Каждому размещаемому в форме виджету необходимо задать соответствующие размер и позицию. Qt содержит несколько классов, обеспечивающих компоновку виджетов на форме: QHBoxLayout, QVBoxLayout, QGridLayout и QStackLayout. Эти классы настолько удобно и просто применять, что почти каждый Qt—разработчик их использует либо непосредственно в исходном коде программы, либо через Qt Designer.

Другая причина применения классов Qt по компоновке виджетов — гарантия автоматической адаптации формы к различным шрифтам, языкам и платформам. Если пользователь изменяет настройки шрифта системы, формы приложения немедленно на это отреагируют, изменяя при необходимости свои размеры. И если вы переводите интерфейс пользователя приложения на другие языки, классы компоновки будут учитывать содержание переведенных виджетов, чтобы избежать усечения текста.

К другим классам, управляющим компоновкой, относятся QSplitter, QScrollArea, QMainWindow и QWorkspace. Общая черта этих классов — обеспечение гибкой компоновки виджетов, которой может управлять пользователь. Например, QSplitter обеспечивает наличие разделительной линии, которую пользователь может передвигать для изменения размеров виджетов, a QWorkspace обеспечивает поддержку MDI (multiple document interface — многодокументный интерфейс), позволяющего в главном окне приложения показывать сразу несколько документов. Поскольку эти классы часто используются как альтернатива основным классам компоновки, они также рассматриваются в данной главе.

Существует три основных способа управления компоновкой дочерних виджетов формы: абсолютное позиционирование, ручная компоновка и применение менеджеров компоновки. Мы рассмотрим по очереди каждый из этих методов, используя в качестве нашего примера диалоговое окно Find File (найти файл), показанное на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Окно диалога Find File.

Абсолютное позиционирование является самым негибким способом компоновки виджетов. Он предусматривает жесткое кодирование в программе размеров и позиций дочерних виджетов формы и фиксированный размер самой формы. Ниже показано, какой вид принимает конструктор FindFileDialog при применении абсолютного позиционирования:

01 FindFileDialog::FindFileDialog(QWidget *parent)

02 : QDialog(parent)

03 {

04 namedLabel->setGeometry(9, 9, 50, 25);

05 namedLineEdit->setGeometry(65, 9, 200, 25);

06 lookInLabel->setGeometry(9, 40, 50, 25);

07 lookInLineEdit->setGeometry(65, 40, 200, 25);

08 subfoldersCheckBox->setGeometry(9, 71, 256, 23);

09 tableWidget->setGeometry(9, 100, 256, 100);

10 messageLabel->setGeometry(9, 206, 256, 25);

11 findButton->setGeometry(271, 9, 85, 32);

12 stopButton->setGeometry(271, 47, 85, 32);

13 closeButton->setGeometry(271, 84, 85, 32);

14 helpButton->setGeometry(271, 199, 85, 32);

15 setWindowTitle(tr("Find Files or Folders"));

16 setFixedSize(365, 240);

17 }

Абсолютное позиционирование имеет много недостатков:

• пользователь не может изменить размер окна;

• некоторый текст может оказаться отсеченным, если пользователь выбирает необычно большой шрифт или если приложение переводится на другой язык;

• виджеты могут иметь неправильные размеры для некоторых стилей;

• расчет позиций и размеров должен производиться вручную. Этот процесс утомителен и приводит к ошибкам; кроме того, это сильно затрудняет сопровождение.

В качестве альтернативы абсолютному позиционированию используется ручная компоновка. При ручной компоновке виджетам все же придаются абсолютные позиции, но размеры виджетов становятся пропорциональными размеру окна, а не жестко кодируются в программе. Это может достигаться путем переопределения функции формы resizeEvent() для установки геометрических размеров своих дочерних виджетов:

01 FindFileDialog::FindFileDialog(QWidget *parent)

02 : QDialog(parent)

03 {

04 SetMinimumSize(265, 190);

05 resize(365, 240);

06 }

07 void FindFileDialog::resizeEvent(QResizeEvent * /* event */)

08 {

09 int extraWidth = width() - minimumWidth();

10 int extraHeight = height() - minimumHeight();

11 namedLabel->setGeometry(9, 9, 50, 25);

12 namedLineEdit->setGeometry(65, 9, 100 + extraWidth, 25);

13 lookInLabel->setGeometry(9, 40, 50, 25);

14 lookInLineEdit->setGeometry(65, 40, 100 + extraWidth, 25);

15 subfoldersCheckBox->setGeometry(9, 71, 156 + extraWidth, 23);

16 tableWidget->setGeometry(9, 100, 156 + extraWidth, 50 + extraHeight);

17 messageLabel->setGeometry(9, 156 + extraHeight, 156 + extraWidth, 25);

18 findButton->setGeometry(171 + extraWidth, 9, 85, 32);

19 stopButton->setGeometry(171 + extraWidth, 47, 85, 32);

20 closeButton->setGeometry(171 + extraWidth, 84, 85, 32);

21 helpButton->setGeometry(171 + extraWidth, 149 + extraHeight, 85, 32);

22 }

Мы устанавливаем в конструкторе FindFileDialog минимальный размер формы на значение 265 × 190 и ее начальный размер на значение 365 × 240. В обработчике событий resizeEvent() мы отдаем все дополнительное пространство виджетам, размеры которых мы хотим увеличить. Это обеспечивает плавное изменение вида формы при изменении пользователем ее размеров.

Рис. 6.2. Изменение размеров диалогового окна, допускающего изменение своих размеров.

Точно так же, как при абсолютном позиционировании, при ручной компоновке в программе приходится жестко задавать много констант, рассчитываемых программистом. Написание подобной программы представляет собой нудное занятие, особенно если проект изменяется. И все-таки существует риск отсечения текста. Этого риска можно избежать, принимая во внимание идеальные размеры дочерних виджетов, но это еще больше усложняет программу.

Самый удобный метод компоновки виджетов на форме — использование менеджеров компоновки Qt. Менеджеры компоновки обеспечивают осмысленные, принимаемые по умолчанию значения параметров для каждого типа виджета и учитывают идеальный размер каждого виджета, который, в свою очередь, обычно зависит от шрифта виджета, его стиля и содержимого. Менеджеры компоновки также учитывают максимальные и минимальные размеры и автоматически подстраивают компоновку в ответ на изменения шрифта, изменения содержимого и изменения размеров окна.

Существует три наиболее важных менеджера компоновки: QHBoxLayout, QVBoxLayout и QGridLayout. Эти классы наследуют QLayout, который обеспечивает основной каркас для менеджеров компоновки. Все эти три класса полностью поддерживаются Qt Designer и могут также использоваться непосредственно в программе.

Ниже приводится программный код FindFileDialog, в котором используются менеджеры компоновки:

01 FindFileDialog::FindFileDialog(QWidget *parent)

02 : QDialog(parent)

03 {

04 QGridLayout *leftLayout = new QGridLayout;

05 leftLayout->addWidget(namedLabel, 0, 0);

06 leftLayout->addWidget(namedLineEdit, 0, 1);

07 leftLayout->addWidget(lookInLabel, 1, 0);

08 leftLayout->addWidget(lookInLineEdit, 1, 1);

09 leftLayout->addWidget(subfoldersCheckBox, 2, 0, 1, 2);

10 leftLayout->addWidget(tableWidget, 3, 0, 1, 2);

11 leftLayout->addWidget(messageLabel, 4, 0, 1, 2);

12 QVBoxLayout *rightLayout = new QVBoxLayout;

13 rightLayout->addWidget(findButton);

14 rightLayout->addWidget(stopButtpn);

15 rightLayout->addWidget(closeButton);

16 rightLayout->addStretch();

17 rightLayout->addWidget(helpButton);

18 QHBoxLayout *mainLayout = new QHBoxLayout;

19 mainLayout->addLayout(leftLayout);

20 mainLayout->addLayout(rightLayout);

21 setLayout(mainLayout);

22 setWindowTitle(tr("Find Files or Folders"));

23 }

Компоновка обеспечивается одним менеджером компоновки по горизонтали QHBoxLayout, одним менеджером компоновки в ячейках сетки QGridLayout и одним менеджером компоновки по вертикали QVBoxLayout. Менеджер QGridLayout слева и менеджер QVBoxLayout справа размещаются рядом внутри внешнего менеджера QHBoxLayout. Кромка по периметру диалогового окна и промежуток между дочерними виджетами устанавливаются в значения по умолчанию, которые зависят от текущего стиля виджета; они могут быть изменены, если использовать функции QLayout::setMargin() и QLayout::setSpacing().

Такое же диалоговое окно можно было бы создать с помощью визуальных средства разработки Qt Designer, задавая приблизительное положение дочерним виджетам, выделяя те, которые необходимо расположить рядом, и выбирая пункты меню Form | Lay Out Horizontally, Form | Lay Out Vertically или Form | Lay Out in a Grid. Мы использовали данный подход в главе 2 для создания диалоговых окон Go-to-Cell и Sort приложения Электронная таблица.

Рис. 6.3. Компоновка диалогового окна Find File.

Применение QHBoxLayout и QVBoxLayout достаточно очевидное, однако с QGridLayout дело обстоит несколько сложнее. Менеджер QGridLayout работает с двухмерной сеткой ячеек. Текстовая метка QLabel, расположенная в верхнем левом углу этого менеджера компоновки, имеет координаты (0, 0), a соответствующая строка редактирования QLineEdit имеет координаты (0, 1). Флажок QCheckBox размещается в двух столбцах; он занимает ячейки с координатами (2, 0) и (2, 1). Расположенные под ним объекты QTreeWidget и QLabel также занимают два столбца. Вызовы функции addWidget() имеют следующий формат:

layout->addWidget(виджeт, cтpoкa, cтoлбeц, колСтрок, колСтолбцов);

Здесь виджет является дочерним виджетом, который вставляется в менеджер компоновки, (строка, столбец) — коррдинаты верхней левой ячейки, занимаемой виджетом, колСтрок — количество строк, занимаемое виджетом, и колСтолбцов — количество столбцов, занимаемое виджетом. Если параметры колСтрок и колСтолбцов не заданы, они принимают значение по умолчанию, равное 1.

Вызов addStretch() говорит менеджеру компоновки о необходимости выделения свободного пространства в данной точке. Добавив элемент распорки, мы заставляем менеджер компоновки выделить дополнительное пространство между кнопкой Close и кнопкой Help. B Qt Designer мы можем добиться того же самого эффекта, вставляя распорку. Распорки в Qt Designer отображаются в виде синих «пружинок».

Помимо рассмотренных нами до сих пор случаев использование менеджеров компоновки дает дополнительные выгоды. Если мы добавляем виджет к менеджеру или убираем виджет из него, менеджер компоновки автоматически адаптируется к новой ситуации. То же самое происходит, если мы вызываем hide() или show() для дочернего виджета. Если идеальный размер дочернего виджета изменяется, компоновка автоматически перестраивается, учитывая новый идеальный размер. Кроме того, менеджеры компоновки автоматически устанавливают минимальный размер всей формы на основе минимальных размеров и идеальных размеров дочерних виджетов формы.

В представленных до сих пор примерах мы просто помещали виджеты в менеджеры и использовали распорки для выделения дополнительного пространства. Иногда этого недостаточно для того, чтобы компоновка приняла нужный нам вид. В таких ситуациях мы можем настроить компоновку, изменяя политику размеров и идеальные размеры размещаемых виджетов.

Политика размера виджета говорит системе компоновки, как его следует растягивать или сжимать. Qt обеспечивает разумные, принимаемые по умолчанию значения политик размеров для всех своих встроенных виджетов, но поскольку ни одно принимаемое по умолчанию значение не может учесть всевозможные варианты компоновки, все-таки обычной практикой для разработчиков является изменение политики размеров одного или двух виджетов формы. QSizePolicy имеет как горизонтальный, так и вертикальный компоненты. Ниже приводятся наиболее полезные значения:

• Fixed (фиксированное) означает, что виджет не может увеличиваться или сжиматься. Размер виджета всегда сохраняет значение его идеального размера;

• Minimum означает, что идеальный размер виджета является его минимальным размером. Размер виджета не может стать меньше идеального размера, но он может при необходимости вырасти для заполнения доступного пространства;

• Maximum означает, что идеальный размер виджета является его максимальным размером. Размер виджета может уменьшаться до его минимального идеального размера;

• Preferred (предпочитаемое) означает, что идеальный размервиджета является его предпочитаемым размером, но виджет может при необходимости сжиматься или растягиваться;

• Expanding (расширяемый) означает, что виджет может сжиматься или растягиваться, но впервую очередь он стремится увеличить свои размеры.

На рис. 6.4 приводится иллюстрация смысла различных политик размеров, причем в качестве примера здесь используется текстовая метка QLabel с текстом «Какой-то текст».

На рисунке политики Preferred и Expanding представлены одинаково. Так в чем же их отличие? При изменении размеров формы, содержащей одновременно виджеты с политикой размера Preferred и Expanding, дополнительное пространство отдается виджетам Expanding, а виджеты Preferred по-прежнему будут иметь свой идеальный размер.

Рис. 6.4. Смысл различных политик размеров.

Существует еще две политики размеров: MinimumExpanding и Ignored. Первая была необходима в некоторых редких случаях для старых версий Qt, но теперь она не применяется; предпочтительнее использовать политику Expanding и соответствующим образом переопределить функцию minimumSizeHint(). Последняя напоминает Expanding, но при этом игнорируется идеальный размер виджета и минимальный идеальный его размер.

Кроме горизонтального и вертикального компонентов политики размеров класс QSizePolicy хранит коэффициенты растяжения по горизонтали и вертикали. Эти коэффициенты растяжения могут использоваться для указания того, что различные дочерние виджеты могут растягиваться по-разному при расширении формы. Например, если QTreeWidget располагается над QTextEdit и мы хотим, чтобы QTextEdit был в два раза больше по высоте, чем QTreeWidget, мы можем установить коэффициент растяжения по вертикали для QTextEdit на значение 2, а тот же коэффициент для QTreeWidget — на значение 1.

