOTTER_H

02 #define PLOTTER_H

03 #include <QMap>

04 #include <QPixmap>

05 #include <QVector>

06 #include <QWidget>

07 class QToolButton;

08 class PlotSettings;

09 class Plotter : public QWidget

10 {

11 Q_OBJECT

12 public:

13 Plotter(QWidget *parent = 0);

14 void setPlotSettings(const PlotSettings &settings);

15 void setCurveData(int id, const QVector<QPointF> &data);

16 void clearCurve(int id);

17 QSize minimumSizeHint() const;

18 QSize sizeHint() const;

19 public slots:

20 void zoomIn();

21 void zoomOut();

Сначала мы включаем заголовочные файлы для Qt—классов, используемых в заголовочном файле построителя графиков, и предварительно объявляем классы, на которые имеются указатели или ссылки в заголовочном файле.

В классе Plotter мы предоставляем три открытые функции для настройки графика и два открытых слота для увеличения и уменьшения масштаба изображения. Мы также переопределяем функции minimumSizeHint() и sizeHint() класса QWidget. Мы храним точки кривой в векторе QVector<QPointF>, где QPointF — версия QPoint для значений с плавающей точкой.

22 protected:

23 void paintEvent(QPaintEvent *event);

24 void resizeEvent(QResizeEvent *event);

25 void mousePressEvent(QMouseEvent *event);

26 void mouseMoveEvent(QMouseEvent *event);

27 void mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event);

28 void keyPressEvent(QKeyEvent *event);

29 void wheelEvent(QWheelEvent *event);

В защищенной секции класса мы объявляем все обработчики событий QWidget, которые хотим переопределить.

30 private:

31 void updateRubberBandRegion();

32 void refreshPixmap();

33 void drawGrid(QPainter *painter);

34 void drawCurves(QPainter *painter);

35 enum { Margin = 50 };

36 QToolButton *zoomInButton;

37 QToolButton *zoomOutButton;

38 QMap<int, QVector<QPointF> > curveMap;

39 QVector<PlotSettings> zoomStack;

40 int curZoom;

41 bool rubberBandIsShown;

42 QRect rubberBandRect;

43 QPixmap pixmap;

44 };

В закрытой секции класса мы объявляем несколько функций для рисования виджета, константу и несколько переменных—членов. Константа Margin применяется для обеспечения некоторого свободного пространства вокруг диаграммы.

Среди переменных—членов находится pixmap, которая имеет тип QPixmap. Эта переменная содержит копию всего виджета, идентичную его изображению на экране. График всегда сначала строится вне экрана на пиксельной карте, и затем пиксельная карта помещается на виджет.

45 class PlotSettings

46 {

47 public:

48 PlotSettings();

49 void scroll(int dx, int dy);

50 void adjust();

51 double spanX() const { return maxX - minX; }

52 double spanY() const { return maxY - minY; }

53 double minX;

54 double maxX;

55 int numXTicks;

56 double minY;

57 double maxY;

58 int numYTicks;

59 private:

60 static void adjustAxis(double &min, double &max, int &numTicks);

61 };

62 #endif

Класс PlotSettings задает диапазон значений по осям x и y и количество отметок на этих осях. На рис. 5.8 показано соответствие между объектом PlotSettings и виджетом Plotter.

По условному соглашению значение в numXTicks и numYTicks задается на единицу меньше; если numXTicks равно 5, Plotter будет на самом деле выводить 6 отметок по оси x. Это упростит расчеты в будущем.

Рис. 5.8. Переменные—члены настроек графика PlotSettings.

Теперь давайте рассмотрим файл реализации:

001 #include <QtGui>

002 #include <cmath>

003 #include "plotter.h"

Мы включаем необходимые заголовочные файлы и импортируем все символы пространства имен std в глобальное пространство имен. Это позволяет нам получать доступ к функциям, объявленным в <cmath>, без указания префикса std:: (например, floor() вместо std::floor()).

004 Plotter::Plotter(QWidget *parent)

005 : QWidget(parent)

006 {

007 setBackgroundRole(QPalette::Dark);

008 setAutoFillBackground(true);

009 setSizePolicy(QSizePolicy::Expanding, QSizePolicy::Expanding);

010 setFocusPolicy(Qt::StrongFocus);

011 rubberBandIsShown = false;

012 zoomInButton = new QToolButton(this);

013 zoomInButton->setIcon(QIcon(":/images/zoomin.png"));

014 zoomInButton->adjustSize();

015 connect(zoomInButton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(zoomIn()));

016 zoomOutButton = new QToolButton(this);

017 zoomOutButton->setIcon(QIcon(":/images/zoomout.png"));