Другой способ воздействия на компоновку заключается в установке минимального размера, максимального размера или фиксированного размера дочерних виджетов. Менеджер компоновки будет учитывать эти ограничения при компоновке виджетов. Но если этого недостаточно, мы можем всегда создать подкласс дочернего виджета и переопределить функцию sizeHint() для получения необходимого нам идеального размера.

Класс QStackedLayout (менеджер стековой компоновки) управляет компоновкой набора дочерних виджетов или «страниц», показывая в каждый конкретный момент только одну из них и скрывая от пользователя остальные. Сам менеджер QStackedLayout невидим и не содержит внутри себя средства для пользователя по изменению страницы. Показанные на рис. 6.5 небольшие стрелки и темно—серая рамка обеспечиваются Qt Designer, чтобы упростить применение этого менеджера компоновки при проектировании формы. Для удобства в Qt предусмотрен класс QStackedWidget, представляющий собой QWidget со встроенным QStackedLayout.

Рис. 6.5. QStackedLayout.

Страницы нумеруются с 0. Если мы хотим сделать какой-нибудь конкретный виджет видимым, мы можем вызвать функцию setCurrentIndex(), задавая номер страницы. Номер страницы дочернего виджета можно получить с помощью функции indexOf().

Рис. 6.6. Две страницы диалогового окна Preferences.

Показанное на рис. 6.6 диалоговое окно Preferences (настройка предпочтений) представляет собой пример использования QStackedLayout. Окно диалога состоит из виджета QListWidget слева и менеджера стековой компоновки QStackedLayout справа. Каждый элемент в списке QListWidget соответствует одной странице QStackedLayout. Ниже приводится соответствующий программный код конструктора этого диалогового окна:

01 PreferenceDialog::PreferenceDialog(QWidget *parent)

02 : QDialog(parent)

03 {

04 listWidget = new QListWidget;

05 listWidget->addItem(tr("Web Browser"));

06 listWidget->addItem(tr("Mail & News"));

07 listWidget->addItem(tr("Advanced"));

08 listWidget->addItem(tr("Appearance"));

09 stackedLayout = new QStackedLayout;

10 stacked Layout->addWidget(appearancePage);

11 stackedLayout->addWidget(webBrowserPage);

12 stackedLayout->addWidget(mailAndNewsPage);

13 stackedLayout->addWidget(advancedPage);

14 connect(listWidget, SIGNAL(currentRowChanged(int)).

15 stackedLayout, SLOT(setCurrentIndex(int)));

16 listWidget->setCurrentRow(0);

17 }

Мы создаем QListWidget и заполняем его названиями страниц. Затем мы создаем QStackedLayout и вызываем для каждой страницы функцию addWidget(). Мы связываем сигнал спискового виджета currentRowChanged(int) с setCurrentIndex(int) менеджера стековой компоновки для переключения страниц и вызываем функцию спискового виджета setCurrentRow() в конце конструктора, чтобы начать со страницы 0.

Подобные формы также очень легко создавать при помощи Qt Designer.

1. Создайте новую форму на основе шаблона «Dialog» или «Widget».

2. Добавьте в форму виджеты QListWidget и QStackedWidget.

3. Заполните каждую страницу дочерними виджетами и менеджерами компоновки. (Для создания новой страницы нажмите на правую кнопку мышки и выберите пункт меню Insert Page (вставить страницу); для перехода с одной страницы на другую щелкните по маленькой левой или правой стрелке, расположенной в верхнем правом углу виджета QStackedWidget.)

4. Расположите виджеты рядом, используя менеджер горизонтальной компоновки.

5. Подсоедините сигнал виджета списка элементов currentRowChanged(int) к слоту стекового виджета setCurrentIndex(int).

6. Установите значение свойства виджета списка элементов currentRow на 0.

Поскольку мы реализовали переключение страниц с помощью предварительно определенных сигналов и слотов, диалоговое окно будет правильно работать при предварительном просмотре в Qt Designer.

Разделитель QSplitter представляет собой виджет, который содержит другие виджеты. Виджеты в разделителе отделены друг от друга разделительными линиями. Пользователи могут изменять размеры дочерних виджетов разделителя посредством перемещения разделительных линий. Разделители могут часто использоваться в качестве альтернативы менеджерам компоновки, предоставляя пользователю больше возможностей по управлению компоновкой.

Рис. 6.7. Приложение Splitter.

Дочерние виджеты QSplitter автоматически располагаются рядом (или один под другим) в порядке их создания, причем между соседними виджетами размещаются разделительные линии. Ниже приводится программный код для создания представленного на рис. 6.7 окна:

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

02 {

03 QApplication app(argc, argv);

04 QTextEdit *editor1 = new QTextEdit;

05 QTextEdit *editor2 = new QTextEdit;

06 QTextEdit *editor3 = new QTextEdit;

07 QSplitter splitter(Qt::Horizontal);

08 splitter.addWidget(editor1);

09 splitter.addWidget(editor2);

10 splitter.addWidget(editor3);

11 splitter.show();

12 return app.exec();

13 }

Этот пример состоит из трех полей редактирования QTextEdit, расположенных горизонтально в виджете QSplitter. В отличие от менеджеров компоновки, которые просто размещают в форме дочерние виджеты, а сами не имеют визуального представления, QSplitter наследует QWidget и может использоваться как любой другой виджет.

Рис. 6.8. Виджеты приложения Splitter.

Можно обеспечить сложную компоновку путем применения вложенных горизонтальных и вертикальных разделителей QSplitter. Например, показанное на рис. 6.9 приложение Mail Client (почтовый клиент) состоит из горизонтального QSplitter, который содержит справа от себя вертикальный QSplitter.

Рис. 6.9. Приложение Mail Client в системе Mac OS X.

Ниже приводится программный код конструктора подкласса QMainWindow приложения Mail Client:

01 MailClient::MailClient()

02 {

03 …

04 rightSplitter = new QSplitter(Qt::Vertical);

05 rightSplitter->addWidget(messagesTreeWidget);

06 rightSplitter->addWidget(textEdit);

07 rightSplitter->setStretchFactor(1, 1);

08 mainSplitter = new QSplitter(Qt::Horizontal);

09 mainSplitter->addWidget(foldersTreeWidget);

10 mainSplitter->addWidget(rigntSplitter);

11 mainSplitter->setStretchFactor(1, 1);

12 setCentralWidget(mainSplitter);

13 setWindowTitle(tr("Mail Client"));

14 readSettings();

15 }

После создания трех виджетов, которые мы собираемся выводить на экран, мы создаем вертикальный разделитель rightSplitter и добавляем два виджета, которые мы собираемся отображать справа. Затем мы создаем горизонтальный разделитель mainSplitter и добавляем виджет, который мы хотим отображать слева, и rightSplitter, виджеты которого мы хотим показывать справа. Мы делаем mainSplitter центральным виджетом QMainWindow.

Когда пользователь изменяет размер окна, QSplitter обычно распределяет пространство таким образом, что относительные размеры дочерних виджетов остаются прежними. В примере приложения Mail Client нам не нужен такой режим работы; вместо этого мы хотим, чтобы QTreeWidget и QTableWidget сохраняли свои размеры, и мы хотим отдавать любое дополнительное пространство полю редактирования QTextEdit. Это достигается с помощью двух вызовов функции setStretchFactor(). В первом аргументе задается индекс дочернего виджета разделителя (индексация начинается с нуля), а во втором аргументе — коэффициент растяжения; по умолчанию используется 0.

Рис.6.10. Индексация разделителя в приложении Mail Client.

Первый вызов setStretchFactor() делаем для rightSplitter, устанавливая виджет в позицию 1 (textEdit) и коэффициент растяжения на 1. Второй вызов setStretcnFactor() делаем для mainSplitter, устанавливая виджет в позицию 1 (rightSplitter) и коэффициент растяжения на 1. Это обеспечивает получение всего дополнительного пространства полем редактирования textEdit.

При запуске приложения разделитель QSplitter задает дочерним виджетам соответствующие размеры на основе их первоначального размера (или на основе их идеального размера, если начальный размер не указан). Мы можем передвигать разделительные линии программно, вызывaя фyнкцию QSplitter::setSizes(). Класс QSplitter предоставляет также средство сохранения своего состояния и его восстановления при следующем запуске приложения. Ниже приводится функция writeSettings(), которая сохраняет настройки Mail Client:

01 void MailClient::writeSettings()

02 {

03 QSettings settings("Software Inc.", "Mail Client");

04 settings.beginGroup("mainWindow");

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

06 settings.setValue("mainSplitter", mainSplitter->saveState());

07 settings.setValue("rightSplitter", rightSplitter->saveState());

08 settings.endGroup();

09 }

Ниже приводится соответствующая функция по чтению настроек readSettings():

01 void MailClient::readSettings()

02 {

03 QSettings settings("Software Inc.", "Mail Client");

04 settings.beginGroup("mainWindow");

05 resize(settings.value("size", QSize(480, 360)).toSize());

06 mainSplitter->restoreState(

07 settings.value("mainSplitter").toByteArray());

08 rightSplitter->restoreState(

09 settings.value("rightSplitter").toByteArray());

10 settings.endGroup();

11 }

Разделитель QSplitter полностью поддерживается Qt Designer. Для размещения виджетов в разделителе поместите дочерние виджеты приблизительно в то место, где они должны находиться, выделите их и выберите пункт меню Form | Lay Out Horizontally in Splitter или Form | Lay Out Vertically in Splitter (Форма | Компоновка no roризонтали в разделитель или Форма | Компоновка по вертикали в разделитель).

Класс QScrollArea содержит область отображения, которую можно прокручивать, и две полосы прокрутки. Если мы хотим добавить в виджет полосы прокрутки, значительно проще использовать класс QScrollArea, чем создавать свои собственные экземпляры QScrollBar и самим реализовывать функциональность скроллинга.

Рис. 6.11. Виджеты, составляющие область с прокруткой QScrollArea.

Способ применения QScrollArea состоит в следующем: вызывается функция setWidget() с виджетом, к которому мы хотим добавить полосы прокрутки. QScrollArea автоматически делает этот виджет дочерним (если он еще не является таковым) по отношению к области отображения (он доступен при помощи функции QScrollArea::viewport()). Например, если мы хотим иметь полосы прокрутки вокруг виджета IconEditor, который мы разработали в главе 5, мы можем написать такую программу:

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

02 {

03 QApplication app(argc, argv);

04 IconEditor *iconEditor = new IconEditor;

05 iconEditor->setIconImage(QImage(":/images/mouse.png"));

06 QScrollArea scrollArea;

07 scrollArea.setWidget(iconEditor);

08 scrollArea.viewport()->setBackgroundRole(QPalette::Dark);

09 scrollArea.viewport()->setAutoFillBackground(true);

10 scrollArea.setWindowTitle(QObject::tr("Icon Editor"));

11 scrollArea.show();

12 return app.exec();

13 }

Рис. 6.12. Изменение размеров области с прокруткой QScrollArea.

QScrollArea при отображении виджета использует его текущий или идеальный размер, если размеры виджета еще ни разу не изменялись. Делая вызов setWidgetResizable(true), мы указываем QScrollArea на необходимость автоматического изменения размеров виджета, чтобы можно было воспользоваться любым дополнительным пространством за пределами его идеальных размеров.

По умолчанию полосы прокрутки видны на экране только в том случае, когда область отображения меньше дочернего виджета. Мы можем сделать полосы прокрутки постоянно видимыми при помощи установки следующих политик полос прокрутки:

scrollArea.setHorizontalScrollBarPolicy(Qt::ScrollBarAlwaysOn);

scrollArea.setVerticalScrollBarPolicy(Qt::ScrollBarAlwaysOn);

QScrollArea большую часть своей функциональности наследует от QAbstractScrollArea. Такие классы, как QTextEdit и QAbstractItemView (базовый класс для классов отображения элементов в Qt), являются производными от QAbstractScrollArea, поэтому нам не надо для них формировать оболочку из QScrollArea для получения полос прокрутки.

Прикрепляемыми являются виджеты, которые могут крепиться к определенным областям главного окна приложения QMainWindow или быть независимыми «плавающими» окнами. QMainWindow имеет четыре области крепления таких виджетов: одна сверху, одна снизу, одна слева и одна справа от центрального виджета. В таких приложениях, как Microsoft Visual Studio и Qt Linguist, широко используются прикрепляемые окна для обеспечения очень гибкого интерфейса пользователя. В Qt прикрепляемые виджеты представляют собой экземпляры класса QDockWidget.

Каждый прикрепляемый виджет имеет свой собственный заголовок, даже когда он прикреплен. Пользователи могут перемещать прикрепляемые окна с одного места крепления на другое, передвигая полосу заголовка. Они могут также отсоединять прикрепляемое окно от области крепления и сделать его независимым плавающим окном, располагая прикрепляемое окно вне областей крепления. Свободные плавающие прикрепляемые окна всегда находятся «поверх» их главного окна. Пользователи могут закрыть QDockWidget, щелкая по кнопке закрытия, расположенной в заголовке виджета. Любые комбинации этих возможностей можно отключать с помощью вызова QDockWidget::setFeatures().

Рис. 6.13. QMainWindow с прикрепленным виджетом.

В ранних версиях Qt панели инструментов рассматривались как прикрепляемые виджеты, использующие те же самые области крепления. Начиная с Qt 4 панели инструментов размещаются в собственных областях, расположенных по периметру центрального виджета (как показано на рис. 6.14), и они не могут открепляться. Если требуется иметь плавающую панель инструментов, можно просто поместить ее внутрь QDockWindow.

Рис. 6.14. Области крепления виджетов и области панелей инструментов QMainWindow.

Углы, обозначенные пунктирными линиями, могут принадлежать обеим соседним областям крепления. Например, мы могли бы верхний левый угол назначить левой области крепления с помощью вызова QMainWindow::setCorner(Qt::TopLeftCorner, Qt::LeftDockWidgetArea).

Следующий фрагмент программного кода показывает, как для существующего виджета (в данном случае для QTreeWidget) можно оформить оболочку в виде QDockWidget и вставить ее в правую область крепления:

QDockWidget *shapesDockWidget = new QDockWidget(tr("Shapes"));

shapesDockWidget->setWidget(treeWidget);

shapesDockWidget->setAllowedAreas(Qt::LeftDockWidgetArea

| Qt::RightDockWidgetArea);

addDockWidget(Qt::RightDockWidgetArea, shapesDockWidget);

В вызове setAllowedAreas() задаются допустимые области крепления прикрепляемого окна. В нашем случае мы позволяем пользователю перетаскивать прикрепляемое окно только в левую или правую область крепления, где имеется достаточно пространства по вертикали для его нормального отображения. Если допустимые области не задаются явно, пользователь может перетаскивать прикрепляемое окно в любую из четырех областей.

Ниже приводится фрагмент из конструктора подкласса QMainWindow, который показывает, как можно создавать панель инструментов, содержащую QComboBox, QSpinBox и несколько кнопок QToolButton:

QToolBar *fontToolBar = new QToolBar(tr("Font"));

fontToolBar->addWidget(familyComboBox);

fontToolBar->addWidget(sizeSpinBox);

fontToolBar->addAction(boldAction);

fontToolBar->addAction(italicAction);

fontToolBar->addAction(underlineAction);

fontToolBar->setAllowedAreas(Qt::TopToolBarArea

| Qt::BottomToolBarArea);

addToolBar(fontToolBar);

Если мы хотим сохранять позиции всех прикрепляемых виджетов и панелей инструментов, чтобы иметь возможность их восстановления при следующем запуске приложения, мы можем написать почти такой же программный код, как для сохранения состояния разделителя QSplitter, используя функции класса QMainWindow saveState() и restoreState():

01 void MainWindow::writeSettings()

02 {

03 QSettings settings("Software Inc.", "Icon Editor");

04 settings.beginGroup("mainWindow");

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

06 settings.setValue("state", saveState());

07 settings.endGroup();

08 }

09 void MainWindow::readSettings()

10 {

11 QSettings settings("Software Inc.", "Icon Editor");

12 settings.beginGroup("mainWindow");

13 resize(settings.value("size").toSize());

14 restoreState(settings.value("state").toByteArray());

15 settings.endGroup();

16 }

Наконец, QMainWindow обеспечивает контекстное меню, в котором представлены все прикрепляемые окна и панели инструментов. Используя это меню, пользователь может закрывать и восстанавливать прикрепляемые окна и панели инструментов.

Рис. 6.15. Контекстное меню QMainWindow.

Приложения, которые обеспечивают работу со многими документами в центральной области главного окна, называются приложениями с многодокументным интерфейсом или MDI—приложениями. В Qt MDI—приложения создаются с использованием в качестве центрального виджета класса QWorkspace и путем представления каждого документа в виде дочернего окна QWorkspace.

Обычно MDI—приложения содержат пункт главного меню Windows (окна) с командами по управлению окнами и их списком. Активное окно отмечается галочкой. Пользователь может сделать любое окно активным, щелкая по его названию в меню Windows.

В данном разделе для демонстрации способов создания приложения с интерфейсом MDI и способов реализации его меню Windows мы разработаем MDI—приложение Editor (редактор), показанное на рис. 6.16.

Рис. 6.16. MDI—приложение Editor.

Это приложение состоит из двух классов: MainWindow и Editor. Его программный код находится на компакт-диске, и поскольку большая часть его либо совпадает, либо очень похожа на программный код приложения Электронная таблица из части I, здесь мы представим только новый программный код.

Рис. 6.17. Меню MDI—приложения Editor.

Давайте начнем с класса MainWindow.

01 MainWindow::MainWindow()

02 {

03 workspace = new QWorkspace;

04 setCentralWidget(workspace);

05 connect(workspace, SIGNAL(windowActivated(QWidget *)),

06 this, SLOT(updateMenus()));

07 createActions();

08 createMenus();

09 createToolBars();

10 createStatusBar();

11 setWindowTitle(tr("MDI Editor"));

12 setWindowIcon(QPixmap(":/images/icon.png"));

13 }

В конструкторе MainWindow мы создаем виджет QWorkspace и делаем его центральным виджетом. Мы связываем сигнал windowActivated() класса QWorkspace со слотом, который мы будем использовать для обеспечения актуального состояния меню Window.

01 void MainWindow::newFile()

02 {

03 Editor *editor = createEditor();

04 editor->newFile();

05 editor->show();

06 }

Слот newFile() соответствует пункту меню File | New. Он зависит от закрытой функции createEditor(), создающей дочерний виджет Editor.

01 Editor *MainWindow::createEditor()

02 {

03 Editor *editor = new Editor;

04 connect(editor, SIGNAL(copyAvailable(bool)),

05 cutAction, SLOT(setEnabled(bool)));

06 connect(editor, SIGNAL(copyAvailable(bool)),

07 copyAction, SLOT(setEnabled(bool)));

08 workspace->addWindow(editor);

09 windowMenu->addAction(editor->windowMenuAction());

10 windowActionGroup->addAction(editor->windowMenuAction());

11 return editor;

12 }

Функция createEditor() создает виджет Editor и устанавливает два соединения «сигнал—слот». Эти соединения обеспечивают включение или выключение пунктов меню Edit | Cut и Edit | Copy в зависимости от наличия выделенной области текста.

Поскольку мы используем интерфейс MDI, может оказаться, что работа будет вестись одновременно с несколькими виджетами Editor. На это надо обратить внимание, поскольку мы заинтересованы в ответе на сигнал copyAvailable(bool), поступающий только от активного окна редактора Editor, но не от других окон. Но эти сигналы могут порождаться только активным окном, поэтому это практически не составляет проблему.

После настройки Editor мы добавляем QAction для представления окна в меню Window. Это действие обеспечивается классом Editor, который мы скоро рассмотрим. Мы также добавляем это действие в объект QActionGroup. QActionGroup гарантирует, что в любой момент времени оказывается отмеченной только одна строка меню Window.

01 void MainWindow::open()

02 {

03 Editor *editor = createEditor();

04 if (editor->open()) {

05 editor->show();

06 } else {

07 editor->close();

08 }

09 }

Функция open() соответствует пункту меню File | Open. Этот пункт меню создает Editor для нового документа и вызывает функцию open() для Editor. Имеет смысл выполнять файловые операции в классе Editor, а не в классе MainWindow, поскольку каждый Editor требует поддержки своего собственного состояния.

Если функция open() завершится неудачей, мы просто закроем редактор, поскольку пользователь уже будет уведомлен об ошибке. Мы не обязаны сами явно удалять объект Editor; это происходит автоматически при условии установки атрибута виджета Qt::WA_DeleteOnClose, что и делается в конструкторе Editor.

01 void MainWindow::save()

02 {

03 if (activeEditor()) {

04 activeEditor()->save();

05 }

06 }

Слот save() вызывает функцию Editor::save() для активного редактора, если таковой имеется. И снова программный код по выполнению реальной работы находится в классе Editor.

01 Editor *MainWindow::activeEditor()

02 {

03 return qobject_cast<Editor *>(workspace->activeWindow());

04 }

Закрытая функция activeEditor() возвращает активное дочернее окно в виде указателя типа Editor или нулевой указатель при отсутствии такого окна.

01 void MainWindow::cut()

02 {

03 if (activeEditor())

04 activeEditor()->cut();

05 }

Слот cut() вызывает функцию Editor::cut() для активного редактора. Мы не приводим слоты copy(), paste() и del(), потому что они имеют такой же вид.

01 void MainWindow::updateMenus()

02 {

03 bool hasEditor = (activeEditor() != 0);

04 bool hasSelection = activeEditor()

05 && activeEditor()->textCursor().hasSelection();

06 saveAction->setEnabled(hasEditor);

07 saveAsAction->setEnabled(hasEditor);

08 pasteAction->setEnabled(hasEditor);

09 cutAction->setEnabled(hasSelection);

10 copyAction->setEnabled(hasSelection);

11 closeAction->setEnabled(hasEditor);

12 closeAllAction->setEnabled(hasEditor);

13 tileAction->setEnabled(hasEditor);

14 cascadeAction->setEnabled(hasEditor);

15 nextAction->setEnabled(hasEditor);

16 previousAction->setEnabled(hasEditor);

17 separatorAction->setVisible (hasEditor);

18 if (activeEditor())

19 activeEditor()->windowMenuAction()->setChecked(true);

20 }

Слот updateMenus() вызывается всякий раз, когда окно становится активным (и когда закрывается последнее окно) для обновления системы меню благодаря помещенному нами в конструктор MainWindow соединению «сигнал—слот».

Большинство пунктов меню имеет смысл при существовании активного окна, поэтому мы их отключаем при отсутствии активного окна. В конце мы вызываем setChecked() для QAction, представляющего активное окно. Благодаря использованию QActionGroup нам не требуется явно сбрасывать флажок предьщущего активного окна.

01 void MainWindow::createMenus()

02 {

03 windowMenu = menuBar()->addMenu(tr("&Window"));

04 windowMenu->addAction(closeAction);

05 windowMenu->addAction(closeAllAction);

06 windowMenu->addSeparator();

07 windowMenu->addAction(tileAction);

08 windowMenu->addAction(cascadeAction);

09 windowMenu->addSeparator();

10 windowMenu->addAction(nextAction);

11 windowMenu->addAction(previousAction);

12 windowMenu->addAction(separatorAction);

13 }

Закрытая функция createMenus() заполняет меню Window командами. Здесь используются типичные для такого рода меню команды, и они легко реализуются с применением слотов closeActiveWindow(), closeAllWindows(), tile() и cascade() класса QWorkspace. Всякий раз, когда пользователь открывает новое окно, в меню Window добавляется список действий. (Это делается в функции createEditor(), которую мы видели.) При закрытии пользователем окна редактора соответствующий ему пункт в меню Window удаляется (поскольку его владельцем является это окно редактора), т.е. пункт меню удаляется из меню Window автоматически.

01 void MainWindow::closeEvent(QCloseEvent *event)

02 {

03 workspace->closeAllWindows();

04 if (activeEditor()) {

05 event->ignore();

06 } else {

07 event->accept();

08 }

09 }

Функция closeEvent() переопределяется для закрытия всех дочерних окон, обеспечивая получение всеми дочерними виджетами сигнала о возникновении события закрытия. Если один из дочерних виджетов «игнорирует» свое событие закрытия (прежде всего из-за того, что пользователь нажал кнопку отмены при выдаче соответствующего сообщения о «несохраненных изменениях»), мы игнорируем событие закрытия для MainWindow; в противном случае мы принимаем его, и в результате Qt закрывает окно. Если бы мы не переопределили функцию closeEvent() в MainWindow, у пользователя не было бы никакой возможности сохранения ни одного из несохраненных изменений.

Теперь мы закончили наш обзор MainWindow, и поэтому мы можем перейти к реализации класса Editor. Класс Editor представляет одно дочернее окно. Он наследует QTextEdit, который обеспечивает функциональность текстового редактора. Точно так же, как любой виджет, который может использоваться в качестве автономного окна, он может использоваться и в качестве дочернего окна в рабочем пространстве интерфейса MDI.

Ниже приводится определение класса:

01 class Editor : public QTextEdit

02 {

03 Q_OBJECT

04 public:

05 Editor(QWidget *parent = 0);

06 bool openFile(const QString &fileName);

07 bool save();

08 bool saveAs();

09 void newFile();

10 bool open();

11 protected:

12 QSize sizeHint() const;

13 QAction *windowMenuAction() const { return action; }

14 void closeEvent(QCloseEvent *event);

15 private slots:

16 void documentWasModified();

17 private:

18 bool okToContinue();

19 bool saveFile(const QString &fileName);

20 void setCurrentFile(const QString &fileName);

21 bool readFile(const QString &fileName);

22 bool writeFile(const QString &fileName);

23 QString strippedName(const QString &fullFileName);

24 QString curFile;

25 bool isUntitled;

26 QString fileFilters;

27 QAction *action;

28 }

Присутствующие в классе MainWindow приложения Электронная таблица четыре закрытые функции имеются также в классе Editor: okToContinue(), saveFile(), setCurrentFile() и strippedName().

01 Editor::Editor(QWidget *parent)

02 : QTextEdit(parent)

03 {

04 action = new QAction(this);

05 action->setCheckable(true);

06 connect(action, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(show()));

07 connect(action, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(setFocus()));

08 isUntitled = true;

09 fileFilters = tr("Text files (*.txt)\nAll files (*)");

10 connect(document(), SIGNAL(contentsChanged()),

11 this, SLOT(documentWasModified()));

12 setWindowIcon(QPixmap(":/images/document.png"));

13 setAttribute(Qt::WA_DeleteOnClose);

14 }

Сначала мы создаем действие QAction, представляющее редактор в меню приложения Window, и связываем его со слотами show() и setFocus().

Поскольку мы разрешаем пользователям создавать любое количество окон редактора, мы должны предусмотреть соответствующую систему их наименования, чтобы они отличались до первого их сохранения. Один из распространенных методов решения этой проблемы заключается в назначении имен с числами (например, document1.txt). Мы используем переменную isUntitled, чтобы отличить предоставляемые пользователем имена документов и сгенерированные программно.

Мы связываем сигнал текстового документа contentsChanged() c закрытым слотом documentWasModified(). Этот слот просто вызывает setWindowModified(true).

Наконец, мы устанавливаем атрибут Qt::WA_DeleteOnClose для предотвращения утечек памяти при закрытии пользователем окна Editor.

После выпрлнения конструктора мы ожидаем вызова либо функции newFile(), либо функции open().

01 void Editor::newFile()

02 {

03 static int documentNumber = 1;

04 curFile = tr("document%1.txt").arg(documentNumber);

05 setWindowTitle(curFile + "[*]");

06 action->setText(curFile);

07 isUntitled = true;

08 ++documentNumber;

09 }

Функция newFile() генерирует для нового документа имя типа document1.txt. Этот программный код помещен в функцию newFile(), a не в конструктор, поскольку мы не хотим использовать числа при вызове функции open() для открытия существующего документа во вновь созданном редакторе Editor. Поскольку переменная documentNumber объявлена как статическая, она совместно используется всеми экземплярами Editor.

Маркер «[*]» в заголовке окна указывает место, где мы хотим выдавать звездочку при несохраненных изменениях файла для платформ, отличных от Mac OS X. Мы рассматривали этот маркер в главе 3.