018 zoomOutButton->adjustSize();

019 connect(zoomOutButton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(zoomOut()));

020 setPlotSettings(PlotSettings());

021 }

Вызов setBackgroundRole() указывает QWidget на необходимость использования для цвета стирания виджета «темного» компонента палитры вместо компонента «window» (окно). Этим мы определяем цвет, который будет использоваться в Qt по умолчанию для заполнения любых вновь появившихся пикселей при увеличении размеров виджета прежде, чем paintEvent() получит возможность рисования нового пикселя. Для включения этого механизма необходимо также вызвать setAutoFillBackground(true). (По умолчанию дочерние виджеты наследуют фон своего родительского виджета.)

Вызов setSizePolicy() устанавливает политику размера виджета по обоим направлениям на значение QSizePolicy::Expanding. Это подсказывает любому менеджеру компоновки, который ответственен за виджет, что он прежде всего склонен к росту, но может также сжиматься. Такая настройка параметров типична для виджетов, которые занимают много места на экране. По умолчанию в обоих направлениях устанавливается политика QSizePolicy::Preferred, означающая, что для виджета предпочтительно устанавливать размер на основе его идеального размера, но он может сжиматься до своего минимального идеального размера или расширяться в любых пределах при необходимости.

Вызов setFocusPolicy(Qt::StrongFocus) заставляет виджет получать фокус при нажатии клавиши табуляции Tab. Когда Plotter получает фокус, он будет реагировать на события нажития клавиш. Виджет Plotter понимает несколько клавиш: «+» для увеличения изображения, «—» для уменьшения изображения и клавиш стрелок для прокрутки вверх, вниз, влево и вправо.

Рис. 5.9. Скроллинг виджета Plotter.

Также в конструкторе мы создаем две кнопки QToolButtons, каждая из которых имеет пиктограмму. Эти кнопки дают возможность пользователю увеличивать и уменьшать масштаб изображения. Пиктограммы кнопок хранятся в файле ресурсов, поэтому любое приложение, использующее виджет Plotter, должно иметь следующую строку в файле .pro:

RESOURCES = plotter.qrc

Этот файл ресурсов похож на файл, который мы использовали для приложения Электронная таблица:

<!DOCTYPE RCC><RCC version="1.0">

<qresource>

<file>images/zoomin.png</file>

<file>images/zoomout.png</file>

</qresource>

</RCC>

Вызовы функции adjustSize() устанавливают для кнопок их идеальные размеры. Кнопки не размещаются в менеджере компоновки; вместо этого мы задаем их положение вручную при обработке события изменения размеров виджета Plotter. Поскольку мы не пользуемся никакими менеджерами компоновки, необходимо явно задавать родительский виджет кнопок, передавая this конструктору QPushButton.

Вызов в конце функции setPlotSettings() завершает инициализацию.

022 void Plotter::setPlotSettings(const PlotSettings &settings)

023 {

024 zoomStack.clear();

025 zoomStack.append(settings);

026 curZoom = 0;

027 zoomInButton->hide();

028 zoomOutButton->hide();

029 refreshPixmap();

030 }

Функция setPlotSettings() устанавливает настройки PlotSettings для отображения графика. Ее вызывает конструктор Plotter, и она может также вызываться пользователями класса. Построитель кривых начинает работу с принятого по умолчанию масштаба изображения. Каждый раз, когда пользователь увеличивает изображение, создается новый экземпляр PlotSettings, который затем помещается в стек масштабов изображения. Этот стек масштабов изображений представлен двумя переменными—членами:

• zoomStack содержит настройки для различных масштабов изображения в объекте QVector<PlotSettings>;

• curZoom содержит индекс текущего элемента PlotSettings стека zoomStack.

После вызова функции setPlotSettings() в стеке масштабов изображений будет находиться только один элемент, а кнопки Zoom In и Zoom Out будут скрыты. Эти кнопки не будут видны на экране до тех пор, пока мы не вызовем для них функцию show() в слотах zoomIn() и zoomOut(). (Обычно для показа всех дочерних виджетов достаточно вызвать функцию show() для виджета верхнего уровня. Но когда мы явным образом вызываем для дочернего виджета функцию hide(), этот виджет будет скрыт до вызова для него функции show().)

Вызов функции refreshPixmap() необходим для обновления изображения на экране. Обычно мы вызываем функцию update(), но здесь мы поступаем немного по-другому, потому что хотим иметь пиксельную карту QPixmap постоянно в обновленном состоянии. После регенерации пиксельной карты функция refreshPixmap() вызывает update() для помещения пиксельной карты на виджет.