01 bool Editor::open()

02 {

03 QString fileName = QFileDialog::getOpenFileName(

04 this, tr("Open"), fileFilters);

05 if(fileName.isEmpty())

06 return false;

07 return openFile(fileName);

08 }

Функция open() пытается открыть сущеcтвующий файл при помощи функции openFile().

01 bool Editor::save()

02 {

03 if (isUntitled) {

04 return saveAs();

05 } else {

06 return saveFile(curFile);

07 }

Функция save() используёт переменную isUntitled для определения вида вызываемой функции saveFile() или saveAs().

01 void Editor::closeEvent(QCloseEvent *event)

02 {

03 if (okToContinue()) {

04 event->accept();

05 } else {

06 event->ignore();

07 }

08 }

Функция closeEvent() переопределяется, чтобы разрешить пользователю сохранить несохраненные изменения. Вся логика содержится в функции okToContinue(), которая выводит сообщение «Do you want to save your changes?» (Сохранить изменения?). Если функция okToContinue() возвращает true, мы обрабатывам событие закрытия; в противном случае мы «игнорируем» его и окно оставляем прежним.

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

02 {

03 curFile = fileName;

04 isUntitled = false;

05 action->setText(strippedName(curFile));

06 document()->setModified(false);

07 setWindowTitle(strippedName(curFile) + "[*]");

08 setWindowModified(false);

09 }

Функция setCurrentFile() вызывается из openFile() и saveFile() для обновления переменных curFile и isUntitled, установки текста заголовка окна и пункта меню, а также для установки значения флажка модификации документа на false. Всякий раз, когда пользователь изменяет текст в редакторе, объект базового класса QTextDocument генерирует сигнал contentsChanged() и устанавливает свой внутренний флажок модификации на значение true.

01 QSize Editor::sizeHint() const

02 {

03 return QSize(72 * fontMetrics().width('x'),

04 25 * fontMetrics().lineSpacing());

05 }

Функция sizeHint() возвращает размер, рассчитанный на основе ширины буквы «x» и высоты строки текста. QWorkspace использует идеальный размер в качестве начального размера окна.

Ниже приводится файл main.cpp MDI—приложения Editor:

01 #include <QApplication>

02 #include "mainwindow.h"

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

04 {

05 QApplication app(argc, argv);

06 QStringList args = app.arguments();

07 MainWindow mainWin;

08 if (args.count() > 1) {

09 for (int i = 1; i < args.count(); ++i)

10 mainWin.openFile(args[i]);

11 } else {

12 mainWin.newFile();

13 }

14 mainWin.show();

15 return app.exec();

16 }

Еслй пользователь задает в командной строке какие-нибудь файлы, мы пытаемся их загрузить, в противном случае мы начинаем работу с пустым документом. Такие характерные для Qt опции командной строки, как —style и —font (стиль и шрифт), автоматически убираются из списка аргументов конструктором QApplication. Поэтому, если мы напишем в командной строке

mdieditor -style motif readme.txt

QApplication::arguments() возвратит QStringList с двумя элементами («mdieditor» и «readme.txt»), а МDI—приложение Editor запустится с документом readme.txt.

Интерфейс MDI представляет собой один из способов работы одновременно со многими документами. В системе MacOS Х более предпочтителен подход, связанный с применением нескольких окон верхнего уровня. Этот подход рассматривается в разделе «Работа со многими документами» главы З.

События генерируются оконной системой или Qt в ответ на различные действия. Когда пользователь нажимает или отпускает клавишу или кнопку мышки, генерируется событие клавиши клавиатуры или кнопки мышки; когда окно впервые выводится на экран, генерируется событие рисования, указывая появившемуся окну на необходимость его прорисовки. Большинство событий генерируются в ответ на действия пользователя, но некоторые события, например, события таймера, генерируются самой системой и не зависят от действий пользователя.

При программировании в Qt нам редко приходится думать о событиях, поскольку виджеты Qt сами генерируют сигналы в ответ на любое существенное событие. События становятся полезными при создании нами своих сооственных виджетов, или когда мы хотим модифицировать поведение существующих виджетов Qt.

События не следует путать с сигналами. Как правило, сигналы полезны при uспользовании виджета, в то время как события полезны при реализации виджета. Например, при применении кнопки QPushButton мы больше заинтересованы в ее сигнале clicked(), чем в обработке низкоуровневых событий мышки или клавиатуры, сгенерировавших этот сигнал. Но если мы реализуем такой класс, как QPushButton, нам необходимо написать программный код для обработки событий мышки и клавиатуры и при необходимости сгенерировать сигнал clicked().

В Qt событие (event) — это объект, производный от QEvent. Qt обрабатывает более сотни типов событий, каждое из которых идентифицируется определенным значением перечисления. Например, QEvent::type() возвращает QEvent::MouseButtonPress для событий нажатия кнопки мышки.

Для событий многих типов недостаточно тех данных, которые могут храниться в простом объекте QEvent: например, для событий нажатия кнопки мышки необходимо иметь информацию о том, какая кнопка мышки привела к возникновению данного события, а также о том, где находился курсор мышкй в момент возникновения события. Эта дополнительная информация хранится в определенных подклассах QEvent, например, в QMouseEvent.

События уведомляют объекты о себе при помощи своих функций event(), унаследованных от класса QObject. Реализация event() в QWidget передает большинство обычных событий конкретным обработчикам событий, например mousePressEvent(), keyPressEvent() и paintEvent().

Мы уже ознакомились в предыдущих главах со многими обработчиками событий при реализации MainWindow, IconEditor и Plotter. Существует много других типов событий, приводимых в справочной документации по QEvent, и можно также самому создавать и генерировать события. В данной главе мы рассмотрим два распространенных типа событий, заслуживающих более детального обсуждения, а именно события клавиатуры и события таймера.

События клавиатуры обрабатываются путем переопределения функций keyPressEvent() и keyReleaseEvent(). Виджет Plotter переопределяет keyPressEvent(). Обычно нам требуется переопределить только keyPressEvent(), поскольку отпускание клавиш важно только для клавиш—модификаторов, то есть для клавиш Ctrl, Shift и Alt, а их можно проконтролировать в keyPressEvent() при помощи функции QKeyEvent::modifiers(). Например, если бы нам пришлось реализовывать виджет CodeEditor (редактор программного кода), общий вид его функции keyPressEvent() с различной обработкой клавиш Home и Ctrl+Home был бы следующим:

01 void CodeEditor::keyPressEvent(QKeyEvent *event)

02 {

03 switch (event->key()) {

04 case Qt::Key_Home:

05 if (event->modifiers() & Qt::ControlModifier) {

06 goToBeginningOfDocument();

07 } else {

08 goToBeginningOfLine();

09 }

10 break;

11 case Qt::Key_End:

12 …

13 default:

14 QWidget::keyPressEvent(event);

15 }

16 }

Клавиши Tab и Backtab (Shift+Tab) представляют собой особый случай. Они обрабатываются функцией QWidget::event() до вызова keyPressEvent() c установкой фокуса на следующий или предыдущий виджет в фокусной цепочке. Обычно нам нужен именно такой режим работы, но в виджете CodeEditor мы, возможно, предпочтем использовать клавишу табуляции Tab для обеспечения отступа в начале строки. Переопределение функции event() выглядело бы следующим образом:

01 bool CodeEditor::event(QEvent *event)

02 {

03 if (event->type() == QEvent::KeyFress) {

04 QKeyEvent *keyEvent = static_cast<QKeyEvent *>event;

05 if (keyEvent->key() == Qt::Key_Tab) {

06 insertAtCurrentPosition('\t');

07 return true;

08 }

09 }

10 return QWidget::event(event);

11 }

Если событие сгенерировано нажатием клавиши клавиатуры, мы преобразуем объект типа QEvent в QKeyEvent и проверяем, какая клавиша была нажата. Если это клавиша Tab, мы выполняем некоторую обработку и возвращаем true, чтобы уведомить Qt об обработке нами события. Если бы мы вернули false, Qt передала бы cобытие родительскому виджету.

Высокоуровневый метод обработки клавиш клавиатуры заключается в применении класса QAction. Например, если goToBeginningOfLine() и goToBeginningOfDocument() являются открытыми слотами виджета CodeEditor и CodeEditor применяется в качестве центрального виджета класса MainWindow, мы могли бы обеспечить обработку клавиш при помощи следующего программного кода:

01 MainWindow::MainWindow()

02 {

03 editor = new CodeEditor;

04 setCentralWidget(editor);

05 goToBeginningOfLineAction =

06 new QAction(tr("Go to Beginning of Line"), this);

07 goToBeginningOfLineAction->setShortcut(tr("Home"));

08 connect(goToBeginningOfLineAction, SIGNAL(activated()),

09 editor, SLOT(goToBeginningOfLine()));

10 goToBeginningOfDocumentAction =

11 new QAction(tr("Go to Beginning of Document"), this);

12 goToBeginningOfDocumentAction->setShortcut(tr("Ctrl+Home"));

13 connect(goToBeginningOfDocumentAction, SlGNAL(activated()),

14 editor, SLOT(goToBeginningOfDocument());

15 …

16 }

Это позволяет легко добавлять команды в меню или в панель инструментов, что мы видели в главе 3. Если команды не отображаются в интерфейсе пользователя, объект QAction можно заменить объектом QShortcut; этот класс используется в QAction для связывания клавиши клавиатуры со своим обработчиком.

По умолчанию связывание клавиши в виджете, выполненное с использованием QAction или QShortcut, будет постоянно действовать, пока активно окно, содержащее этот виджет. Это можно изменить с помощью вызова QAction::setShortcutContext() или QShortcut::setContext().

Другим распространенным типом события является событие таймера. Если большинство других событий возникают в результате действий пользователя, то события таймера позволяют приложениям выполнять какую-то обработку через определенные интервалы времени. События таймера могут использоваться для реализации мигающих курсоров и другой анимации или просто для обновления экрана.

Для демонстрации событий таймера мы реализуем виджет Ticker. Этот виджет отображает текстовый баннер, который сдвигается на один пиксель влево через каждые 30 миллисекунд. Если виджет шире текста, последний повторяется необходимое число раз и заполняет виджет по всей его ширине.

Рис. 7.1. Виджет Ticker.

Ниже приводится заголовочный файл:

01 #ifndef TICKER_H

02 #define TICKER_H

03 #include <QWidget>

04 class Ticker : public QWidget

05 {

06 Q_OBJECT

07 Q_PROPERTY(QString text READ text WRITE setText)

08 public:

09 Ticker(QWidget *parent = 0);

10 void setText(const QString &newText);

11 QString text() const { return myText; }

12 QSize sizeHint() const;

13 protected:

14 void paintEvent(QPaintEvent *event);

15 void timerEvent(QTimerEvent *event);

16 void showEvent(QShowEvent *event);

17 void hideEvent(QHideEvent *event);

18 private:

19 QString myText;

20 int offset;

21 int myTimerId;

22 };

23 #endif

Мы переопределяем в Ticker четыре обработчика событий, с тремя из которых мы до сих пор не встречались: timerEvent(), showEvent() и hideEvent().

Теперь давайте рассмотрим реализацию:

01 #include <QtGui>

02 #include "ticker.h"

03 Ticker::Ticker(QWidget *parent)

04 : QWidget(parent)

05 {

06 offset = 0;

07 myTimerId = 0;

08 }

Конструктор инициализирует смещение offset значением 0. Координата x начала вывода текста рассчитывается на основе значения offset. Таймер всегда имеет ненулевой идентификатор, поэтому мы используем 0, показывая, что таймер еще не запущен.

09 void Ticker::setText(const QString &newText)

10 {

11 myText = newText;

12 update();

13 updateGeometry();

14 }

Функция setText() ycтaнaвливaeт oтoбpaжaeмый тeкcт. Oнa вызывaeт update() для выдачи запроса на перерисовку и updateGeometry() для уведомления всех менеджеров компоновки, содержащих виджет Ticker, об изменении идеального размера.

15 QSizeTicker::sizeHint() const

16 {

17 return fontMetrics().size(0, text());

18 }

Функция sizeHint() возвращает в качестве идеального размера виджета размеры области, занимаемой текстом. Функция QWidget::fontMetrics() возвращает объект QFontMetrics, который можно использовать для получения информации относительно шрифта виджета. В данном случае мы определяем размер заданного текста. (В первом аргументе функции QFontMetrics::size() задается флажок, который не нужен для простых строк, поэтому мы просто передаем 0.)

19 void Ticker::paintEvent(QPaintEvent * /* event */)

20 {

21 QPainter painter(this);

22 int textWidth = fontMetrics().width(text());

23 if (textWidth < 1)

24 return;

25 int х= -offset;

26 while (x < width()) {

27 painter.drawText(x, 0, textWidth, height(),

28 Qt::AlignLeft | Qt::AlignVCenter, text());

29 x += textWidth;

30 }

31 }

Функция paintEvent() отображает текст при помощи функции QPainter::drawText(). Она использует функцию fontMetrics() для определения размера области, занимаемой текстом по горизонтали, и затем выводит текст столько раз, сколько необходимо для заполнения виджета по всей его ширине, учитывая значение смещения offset.

32 void Ticker::showEvent(QShowEvent * /* event */)

33 {

34 myTimerId = startTimer(30);

35 }

функция showEvent() запускает таймер. Вызов QObject::startTimer() возвращает число—идентификатор, которое мы можем использовать позже для идентификации таймера. QObject поддерживает несколько независимых таймеров, каждый из которых использует свой временной интервал. После вызова функции startTimer() Qt генерирует событие таймера приблизительно через каждые 30 миллисекунд, причем точность зависит от базовой операционной системы.

Мы могли бы функцию startTimer() вызвать в конструкторе Ticker, но мы экономим некоторые ресурсы за счет генерации Qt событий таймера только в тех случаях, когда виджет действительно видим.

36 void Ticker::timerEvent(QTimerEvent *event)

37 {

38 if (event->timerId() == myTimerId) {

39 ++offset;

40 if (offset >= fontMetrics().width(text()))

41 offset= 0;

42 scroll(-1, 0);

43 } else {

44 QWidget::timerEvent(event);

45 }

46 }

Функция timerEvent() вызывается системой в соответствующие моменты времени. Она увеличивает смещение offset на 1 для имитации движения по всей области вывода текста. Затем она перемещает содержимое виджета на один пиксель влево при помощи фyнкции QWidget::scroll(). Вполне достаточно было бы вызывать функцию update() вместо scroll(), но вызов функции scroll() более эффективен, потому что она просто перемещает существующие на экране пиксели и генерирует событие рисования для открывшейся области виджета (которая в данном случае представляет собой полосу шириной в один пиксель).

Если событие таймера не относится к нашему таймеру, мы передаем его дальше в наш базовый класс.

47 void Ticker::hideEvent(QHideEvent * /* event */)

48 {

49 killTimer(myTimerId);

50 }

Функция hideEvent() вызывает QObject::killTimer() для остановки таймера.

События таймера являются низкоуровневыми событиями, и если нам необходимо иметь несколько таймеров, это может усложнить отслеживание всех идентификаторов таймеров. В таких ситуациях обычно легче создавать для каждого таймера объект QTimer. QTimer генерирует через заданный временной интервал сигнал timeout(). QTimer также обеспечивает удобный интерфейс для однократных таймеров (то есть таймеров, которые срабатывают только один раз).

Одним из действительно эффективных средств в модели событий Qt является возможность с помощью некоторого экземпляра объекта QObject контролировать события другого экземпляра объекта QObject еще до того, как они дойдут до последнего.

Предположим, что наш виджет CustomerInfoDialog состоит из нескольких редакторов строк QLineEdit и мы хотим использовать клавишу Space (пробел) для передачи фокуса следующему QLineEdit. Такой необычный режим работы может оказаться полезным для разработки, предназначенной для собственных нужд, и когда пользователи имеют навык работы в таком режиме. Простое решение заключается в создании подкласса QLineEdit и переопределении фyнкции keyPressEvent() для вызова focusNextChild(), и оно выглядит следующим образом:

01 void MyLineEdit::keyPressEvent(QKeyEvent *event)

02 {

03 if (event->key()== Qt::Key_Space) {

04 focusNextChild();

05 } else {

06 QLineEdit::keyPressEvent(event);

07 }

08 }

Этот подход имеет один основной недостаток: если мы используем в форме несколько различных видов виджетов (например, QComboBox и QSpinBox), мы должны также создать их подклассы для обеспечения единообразного поведения. Лучшее решение заключается в перехвате виджетом CustomerInfoDialog событий нажатия клавиш клавиатуры своих дочерних виджетов и в обеспечении необходимого поведения в его программном коде. Это можно сделать при помощи фильтров событий. Настройка фильтров событий сострит из двух этапов:

1. Зарегистрируйте объект—перехватчик с целевым объектом посредством вызова функции installEventFilter() для целевого объекта.

2. Выполните обработку событий целевого объекта в функции eventFilter() перехватчика.

Регистрацию объекта контроля удобно выполнять в конструкторе CustomerInfoDialog:

01 CustomerInfoDialog::CustomerInfoDialog(QWidget *parent)

02 : QDialog(parent)

03 {

04 firstNameEdit->installEventFilter(this);

05 lastNameEdit->installEventFilter(this);

06 cityEdit->installEventFilter(this);

07 phoneNumberEdit->installEvehtFilter(this);

08 }

После регистрации фильтра события те из них, которые посылаются виджетам firstNameEdit, lastNameEdit, cityEdit и phoneNumberEdit, сначала будут переданы функции eventFilter() виджета CustomerInfoDialog и лишь затем дойдут по своему прямому назначению. (Если для одного объекта установлено несколько фильтров событий, они вызываются по очереди, начиная с установленного последним и последовательно возвращаясь к первому.)

Ниже приводится функция eventFilter(), которая перехватывает события:

01 bool CustomerInfoDialog::eventFilter(QObject *target, QEvent *event)

02 {

03 if (target == firstNameEdit || target == lastNameEdit

04 || target == cityEdit || target == phoneNumberEdit) {

05 if (event->type() == QEvent::KeyPress) {

06 QKeyEvent *keyEvent = static_cast<QKeyEvent *>(event);

07 if (keyEvent->key() == Qt::Key_Space) {

08 focusNextChild();

09 return true;

10 }

11 }

12 }

13 return QDialog::eventFilter(target, event);

14 }

Во-первых, мы проверяем, является ли целевой виджет строкой редактирования QLineEdit. Если событие вызвано нажатием клавиши клавиатуры, мы преобразуем его тип в QKeyEvent и проверяем, какая клавиша нажата. Если нажата клавиша пробела Space, мы вызываем функрию focusNextChild() для перехода фокуса на следующий виджет в фокусной цепочке и возвращаем true для уведомления Qt о завершении нами обработки события. Если бы мы вернули false, Qt отослала бы событие по его прямому назначению,что привело бы к вставке лишнего пробела в строку редактирования QLineEdit.

Если целевым виджетом не является QLineEdit или если событие не вызвано нажатием клавиши Space, мы передаем управление функции базового класса eventFilter(). Целевым виджетом мог бы быть также некоторый виджет, базовый класс которого QDialog осуществляет контроль. (В Qt 4.1 этого не происходит с QDialog. Однако другие классы виджетов в Qt, например QScrollArea, контролируют по различным причинам некоторые свои дочерние виджеты.)

Qt предусматривает пять уровней обработки и фильтрации событий:

1. Мы можем переопределять конкретный обработчик событий.

Переопределение таких обработчиков событий, как mousePressEvent(), keyPressEvent() и paintEvent(), представляет собой очень распространенный способ обработки событий. Мы уже видели много примеров такой обработки.

2. Мы можем переопределять функцию QObject::event().

Путем переопределения функции event() мы можем обрабатывать события до того, как они дойдут до обработчиков соответствующих событий. Этот подход очень хорош для изменения принятого по умолчанию поведения клавиши табуляции Tab, что было показано ранее. Он также используется для обработки редких событий, для которых не предусмотрены отдельные обработчики событий (например, QEvent::HoverEnter). При переопределении функции event() нам необходимо вызывать функцию базового класса event() для обработки тех событий, которые мы сами не обрабатываем.

3. Мы можем устанавливать фильтр событий для отдельного объекта QObject.

После регистрации объекта с помощью функции installEventFilter() все события целевого объекта сначала передаются функции контролирующего объекта eventFilter(). Если для одного объекта установлено несколько фильтров, они действуют поочередно, начиная с того, который установлен последним, и кончая тем, который установлен первым.

4. Мы можем устанавливать фильтр событий для объекта QApplication.

После регистрации фильтра для qApp (уникальный объект типа QApplication) каждое событие каждого объекта приложения передается функции eventFilter() до его передачи любым другим фильтрам событий. Этот подход очень удобен для отладки. Он может также использоваться для обработки событий мышки, посылаемых для отключенных виджетов, которые обычно отклоняются QApplication.

5. Мы можем создать подкласс QApplication и переопределить функцию notify().

Qt вызывает QApplication::notify() для генерации события. Переопределение этой функции представляет собой единственный способ получения доступа ко всем событиям до того, как ими займутся фильтры событий. Пользоваться фильтрами событий, как правило, удобнее, поскольку параллельно может существовать любое количество фильтров событий и только одна функция notify().

События многих типов, в том числе события мышки и клавиатуры, могут передаваться дальше по системе объектов приложения. Если событие не было обработано ни на пути к целевому объекту, ни самим целевым объектом, процесс обработки события повторяется, но теперь в качестве нового целевого объекта используется родительский объект. Этот процесс продолжается, управление передается от одного родительского объекта к другому до тех пор, пока либо событие не будет обработано, либо не будет достигнут объект самого верхнего уровня.

Рис. 7.2. Передача события в диалоговом окне.

На рис. 7.2 показано, как событие нажатия клавиши пересылается в диалоговом окне от дочернего объекта к родительскому. Когда пользователь нажимает клавишу на клавиатуре, сначала событие передается виджету, на котором установлен фокус — в данном случае это расположенный в нижнем правом углу флажок QCheckBox. Если QCheckBox не обрабатывает это событие, Qt передает его объекту QGroupBox и в конце концов объекту QDialog.

Когда мы вызываем QApplication::exec(), тем самым начинаем цикл обработки событий Qt. При запуске пpилoжeния Qt генерирует несколько событий для отображения на экране виджетов. После этого начинает выполняться цикл обработки событий: постоянно проверяется их возникновение, и эти события отправляются к объектам QObject данного приложения.

Во время обработки события могут генерироваться другие события, которые ставятся в конец очереди событий Qt. Если слишком много времени уходит на обработку одного события, интерфейс пользователя становится невосприимчивым к действиям пользователя. Например, любые сгенерированные оконной системой события во время сохранения файла на диск не будут обрабатываться до тех пор, пока весь файл не будет записан. В ходе записи файла приложение не будет отвечать на запросы оконной системы на перерисовку приложения.

Одно из решений заключается в применении многопоточной обработки: один процесс для работы с интерфейсом пользователя приложения и другой процесс для выполнения операции сохранения файла (или любой другой длительной операции). В этом случае интерфейс пользователя приложения сможет реагировать на события в процессе выполнения операции сохранения файла. Мы рассмотрим способы обеспечения такого режима работы в главе 18.

Более простое решение заключается в выполнении частых вызовов функции QApplication::processEvents() в программном коде сохранения файла. Данная функция говорит Qt о необходимости обработки ожидающих в очереди событий и затем возвращает управление вызвавшей ее функции. Фактически функция QApplication::exec() представляет собой не более чем вызов функции processEvents() в цикле while.

Ниже приводится пример того, как мы можем сохранить работоспособность интерфейса пользователя при помощи функции processEvents(), причем за основу взят программный код сохранения файла в приложении Spreadsheet:

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

02 {

03 QFile file(fileName);

04 …

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

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

07 QString str = formula(row, column);

08 if (!str.isEmpty())

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

10 }

11 qApp->processEvents();

12 }

13 return true;

14 }

При использовании этого метода существует опасность того, что пользователь может закрыть главное окно во время выполнения операции сохранения файла или даже выбрать повторно File | Save, что приведет к непредсказуемому результату. Наиболее простое решение заключается в замене вызова

qApp->processEvents();

на вызов

qApp->processEvents(QEventLoop::ExcludeUserInputEvents);

который указывает Qt на необходимость игнорирования событий мышки и клавиатуры.

Часто нам хочется показывать индикатор состояния процесса QProgressDialog в ходе выполнения продолжительной операции. QProgressDialog имеет полоску индикатора, информирующую пользователя о ходе выполнения операции приложением. QProgressDialog также содержит кнопку Cancel, которая позволяет пользователю прекратить выполнение операции. Ниже приводится программный код, применяющий данный подход при сохранении файла приложения Электронная таблица:

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

02 {

03 QFile file(fileName);

04 …

05 QProgressDialog progress(this);

07 progress.setLabelText(tr("Saving %1").arg(fileName));

08 progress.setRange(0, RowCount);

09 progress.setModal(true);

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

11 progress.setValue(row);

12 qApp->processEvents();

13 if (progress.wasCanceled()) {

14 file.remove();

15 return false;

16 }

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

18 QString str = formula(row, column);

19 if (!str.isEmpty())

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

21 }

22 }

23 return true;

24 }

Мы создаем QProgressDialog, в котором RowCount является общим количеством шагов. Затем при обработке каждой строки мы вызываем функцию setValue() для обновления состояния индикатора. QProgressDialog автоматически вычисляет процент завершения операции путем деления текущего значения индикатора на общее количество шагов. Мы вызываем функцию QApplication::processEvents() для обработки любых событий перерисовки либо нажатия пользователем кнопки мышки или клавиши клавиатуры (например, чтобы разрешить пользователю нажимать кнопку Cancel). Если пользователь нажимает кнопку Cancel, мы прекращаем операцию сохранения файла и удаляем файл.

Мы не вызываем для QProgressDialog функцию show(), так как индикатор состояния сам делает это. Если оказывается так, что операция выполняется быстро, прежде всего из-за малого размера файла или высокого быстродействия компьютера, QProgressDialog обнаружит это и вообще не станет выводить себя на экран.

Кроме многопоточности и применения QProgressDialog существует совершенно другой способ работы с продолжительными операциями. Вместо выполнения заданной обработки сразу по поступлении запроса пользователя мы можем отложить эту обработку до момента перехода приложения в состояние ожидания. Этим способом можно пользоваться в тех случаях, когда обработку можно легко прерывать и затем возобновлять, поскольку мы не можем предсказать, как долго приложение будет в состоянии ожидания.

В Qt этот подход можно реализовать путем применения 0—миллисекундного таймера. Таймеры этого типа paботают при отсутствии ожидающих событий. Ниже приводится пример реализации функции timerEvent(), которая демонстрирует обработку в состоянии ожидании:

01 void Spreadsheet::timerEvent(QTimerEvent *event)

02 {

03 if(event->timerId() == myTimerId) {

04 while (step < MaxStep &&

05 !qApp->hasPendingEvents()) {

06 performStep(step);

07 ++step;

08 }

09 } else {

10 QTableWidget::timerEvent(event);

11 }

12 }

Если фyнкция hasPendingEvents() возвращает true, мы останавливаем процесс и передаем управление обратно Qt. Этот процесс будет возобновлен после обработки Qt всех своих ожидающих событий.

Основу используемых в Qt средств графики 2D составляет класс QPainter (рисовальщик Qt). Этот класс может использоваться для рисования геометрически фигур (точек, линий, прямоугольников, эллипсов, дуг, сегментов и секторов окружности, многоугольников и кривых Безье), а также пиксельных карт, изображений и текста. Кроме того, QPainter поддерживает такие продвинутые функции, как сглаживание линий (antialiasing) при начертании фигур и букв в тексте, альфа—смешение (alpha blending), плавный переход цветов (gradient filling) и цепочки графических элементов (vector paths). QPainter также поддерживает преобразование координат, что делает графику 2D независимой от разрешающей способности.