031 void Plotter::zoomOut()

032 {

033 if (curZoom > 0) {

034 --curZoom;

035 zoomOutButton->setEnabled(curZoom > 0);

036 zoomInButton->setEnabled(true);

037 zoomInButton->show();

038 refreshPixmap();

039 }

040 }

Слот zoomOut() уменьшает масштаб диаграммы, если она отображена крупным планом. Он уменьшает на единицу текущий масштаб изображения и включает или выключает кнопку ZoomOut, в зависимости от возможности дальнейшего уменьшения диаграммы. Кнопка Zoom In включается и отображается на экране, а изображение диаграммы обновляется посредством вызова функции refreshPixmap().

041 void Plotter::zoomIn()

042 {

043 zoomInButton->setEnabled(curZoom< zoomStack.count() - 1);

044 if (curZoom < zoomStack.count() - 1) {

045 ++curZoom;

046 zoomOutButton->setEnabled(true);

047 zoomOutButton->show();

048 refreshPixmap();

049 }

050 }

Если пользователь сначала увеличил изображение, а затем вновь его уменьшил, настройки PlotSettings для следующего масштаба изображения уже будут в стеке масштабов изображения, и мы можем увеличить его. (В противном случае можно все же увеличить изображение при помощи резиновой ленты.)

Слот увеличивает на единицу значение curZoom для перехода на один уровень вглубь стека масштабов изображения, включает или выключает кнопку Zoom In взависимости от возможности дальнейшего увеличения изображения и включает и показывает кнопку Zoom Out. И вновь мы вызываем refreshPixmap() для использования построителем графиков настроек самого последнего масштаба изображения.

051 void Plotter::setCurveData(int id, const QVector<QPointF> &data)

052 {

053 curveMap[id] = data;

054 refreshPixmap();

055 }

Функция setCurveData() устанавливает данные для кривой с заданным идентификатором. Если в curveMap уже имеется кривая с таким идентификатором, ее данные заменяются новыми значениями; в противном случае просто добавляется новая кривая. Переменная—член curveMap имеет тип QMap<int, QVector<QPointF> >.

056 void Plotter::clearCurve(int id)

057 {

058 curveMap.remove(id);

059 refreshPixmap();

060 }

Функция clearCurve() удаляет заданную кривую из curveMap.

061 QSize Plotter::minimumSizeHint() const

062 {

063 return QSize(6 * Margin, 4 * Margin);

064 }

Функция minimumSizeHint() напоминает sizeHint(); в то время как функция sizeHint() устанавливает идеальный размер виджета, minimumSizeHint() задает идеальный минимальный размер виджета. Менеджер компоновки никогда не станет задавать виджету размеры ниже идеального минимального размера.

Мы возвращаем значение 300 × 200 (поскольку Margin равен 50) для того, чтобы можно было разместить окаймляющую кромку по всем четырем сторонам и обеспечить некоторое пространство для самого графика. При меньших размерах считается, что график будет слишком мал и бесполезен.

065 QSize Plotter::sizeHint() const

066 {

067 return QSize(12 * Margin, 8 * Margin);

068 }

В функции sizeHint() мы возвращаем «идеальный» размер относительно константы Margin, причем горизонтальный и вертикальный компоненты этого размера составляют ту же самую приятную для глаза пропорцию 3:2, которую мы использовали для minimumSizeHint().

Мы завершаем рассмотрение открытых функций и слотов построителя графиков Plotter. Теперь давайте рассмотрим защищенные обработчики событий.

069 void Plotter::paintEvent(QPaintEvent * /* event */)

070 {

071 QStylePainter painter(this);

072 painter.drawPixmap(0, 0, pixmap);

073 if (rubberBandIsShown) {

074 painter.setPen(palette().light().color());

075 painter.drawRect(rubberBandRect.normalized()

076 .adjusted(0, 0, -1, -1));

077 }

078 if (hasFocus()) {

079 QStyleOptionFocusRect option;

080 option.initFrom(this);

081 option.backgroundColor = palette().dark().color();

082 painter.drawPrimitive(QStyle::PE_FrameFocusRect, option);

083 }

084 }

Обычно все действия по рисованию выполняются функцией paintEvent(). Но в данном случае вся диаграмма уже нарисована функцией refreshPixmap(), и поэтому мы можем воспроизвести весь график, просто копируя пиксельную карту в виджет в позицию (0, 0).