QPainter может использоваться для вычерчивания на таких «устройствах рисования», как QWidget, QPixmap или QImage. QPainter удобно применять, когда мы программируем пользовательские виджеты или классы пользовательских графических элементов с особым внешним видом и режимом работы. Класс QPainter можно также использовать совместно с QPrinter для вывода графики на печатающее устройство и для генерации файлов PDF. Это значит, что во многих случаях мы можем использовать тот же самый программный код при отображении данных на экран и при получении напечатанных отчетов.

В качестве альтернативы классам QPainter можно использовать OpenGL. OpenGL является стандартной библиотекой графических средств 2D и 3D. Модуль QtOpenGL позволяет очень легко интегрировать OpenGL в приложения Qt.

Чтобы начать рисовать на устройстве рисования (обычно это виджет), мы просто создаем объект QPainter и передаем ему указатель на устройство. Например:

void MyWidget::paintEvent(QPaintEvent *event)

{

QPainter painter(this);

…

}

Мы можем рисовать различные фигуры, используя функции QPainter вида draw…(). На рис 8.1 приведены наиболее важные из них.

Рис. 8.1. Часто используемые функции draw…() рисовальщика QPainter.

Параметры настройки QPainter влияют на режим рисования. Некоторые из них устанавливаются на параметры настройки устройства, а другие инициализируются значениями по умолчанию. Тремя основными параметрами настройки рисовальщика являются перо, кисть и шрифт:

• Перо используется для отображения прямых линий и контуров фигур. Оно имеет цвет, толщину, стиль линии, стиль окончания линии и стиль соединения линий.

• Кисть представляет собой шаблон, который используется для заполнения геометрических фигур. Он обычно имеет цвет и стиль, но может также представлять собой текстуру (пиксельную карту, повторяющуюся бесконечно) или цветовой градиент.

• Шрифт используется для отображения текста. Шрифт имеет много атрибутов, в том числе название и размер.

Эти настройки можно в любое время модифицировать при помощи функций setPen(), setBrush() и setFont(), вызываемых для объектов QPen, QBrush или QFont.

Рис. 8.2. Стили окончания линий и стили соединения линий.

Рис. 8.3. Стили пера.

Рис. 8.4. Определенные в Qt стили кисти.

Рис. 8.5. Примеры геометрических фигур.

Давайте рассмотрим несколько примеров. Ниже приводится программный код для вычерчивания эллипса, показанного на рис. 8.5 (а):

QPainter painter(this);

painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);

painter.setPen(QPen(Qt::black, 12, Qt::DashDotLine, Qt::RoundCap));

painter.setBrush(QBrush(Qt::green, Qt::SolidPattern));

painter.drawEllipse(80, 80, 400, 240);

Вызов setRenderHint() включает режим сглаживания линий, указывая QPainter на необходимость использования по краям цветов различной интенсивности, чтобы уменьшить визуальное искажение, которое обычно заметно, когда края фигуры представляются пикселями. В результате края воспринимаются более ровными на тех платформах и устройствах, которые поддерживают эту функцию.

Ниже приводится программный код для вычерчивания сектора эллипса, показанного на рис. 8.5 (б):

QPainter painter(this);

painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);

painter.setPen(QPen(Qt::black, 15, Qt::SolidLine, Qt::RoundCap, Qt::MiterJoin));

painter.setBrush(QBrush(Qt::blue, Qt::DiagCrossPattern));

painter.drawPie(80, 80, 400, 240, 60 * 16, 270 * 16);

Два последних аргумента функции drawPie() задаются в шестнадцатых долях градуса.

Ниже приводится программный код для вычерчивания кривой Безье третьего порядка, показанной на рис. 8.5 (в):

QPainter painter(this);

painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);

QPainterPath path;

path.moveTo(80, 320);

path.cubicTo(200, 80, 320, 80, 480, 320);

painter.setPen(QPen(Qt::black, 8));

painter.drawPath(path);

Класс QPainterPath может определять произвольные фигуры векторной графики, соединяя друг с другом основные графические элементы: прямые линии, эллипсы, многоугольники, дуги, кривые Безье второго и третьего порядка и другие цепочки графических элементов рисовальщика (painter paths). Такие цепочки являются законченными элементарными рисунками в том смысле, что любая фигура или любая комбинация фигур может быть представлена в виде некоторой цепочки графических элементов.

Цепочка графических элементов определяет контур, а область внутри контура можно заполнить какой-нибудь кистью. В примере, представленном на рис. 8.5 (в), мы не задавали кисть, поэтому нарисован только контур.

В трех представленных выше примерах используются встроенные шаблоны кисти (Qt::SolidPattern, Qt::DiagCrossPattern и Qt::NoBrush). В современных приложениях градиентные заполнители являются популярной альтернативой однородным заполнителям. Цветовые градиенты основаны на интерполяции цветов, обеспечивающей сглаженные переходы между двумя или более цветами. Они часто применяются для получения эффекта трехмерности изображения, например стиль Plastique использует цветовые градиенты при воспроизведении кнопок QPushButton.

Qt поддерживает три типа цветовых градиентов: линейный, конический и радиальный. В примере таймера духовки, который приводится в следующем разделе, в одном виджете используется комбинация всех трех типов градиентов для того, чтобы изображение выглядело реалистически.

Рис. 8.6. Кисти QPainter с цветовыми градиентами.

• Линейные градиенты определяются двумя контрольными точками и рядом «цветовых отметок» на линии, соединяющей эти точки. Например, линейный градиент на рис. 8.6 создан при помощи следующего программного кода:

QLinearGradient gradient(50, 100, 300, 350);

gradient.setColorAt(0.0, Qt::white);

gradient.setColorAt(0.2, Qt::green);

gradient.setColorAt(1.0, Qt::black);

Мы задали три цвета в трех разных позициях между двумя контрольными точками. Позиции представляются в виде чисел с плавающей точкой в диапазоне между 0 и 1, где 0 соответствует первой контрольной точке, а 1 — последней контрольной точке. Цвет между этими позициями интерполируется.

• Радиальные градиенты определяются центральной точкой (х_с, у_с), радиусом r и точкой фокуса (x_f, y_f), которая дополняет цветовые метки. Центральная точка и радиус определяют окружность. Изменение цвета распространяется во все стороны из точки фокуса, которая может совпадать с центральной точкой или может быть любой другой точкой внутри окружности.

• Конические градиенты определяются центральной точкой (х_с, у_с) и углом α. Изменение цвета распространяется вокруг центральной точки подобно перемещению секундной стрелки часов.

До сих пор мы говорили о настройках пера, кисти и шрифта рисовальщика. QPainter имеет другие параметры настройки, влияющие на способ рисования фигур и текста:

• Кисть фона (background brush) используется для заполнения фона геометрических фигур (то есть под шаблоном кисти), текста или пиксельной карты, когда в качестве режима отображения фона задан Qt::OpaqueMode (непрозрачный режим) (по умолчанию используется режим Qt::TransparentMode — прозрачный).

• Исходная точка кисти (brush origin) задает точку начала отображения шаблона кисти, в качестве которой обычно используется точка верхнего левого угла виджета.

• Границы области рисования (clip region) определяют область рисования устройства. Операции рисования, которые выходят за пределы этой области, игнорируются.

• Область отображения, окно и универсальная матрица преобразования (viewport, window и world matfix) определяют способ перевода логических координат QPainter в физические координаты устройства рисования. По умолчанию системы логических и физических координат совпадают. Системы координат рассматриваются в следующем разделе.

• Режим композиции (composition mode) определяет способ взаимодействия новых выводимых пикселей с пикселями, уже присутствующими на устройстве рисования. По умолчанию используется режим «source over», при котором новые пиксели рисуются поверх существующих. Этот режим поддерживается только определенными устройствами, и он рассматривается позже в данной главе.

В любой момент времени мы можем сохранить в стеке текущее состояние рисовальщика, вызывая функцию save(), и восстановить его позже, вызывая функцию restore(). Это может быть полезно, если требуется временно изменить некоторые параметры настройки рисовальщика и затем их восстановить в прежние значения, как мы это увидим в следующем разделе.

В используемой по умолчанию координатной системе рисовальщика QPainter точка (0, 0) находится в левом верхнем углу устройства рисования; значение координат x увеличивается при перемещении вправо, а значение координат у увеличивается при перемещении вниз. Каждый пиксель занимает область 1 × 1 в координатной системе, применяемой по умолчанию.

Необходимо помнить об одной важной особенности: центр пикселя имеет «полупиксельные» координаты. Например, пиксель в верхнем левом углу занимает область между точками (0, 0) и (1, 1), а его центр находится в точке (0.5, 0.5). Если мы просим QPainter нарисовать пиксель, например, в точке (100, 100), его координаты будут смещены на величину +0.5 по обоим направлениям, и в результате нарисованный пиксель будет иметь центр в точке (100.5, 100.5).

На первый взгляд эта особенность представляет лишь теоретический интерес, однако она имеет важные практические последствия. Во-первых, смещение +0.5 действует только при отключении сглаживания линий (режим по умолчанию); если режим сглаживания линий включен и мы пытаемся нарисовать пиксель черного цвета в точке (100, 100), QPainter фактически выведет на экран четыре светло-серых пикселя в точках (99.5, 99.5), (99.5, 100.5), (100.5, 99.5) и (100.5, 100.5), чтобы создалось впечатление расположения пикселя точно в точке соприкосновения всех этих четырех пикселей. Если этот эффект нежелателен, его можно избежать, указывая полупиксельные координаты, например (100.5, 100.5).

При начертании таких фигур, как линии, прямоугольники и эллипсы, действуют аналогичные правила. На рис 8.7 показано, как изменяется результат вызова drawRect(2, 2, 6, 5) в зависимости от ширины пера, когда сглаживание линий отключено. В частности, важно отметить, что прямоугольник 6 × 5, вычерчиваемый пером с шириной 1, фактически занимает область размером 7 × 6. Это не делалось прежними инструментальными средствами, в том числе в ранних версиях Qt, но такой подход существенен для получения действительно масштабируемой, независимой от разрешающей способности векторной графики.

Рис. 8.7. Вычерчивание прямоугольника 6 × 5 при отсутствии сглаживания линий.

Теперь, когда мы ознакомились с используемой по умолчанию координатной системой, мы можем внимательно рассмотреть возможные ее изменения при использовании рисовальщиком QPainter области отображения, окна и универсальной матрицы преобразования. (В данном контексте термин «окно» не является обозначением окна виджета верхнего уровня, а термин «область отображения» никак нe связан с областью отображения QScrollArea.)

Термины «область отображения» и «окно» сильно связаны друг с другом. Область отображения является произвольным прямоугольником, заданным в физических координатах. Окно определяет такой же прямоугольник, но в логических координатах. При рисовании мы задаем координаты точек в логической системе координат, и эти координаты с помощью линейного алгебраического преобразования переводятся в физическую систему координат на основе текущих настроек связи «окно—область отображения».

По умолчанию область отображения и окно устанавливаются на прямоугольную область устройства рисования. Например, если этим устройством является виджет размером 320 × 200, область отображения и окно представляют собой одинаковый прямоугольник 320 × 200, верхний левый угол которого располагается в позиции (0, 0). В данном случае системы логических и физических координат совпадают.

Механизм «окно—область отображения» удобно применять для создания программного кода, который не будет зависеть от размера или разрешающей способности устройства рисования. Например, если мы хотим обеспечить логические координаты в диапазоне от (—50, —50) до (+50, +50) с (0, 0) в середине, мы можем задать окно следующим образом:

painter.setWindow(-50, -50, 100, 100):

Пара аргументов (—50, —50) задает начальную точку, а пара аргументов (100, 100) задает ширину и высоту. Это означает, что точка с логическими координатами (—50, —50) теперь соответствует точке с физическими координатами (0, 0), а точка с логическими координатами (+50, +50) соответствует точке с физическими координатами (320, 200). В этом примере мы не изменяли область отображения.

Рис. 8.8. Преобразование логических координат в физические координаты.

Теперь очередь дошла до универсальной матрицы преобразования. Эта матрица используется как дополнение к преобразованию «окно—область отображения». Она позволяет нам перемещать начало координат, изменять масштаб, поворачивать и обрезать графические элементы. Например, если бы нам понадобилось отобразить текст под углом 45°, мы бы использовали такой программный код:

QMatrix matrix;

matrix.rotate(45.0);

painter.setMatrix(matrix);

painter.drawText(rect, Qt::AlignCenter, tr("Revenue"));

Логические координаты, которые мы передаем функции drawText(), преобразуются при помощи универсальной матрицы и затем переводятся в физические координаты, используя связь «окно—область отображения».

Если мы задаем несколько преобразований, они осуществляются в порядке поступления. Например, если мы хотим использовать точку (10, 20) в качестве точки поворота, мы можем перенести начало координат окна, выполнить поворот и затем сделать обратный перенос начала координат окна, устанавливая его в прежнее положение.

QMatrix matrix;

matrix.translate(-10.0, -20.0);

matrix.rotate(45.0);

matrix.translate(+10.0, +20.0);

painter.setMatrix(matrix);

painter.drawText(rect, Qt::AlignCenter, tr("Revenue"));

Более удобно осуществлять преобразования путем применения соответствующих функций класса QPainter — translate(), scale(), rotate() и shear():

painter.translate(-10.0, -20.0);

painter.rotate(45.0);

painter.translate(+10.0, +20.0);

painter.drawText(rect, Qt::AlignCenter, tr("Revenue"));

Но если мы хотим регулярно делать одни и те же преобразования, то они будут выполняться более эффективно при их хранении в объекте QMatrix и затем применении универсальной матрицы преобразования для рисовальщика всякий раз, когда требуется выполнить преобразование.

Рис. 8.9. Виджет OvenTimer.

Для иллюстрации преобразования рисовальщика мы рассмотрим программный код виджета OvenTimer (таймер духовки), показанного на рис. 8.9. Виджет OvenTimer имитирует кухонные таймеры, которые широко использовались до того, как в духовках стали применяться встроенные часы. Пользователь может повернуть ручку и установить требуемую длительность. Диск переключателя автоматически поворачивается против часовой стрелки, пока не достигнет отметки 0, в результате чего OvenTimer генерирует сигнал timeout().