Если резиновая лента должна быть видимой, мы рисуем ее поверх графика. Мы используем светлый («light») компонент из текущей цветовой группы виджета в качестве цвета пера для обеспечения хорошего контраста с темным («dark») фоном. Следует отметить, что мы рисуем непосредственно на виджете, оставляя нетронутым внеэкранное изображение на пиксельной карте. Вызов QRect::normalized() гарантирует наличие положительных значений ширины и высоты прямоугольника резиновой ленты (выполняя обмен значений координат при необходимости), а вызов adjusted() уменьшает размер прямоугольника на один пиксель, позволяя вывести на экран его контур шириной в один пиксель.

Если Plotter получает фокус, вывод фокусного прямоугольника выполняется с использованием функции drawPrimitive(), задающей стиль виджета, с передачей QStyle::PE_FrameFocusRect в качестве первого аргумента и объекта QStyleOptionFocusRect в качестве второго аргумента. Опции рисования фокусного прямоугольника наследуются от виджета Plotter (путем вызова initFrom()). Цвет фона должен задаваться явно.

Если при рисовании требуется использовать текущий стиль, мы можем либо непосредственно вызвать функцию QStyle, например

style()->drawPrimitive(QStyle::PE_FrameFocusRect, &option, &painter, this);

либо использовать QStylePainter вместо обычного QPainter (как мы это делали в Plotter), что делает рисование более удобным.

Функция QWidget::style() возвращает стиль, который будет использован для рисования виджета. В Qt стиль виджета является подклассом QStyle. Встроенными являются стили QWindowsStyle, QWindowsXPStyle, QMotifStyle, QCDEStyle, QMacStyle и OPlastiqueStyle. Все эти стили переопределяют виртуальные функции класса QStyle, чтобы обеспечить корректное рисование в стиле имитируемой платформы. Функция drawPrimitive() класса QStylePainter вызывает функцию класса QStyle с тем именем, которое используется для рисования таких «примитивов», как панели, кнопки и фокусные прямоугольники. Обычно все виджеты используют стиль приложения (QApplication::style()), но в любом виджете стиль может переопределяться с помощью функции QWidget::setStyle().

Путем создания подкласса QStyle можно определить пользовательский стиль. Это можно делать с целью придания отличительных стилевых особенностей одному какому-то приложению или группе из нескольких приложений. Хотя рекомендуется в целом придерживаться «родного» стиля выбранной платформы, Qt предлагает достаточно гибкие средства по управлению стилем тем, у кого большая фантазия.

Встроенные в Qt виджеты при рисовании самих себя почти полностью зависят от QStyle. Именно поэтому они выглядят естественно на всех платформах, поддерживаемых Qt. Пользовательские виджеты могут создаваться чувствительными к стилю либо путем применения QStyle (через QStylePainter) при рисовании самих себя, либо используя встроенные виджеты Qt в качестве дочерних. В Plotter мы используем оба подхода: фокусный прямоугольник рисуется с применением QStyle, а кнопки Zoom In и Zoom Out являются встроенными виджетами Qt.

085 void Plotter::resizeEvent(QResizeEvent * /* event */ )

086 {

087 int x= width() - (zoomInButton->width()

088 + zoomOutButton->width() + 10);

089 zoomInButton->move(x, 5);

090 zoomOutButton->move(x + zoomInButton->width() + 5, 5);

091 refreshPixmap();

092 }

При всяком изменении размера виджета Plotter Qt генерирует событие «изменение размера». Здесь мы переопределяем функцию resizeEvent() для размещения кнопок Zoom In и Zoom Out в верхнем правом углу виджета Plotter.

Мы располагаем кнопки Zoom In и Zoom Out рядом, отделяя их 5-пиксельным промежутком от верхнего и правого краев родительского виджета.

Если бы нам захотелось оставить эти кнопки в верхнем левом углу, который имеет координаты (0, 0), мы бы просто переместили их туда в конструкторе Plotter. Но мы хотим, чтобы они находились в верхнем правом углу, координаты которого зависят от размеров виджета. По этой причине необходимо переопределить функцию resizeEvent() и в ней устанавливать положение кнопок.

Мы не устанавливали положение каких-либо кнопок в конструкторе Plotter. Это сделано из-за того, что Qt всегда генерирует событие изменения размера до первого появления на экране виджета.

В качестве альтернативы переопределению функции resizeEvent() и размещению дочерних виджетов «вручную» можно использовать менеджер компоновки (например, QGridLayout). При применении менеджеров компоновки это выполнить немного сложнее и такой подход потребовал бы больше ресурсов; с другой стороны, это дало бы элегантное решение компоновки справа налево, что необходимо для таких языков, как арабский и еврейский.

В конце мы вызываем функцию refreshPixmap() для перерисовки пиксельной карты с новым размером.

093 void Plotter::mousePressEvent(QMouseEvent *event)

094 {