01 class OvenTimer : public QWidget

02 {

03 Q_OBJECT

04 public:

05 OvenTimer(QWidget *parent = 0);

06 void setDuration(int secs);

07 int duration() const;

08 void draw(QPainter *painter);

09 signals:

10 void timeout();

11 protected:

12 void paintEvent(QPaintEvent *event);

13 void mousePressEvent(QMouseEvent *event);

14 private:

15 QDateTime finishTime;

16 QTimer *updateTimer;

17 QTimer *finishTimer;

18 }

Класс OvenTimer наследует QWidget и переопределяет две виртуальные функции: paintEvent() и mousePressEvent().

const double DegreesPerMinute = 7.0;

const double DegreesPerSecond = DegreesPerMinute / 60;

const int MaxMinutes = 45;

const int MaxSeconds = MaxMinutes * 60;

const int UpdateInterval = 1;

Мы начнем с нескольких констант, управляющих внешним видом и режимом работы таймера духовки.

01 OvenTimer::OvenTimer(QWidget *parent)

02 : QWidget(parent)

03 {

04 finishTime = QDateTime::currentDateTime();

05 updateTimer = new QTimer(this);

06 connect(updateTimer, SIGNAL(timeouf()),

07 this, SLOT(update()));

08 finishTimer = new QTimer(this);

09 finishTimer->setSingleShot(true);

10 connect(finishTimer, SIGNAL(timeout()),

11 this, SIGNAL(timeout()));

12 connect(finishTimer, SIGNAL(timeout()),

13 updateTimer, SLOT(stop()));

14 }

В конструкторе мы создаем два объекта QTimer: updateTimer используется для обновления внешнего вида виджета через каждую секунду, a finishTimer генерирует сигнал виджета timeout() при достижении отметки 0. Объект finishTimer должен генерировать только один сигнал тайм-аута, поэтому мы вызываем setSingleShot(true); по умолчанию таймеры запускаются повторно, пока они не будут остановлены или не будут уничтожены. Последний вызов connect() является оптимизационным и обеспечивает прекращение обновления виджета каждую секунду, когда таймер неактивен.

01 void OvenTimer::setDuration(int secs)

02 {

03 if (secs > MaxSeconds) {

04 secs = MaxSeconds;

05 } else if (secs <= 0) {

06 secs = 0;

07 }

08 finishTime = QDateTime::currentDateTime().addSecs(secs);

09 if (secs > 0) {

10 updateTimer->start(UpdateInterval * 1000);

11 finishTimer->start(secs * 1000);

12 } else {

13 updateTimer->stop();

14 finishTimer->stop();

15 }

16 update();

17 }

Функция setDuration() выставляет таймер духовки, задавая требуемое количество секунд. Время окончания мы рассчитываем путем добавления продолжительности его работы к текущему времени, полученному функцией QDateTime::currentDateTime(), и сохраняем его в закрытой переменной finishTime. B конце мы вызываем update() для перерисовки виджета с новой продолжительностью работы.

Переменная finishTime имеет тип QDateTime. Поскольку она содержит дату и время, мы избегаем ошибки из-за смены суток, когда текущее время оказывается до полуночи, а время окончания — после полуночи.

01 int OvenTimer::duration() const

02 {

03 int secs = QDateTime::currentDateTime().

04 secsTo(finishTime);

05 if (secs < 0)

06 secs = 0;

07 return secs;

08 }

Функция duration() возвращает количество секунд, оставшееся до завершения работы таймера. Если таймер неактивен, мы возвращаем 0.

01 void OvenTimer::mousePressEvent(QMouseEvent *event)

02 {

03 QPointF point = event->pos() - rect().center();

04 double theta = atan2(-point.x(), -point.y()) * 180 / 3.14159265359;

05 setDuration(duration() + int(theta / DegreesPerSecond));

06 update();

07 }

Если пользователь щелкает по этому виджету, мы находим ближайшую метку, используя тонкую, но эффективную математическую формулу, а результат идет на установку новой продолжительности таймера. Затем мы генерируем событие перерисовки. Метка, по которой щелкнул пользователь, теперь будет располагаться сверху поворотного диска и будет поворачиваться против часовой стрелки до тех пор, пока не будет достигнуто значение 0.

01 void OvenTimer::paintEvent(QPaintEvent * /* event */)

02 {

03 QPainter painter(this);

04 painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);

05 int side = qMin(width(), height());

06 painter.setViewport((width() - side) / 2, (height() - side) / 2,

07 side, side);

08 painter.setWindow(-50, -50, 100, 100);

09 draw(&painter);

10 }

B paintEvent() мы устанавливаем область отображения на максимальный квадрат, который можно разместить внутри виджета, и мы устанавливаем окно на прямоугольник (—50, —50, 100, 100), то есть на прямоугольник с размерами 100 × 100, который покрывает пространство от точки (—50, —50) до точки (+50, +50). Шаблонная функция qMin возвращает наименьшее из двух значений аргументов. Затем мы вызываем функцию draw() для фактического вывода рисунка на экран.

Рис. 8.10. Вид виджета OvenTimer при трех различных размерах.

Если область отображения не была бы квадратом, таймер духовки принял бы форму эллипса, когда форма виджета перестанет быть квадратной после изменения его размеров. Чтобы избежать такой деформации, мы должны устанавливать область отображения и окно на прямоугольник с одинаковым соотношением сторон.

Теперь давайте рассмотрим программный код рисования:

01 void OvenTimer::draw(QPainter *painter)

02 {

03 static const int triangle[3][2] = {

04 { -2, -49 }, { +2, -49 }, { 0, -47 }

05 };

10 QPen thickPen(palette().foreground(), 1.5);

11 QPen thinPen(palette().foreground(), 0.5);

12 QColor niceBlue(150, 150, 200);

13 painter->setPen(thinPen);

14 painter->setBrush(palette().foreground());

15 painter->drawPolygon(QPolygon(3, &triangle[0][0]));

Мы начинаем с отображения маленького треугольника в позиции 0 в верхней части виджета. Этот треугольник задается в программе тремя фиксированными координатами, и мы используем функцию drawPolygon() для его воспроизведения.

Одно из удобств применения механизма «окно—область отображения» заключается в том, что мы можем при программировании в командах рисования жестко задавать координаты точек и тем не менее добиваться необходимого изменения размеров.

16 QConicalGradient coneGradient(0, 0, -90.0);

17 coneGradient.setColorAt(0.0, Qt::darkGray);

18 coneGradient.setColorAt(0.2, niceBlue);

19 coneGradient.setColorAt(0.5, Qt::white);

20 coneGradient.setColorAt(1.0, Qt::darkGray);

21 painter->setBrush(coneGradient);

22 painter->drawEllipse(-46, -46, 92, 92);

Мы рисуем внешнюю окружность и заполняем ее, используя конический градиент. Центр градиента находится в точке (0, 0), а его угол равен —90°.

23 QRadialGradient haloGradient(0, 0, 20, 0, 0);

24 haloGradient.setColorAt(0.0, Qt::lightGray);

25 haloGradient.setColorAt(0.8, Qt::darkGray);

26 haloGradient.setColorAt(0.9, Qt::white);

27 haloGradient.setColorAt(1.0, Qt::black);

28 painter->setPen(Qt::NoPen);

29 painter->setBrush(haloGradient);

30 painter->drawEllipse(-20, -20, 40, 40);

Мы заполняем внутреннюю окружность, используя радиальный градиент. Центр и фокус градиента располагаются в точке (0, 0). Радиус градиента равен 20.

31 QLinearGradient knobGradient(-7, -25, 7, -25);

32 knobGradient.setColorAt(0.0, Qt::black);

33 knobGradient.setColorAt(0.2, niceBlue);

34 knobGradient.setColorAt(0.3, Qt::lightGray);

35 knobGradient.setColorAt(0.8, Qt::white);

36 knobGradient.setColorAt(1.0, Qt::black);

37 painter->rotate(duration() * DegreesPerSecond);

38 painter->setBrush(knobGradient);

39 painter->setPen(thinPen);

40 painter->drawRoundRect(-7, -25, 14, 50, 150, 50);

41 for (int i = 0; i <= MaxMinutes; ++i) {

42 if (i % 5 == 0) {

43 painter->setPen(thickPen);

44 painter->drawLine(0, -41, 0, -44);

45 painter->drawText(-15, -41, 30, 25,

46 Qt::AlignHCenter | Qt::AlignTop,

47 QString::number(i));

48 } else {

49 painter->setPen(thinPen);

50 painter->drawLine(0, -42, 0, -44);

51 }

52 painter->rotate(-DegreesPerMinute);

53 }

54 }

Мы вызываем функцию rotate() для поворота системы координат рисовальщика. В старой системе координат нулевая отметка находилась сверху; теперь нулевая отметка перемещается для установки соответствующего времени, которое остается до срабатывания таймера. После каждого поворота мы снова рисуем ручку таймера, поскольку его ориентация зависит от угла поворота.

В цикле for мы рисуем минутные отметки по внешней окружности и отображаем количество минут через каждые 5 минутных меток. Текст размещается в невидимом прямоугольнике под минутной отметкой. В конце каждой итерации цикла мы поворачиваем рисовальщик по часовой стрелке на 7°, что соответствует одной минуте. При рисовании минутной отметки следующий раз она будет отображаться в другом месте окружности, хотя мы передаем одни и те же координаты функциям drawLine() и drawText().

В этом программном коде в цикле for имеется незаметная погрешность, которая быстро стала бы очевидной, если бы мы выполнили больше итераций. При каждом вызове rotate() мы фактически умножаем текущую универсальную матрицу преобразования на матрицу поворота, получая новую универсальную матрицу преобразования. Ошибка округления чисел с плавающей точкой еще больше увеличивает неточность универсальной матрицы преобразования. Ниже показан один из возможных способов решения этой проблемы путем перезаписи программного кода с использованием save() и restore() для сохранения и восстановления первоначальной матрицы преобразования на каждом шаге итерации:

41 for (int i = 0; i <= MaxMinutes; ++i) {

42 painter->save();

43 painter->rotate(-i * DegreesPerMinute);

44 if (i % 5 == 0) {

45 painter->setPen(thickPen);

46 painter->drawLine(0, -41, 0, -44);

47 painter->drawText(-15, -41, 30, 25,

48 Qt::AlignHCenter | Qt::AlignTop,

49 QString::number(i));

50 } else {

51 painter->setPen(thinPen);

52 painter->drawLine(0, -42, 0, -44);

53 }

54 painter->restore();

55 }

При другом способе реализации таймера духовки нам нужно было бы самим рассчитывать координаты (x, y), используя функции sin() и cos() для определения их позиции на окружности. Но тогда нам все же пришлось бы выполнять перенос и поворот системы координат для отображения текста под некоторым углом.

При рисовании мы можем столкнуться с необходимостью принятия компромиссных решений относительно скорости и точности. Например, в системах X11 и Mac OS X рисование по виджету QWidget или по пиксельной карте QPixmap основано на применении родного для платформы графического процессора (paint engine). В системе X11 это обеспечивает минимальную связь с Х—сервером; посылаются только команды рисования, а не данные реального изображения. Основным недостатком этого подхода является то, что возможности Qt ограничиваются родными для данной платформы средствами поддержки:

• в системе Х11 такие возможности, как сглаживание линий и поддержка дробных координат, доступны только в том случае, если Х—сервер использует расширение X Render;

• в системе Mac OS X родной графический процессор, обеспечивающий сглаживание линий, использует алгоритмы рисования многоугольников, которые отличаются от алгоритмов в X11 и Windows, что приводит к получению немного других результатов.

Когда точность важнее эффективности, мы можем рисовать по QImage и копировать результат на экран. В этом случае Qt всегда использует собственный внутренний графический процессор и результат на всех платформах получается идентичным. Единственное ограничение заключается в том, что QImage, по которому мы рисуем, должен создаваться с аргументом QImage::Format_RGB32 или QImage::Format_ARGB32_Premultiplied.

Второй формат почти идентичен обычному формату ARGB32 (0xaarrggbb); отличие в том, что красный, зеленый и синий компоненты «предварительно умножаются» на альфа—компонент. Это значит, что значения RGB, которые обычно находятся в диапазоне от 0x00 до 0xFF, теперь принимают значения от 0x00 до значения альфа-компонента. Например, синий цвет с прозрачностью 50% представляется значением 0x7F0000FF в формате ARGB32, но он имеет значение 0x7F00007F в формате ARGB32 с предварительным умножением компонент, и, аналогично, темно-зеленый цвет с прозрачностью 75% имеет значение 0x3F008000 в формате ARGB32 и значение 0x3F002000 в фopмaтe ARGB32 с предварительным умножением компонент.

Предположим, что мы хотим использовать сглаживание линий при рисовании виджета и нам нужно получить хорошие результаты даже в системах X11, которые не используют расширение X Render. Обработчик событий paintEvent(), предполагающий применение X Render для сглаживания линий, мог бы выглядеть следующим образом:

01 void MyWidget::paintEvent(QPaintEvent *event)

02 {

03 QPainter painter(this);

04 painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);

05 draw(&painter);

06 }

Ниже показано, как можно переписать виджетную функцию paintEvent() для применения независимого от платформы графического процессора Qt:

01 void MyWidget::paintEvent(QPaintEvent *event)

02 {

03 QImage image(size(), QImage::Format_ARGB32_Premultiplied);

04 QPainter imagePainter(&image);

05 imagePainter.initFrom(this);

06 imagePainter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);

07 imagePainter.eraseRect(rect());

08 draw(&imagePainter);

09 imagePainter.end();

10 QPainter widgetPainter(this);

11 widgetPainter.drawImage(0,0, image);

12 }

Мы создаем объект QImage с тем же размером, который имеет виджет, в формате ARGB32 с умножением компонент, и объект QPainter для рисования по изображению. Вызов initFrom() инициализирует в рисовальщике перо, фон и шрифт значениями, используемыми виджетом. Мы рисуем, используя QPainter как обычно, а в конце еще раз используем объект QPainter для копирования изображения на виджет.

Этот подход дает одинаково высококачественный результат на всех платформах, за исключением воспроизведения шрифта, что зависит от установленных в системе шрифтов.

Особенно эффективным средством графического процессора Qt является его поддержка режимов композиции. Эти режимы определяют способ слияния исходного и нового пикселя при рисовании. Это относится ко всем операциям рисования, в том числе относящимся к перу, кисти, градиенту и изображению.

Режимом композиции по умолчанию является QImage::CompositionMode_SourceOver, означающий, что исходный пиксель (тот, который рисуется в данный момент) налагается поверх существующего на изображении пикселя, причем альфа—компонент исходного пикселя определяет степень его прозрачности. На рис. 8.11 показан результат рисования полупрозрачной бабочки поверх тестового шаблона при использовании разных режимов.

Рис. 8.11. Режимы композиции QPainter.

Режимы композиции устанавливаются функцией QPainter::setCompositionMode(). Например, ниже показано, как можно создать объект QImage, объединяющий пиксели бабочки и тестового шаблона с помощью операции XOR:

QImage resultImage = checkerPatternImage;

QPainter painter(&resultImage);

painter.setCompositionMode(QPainter::CompositionMode_Xor);

painter.drawImage(0, 0, butterflyImage);

Следует иметь в виду, что операция QImage::CompositionMode_Xor применяется к альфа—компоненту. Это означает, что если мы применим операцию XOR при наложении белого цвета (0xFFFFFFFF) на белый цвет, мы получим прозрачный цвет (0х00000000), а не черный цвет(0хFF000000).

Вывод на печатающее устройство в Qt подобен рисованию по QWidget, QPixmap или QImage. Порядок действий при этом будет следующим:

1. Создайте в качестве устройства рисования объект QPrinter.

2. Выведите на экран диалоговое окно печати QPrintDialog, позволяя пользователю выбрать печатающее устройство и установить некоторые параметры печати.

3. Создайте объект QPainter для работы с QPrinter.

4. Нарисуйте страницу, используя QPainter.

5. Вызовите функцию QPrinter::newPage() для перехода на следующую страницу.

6. Повторяйте пункты 4 и 5 до тех пор, пока не будут распечатаны все страницы.

В операционных системах Windows и Mac OS X QPrinter использует системные драйверы принтеров. В системе Unix он формирует файл PostScript и передает его lp или lpr (или другой программе, установленной функцией QPrinter::setPrintProgram()). QPrinter может также использоваться для генерации файлов PDF, если вызвать setOutputFormat(QPrinter::PdfFormat).

Давайте начнем с рассмотрения какого-нибудь простого примера по распечатке одной страницы. Первый пример распечатывает объект QImage:

01 void PrintWindow::printImage(const Qlmage &image)

02 {

03 QPrintDialog printDialog(&printer, this);

04 if (printDialog.exec()) {

05 QPainter painter(&printer);

06 QRect rect = painter.viewport();

07 QSize size = image.size();

08 size.scale(rect.size(), Qt::KeepAspectRatio);

09 painter.setViewport(rect.x(). rect.y(), size.width(), size.height());

10 painter.setWindow (image.rect());

11 painter.drawImage(0, 0, image);

12 }

13 }

Рис. 8.12. Вывод на печатающее устройство объекта QImage.

Мы предполагаем, что класс PrintWindow имеет переменную—член printer типа QPrinter. Мы могли бы просто поместить QPrinter в стек в функции printImage(), но тогда не сохранялись бы настройки пользователя при переходе от одной печати к другой.

Мы создаем объект QPrintDialog и вызываем функцию exec() для вывода на экран диалогового окна печати. Оно возвращает true, если пользователь нажал кнопку OK; в противном случае оно возвращает false. После вызова функции exec() объект QPrinter готов для использования. (Можно также печатать, не используя QPrintDialog, а напрямую вызывая функции—члены класса QPrinter для подготовки печати.)

Затем мы создаем QPainter для рисования на QPrinter. Мы устанавливаем окно на прямоугольник изображения и область отображения на прямоугольник с тем же соотношением сторон, и мы рисуем изображение в позиции (0, 0).

По умолчанию окно QPrinter инициализируется таким образом, что разрешающая способность принтера будет аналогична разрешающей способности экрана (обычно она составляет примерно от 72 до 100 точек на дюйм), позволяя легко использовать для печати программный код по рисованию виджета. Здесь это не имеет значения, поскольку мы сами задали параметры нашего окна.

Вывод на печатающее устройство элементов, занимающих не более одной страницы, выполняется достаточно просто, но во многих приложениях приходится печатать несколько страниц. В таких случаях мы должны сначала нарисовать одну страницу и затем вызвать функцию newPage() для перехода на следующую страницу. Здесь возникает проблема определения того количества информации, которое будет печататься на одной странице. Существует два подхода при обработке многостраничных документов в Qt:

• Мы можем преобразовать наши данные в формат HTML и затем воспроизвести их с применением класса QTextDocument, процессора форматированного текста Qt.

• Мы можем выполнить рисование и разбивку на страницы вручную.

Мы рассмотрим по очереди оба подхода. В качестве примера мы распечатаем цветочный справочник: список названий цветов с текстовым описанием. Каждый элемент этого справочника представляется строкой формата «название: описание», например:

Miltonopsis santanae: Самый опасный вид орхидеи.

Поскольку данные каждого цветка представлены одной строкой, мы можем представить цветочный справочник при помощи одного объекта QStringList. Ниже приводится функция печати цветочного справочника, использующая процессор форматированного текста Qt:

01 void PrintWindow::printFlowerGuide(const QStringList &entries)

02 {

03 QString html;

04 foreach(QString entry, entries) {

05 QStringList fields = entry.split(": ");

06 QString title = Qt::escape(fields[0]);

07 QString body = Qt::escape(fields[1]);

08 html = "<table width=\"100%\" border=1 cellspacing=0>\n"

09 "<tr><td bgcolor=\"lightgray\"><font size=\"+1\">"

10 "<b><i>" + title + "</i></b></font>\n<tr><td>" + body"

11 + "\n</table>\n<br>\n";

12 }

13 printHtml(html);

14 }

На первом этапе QStringList преобразуется в формат HTML. Каждый цветок представляется таблицей HTML с двумя ячейками. Мы используем функцию Qt::escape() для замены специальных символов «&», «<», «>» на соответствующие элементы формата HTML(«&amp;», «&lt;», «&gt;»). Затем мы вызываем функцию printHtml() для печати текста.

01 void PrintWindow::printHtml(const QString &html)

02 {

03 QPrintDialog printDialog(&printer, this);

04 if (printDialog.exec()) {

05 QPainter painter(&printer);

06 QTextDocument textDocument;

07 textDocument.setHtml(html);

08 textDocument.print(&printer);

09 }

10 }

Функция printHtml() выводит диалоговое окно QPrintDialog и выполняет печать документа HTML. Она может без изменений повторно использоваться в любом приложении Qt для распечатки страниц произвольного текста в формате HTML.

Рис. 8.13. Вывод на печать цветочного справочника с применением QTextDocument.

Преобразование документа в формат HTML и использование QTextDocument для его распечатки являются самым удобным способом печати отчетов и других сложных документов. В тех случаях, когда требуется обеспечить больший контроль, мы можем вручную выполнить компоновку страниц и их рисование. Давайте теперь посмотрим, как можно напечатать цветочный справочник при помощи класса QPainter. Ниже приводится новая версия функции printFlowerGuide():

01 void PrintWindow::printFlowerGuide(const QStringList &entries)

02 {

03 QPrintDialog printDialog(&printer, this);

04 if (printDialog.exec()) {

05 QPainter painter(&printer);

06 QList<QStringList> pages;

07 paginate(&painter, &pages, entries);

08 printPages(&painter, pages);

09 }

10 }

После настройки принтера и построения объекта рисовальщика мы вызываем вспомогательную функцию paginate() для определения содержимого каждой страницы. В результате получается вектор списков QStringList, причем каждый список QStringList содержит элементы одной страницы. Результат мы передаем функции printPages().

Например, предположим, что цветочный справочник содержит всего 6 элементов, которые мы обозначим буквами А, Б, В, Г, Д и E. Теперь предположим, что имеется достаточно места для элементов А и Б на первой странице, В, Г и Д на второй странице и Е на третьей странице. Тогда список pages содержал бы список [А, Б] в элементе с индексом 0, список [В, Г, Д] в элементе с индексом 1 и список [E] в элементе с индексом 2.

01 void PrintWindow::paginate(QPainter *painter, QList<QStringList> *pages,

02 const QStringList &entries)

03 {

04 QStringList currentPage;

05 int pageHeight = painter->window().height() - 2 * LargeGap;

06 int у = 0;

07 foreach (QString entry, entries) {

08 int height = entryHeight(painter, entry);

09 if (у + height > pageHeight && !currentPage.empty()) {

10 pages->append(currentPage);

11 currentPage.clear();

12 y = 0;

13 }

14 currentPage.append(entry);

15 у += height + MediumGap;

16 }

17 if (!currentPage.empty())

18 pages->append(currentPage);

19 }

Функция paginate() распределяет элементы справочника цветов по страницам. Ее работа основана на применении функции entryHeight(), рассчитывающей высоту каждого элемента. Она также учитывает наличие сверху и снизу страницы полей с размером LargeGap.

Мы выполняем цикл по элементам и добавляем их в конец текущей страницы до тех пор, пока не окажется, что элемент не вмещается на страницу; затем мы добавляем текущую страницу в конец списка pages и начинаем формировать новую страницу.

01 int PrintWindow::entryHeight(QPainter *painter, const QString &entry)

02 {

03 int textWidth = painter->window().width() - 2 * SmallGap;

04 QString title = fields[0];

05 QString body = fields[1];

06 QStringList fields = entry.split(": ");

07 int maxHeight = painter->window().height();

08 painter->setFont(titleFont);

09 QRect titleRect = painter->boundingRect(0, 0, textWidth, maxHeight,

10 Qt::TextWordWrap, title);

11 painter->setFont(bodyFont);

12 QRect bodyRect = painter->boundingRect(0, 0, textWidth, maxHeight,

13 Qt::TextWordWrap, body);

14 return titleRect.height() + bodyRect.height() + 4 * SmallGap;

15 }

Функция entryHeight() использует QPainter::boundingRect() для вычисления размера области, занимаемой одним элементом по вертикали. На рис. 8.14 показана компоновка элементов одного цветка на странице и проиллюстрирован смысл констант SmallGap и MediumGap.

Рис. 8.14. Компоновка элементов справочника цветов на странице.

01 void PrintWindow::printPages(QPainter *painter,

02 const QList<QStringList> &pages)

03 {

04 int firstPage = printer.fromPage() - 1;

05 if (firstPage >= pages.size())

06 return;

07 if (firstPage == -1)

08 firstPage = 0;

09 int lastPage = printer.toPage() - 1;

10 if (lastPage == -1 || lastPage >= pages.size())

11 lastPage = pages.size() - 1;

12 int numPages = lastPage - firstPage + 1;

13 for (int i = 0; i < printer.numCopies(); ++i) {

14 for (int j = 0; j < numPages; ++j) {

15 if (i != 0 || j != 0)

16 printer.newPage();

17 int index;

18 if (printer.pageOrder() == QPrinter::FirstPageFirst) {

19 index = firstPage + j;

20 } else {

21 index = lastPage - j;

22 }

23 printPage(painter, pages[index], index + 1);

24 }

25 }

26 }

Функция printPages() предназначена для печати каждой страницы функцией printPage() с обеспечением правильного числа и правильной последовательности вызовов последней. Применяя QPrintDialog, пользователь может запросить распечатку нескольких копий, указать диапазон страниц или запросить распечатку страниц в обратной последовательности. Мы сами должны включать или отключать эти опции, используя функцию QPrintDialog::setEnabledOptions().

Мы начинаем с определения диапазона печати. Функции QPrinter fromPage() и toPage() возвращают заданные пользователем номера страниц или 0, если диапазон не указан. Мы вычитаем 1, потому что наш список страниц pages нумеруется с нуля, и устанавливаем переменные firstPage и lastPage (первая и последняя страницы) на охват всех страниц, если диапазон не задан пользователем.

Затем мы печатаем каждую страницу. Внешний цикл for определяется количеством копий, запрошенных пользователем. Большинство драйверов принтеров поддерживают печать нескольких копий, поэтому для них функция QPrinter::numCopies() всегда возвращает 1. Если драйвер принтера не может печатать несколько копий, numCopies() возвращает количество копий, запрошенное пользователем, и за печать этого количества копий отвечает приложение. (В примере с QImage, приведенном ранее в данном разделе, мы для простоты проигнорировали numCopies().)

Рис. 8.15 аналогичен 8.13.

Внутренний цикл for выполняется по всем страницам. Если страница не первая, мы вызываем newPage(), чтобы сбросить на печатающее устройство старую страницу и начать рисование новой страницы. Мы вызываем printPage() для распечатки каждой страницы.

01 void PrintWindow::printPage(QPainter *painter,

02 const QStringList &entries, int pageNumber)

03 {

04 painter->save();

05 painter->translate(0, LargeGap);

06 foreach (QString entry, entries) {

07 QStringList fields = entry.split(": ");

08 QString title = fields[0];

09 QString body = fields[1];

10 printBox(painter, title, titleFont, Qt::lightGray);

11 printBox(painter, body, bodyFont, Qt::white);

12 painter->translate(0, MediumGap);

13 }

14 painter->restore();

15 painter->setFont(footerFont);

16 painter->drawText(painter->window(),

17 Qt::AlignHCenter | Qt::AlignBottom,

18 QString::number(pageNumber));

19 }

Функция printPage() обрабатывает в цикле все элементы справочника цветов и печатает их при помощи двух вызовов функции printBox(): один для заголовка (название цветка) и другой для «тела» (описание цветка). Она также отображает номер страницы внизу по центру страницы.

01 void PrintWindow::printBox(QPainter *painter, const QString &str,

02 const QFont &font, const QBrush &brush)

03 {

04 painter->setFont(font);

05 int boxWidth = painter->window().width();

06 int textWidth = boxWidth - 2 * SmallGap;

07 int maxHeight = painter->window().height();

08 QRect textRect = painter->boundingRect(SmallGap, SmallGap,

09 textWidth, maxHeight, Qt::TextWordWrap, str);

10 int boxHeight = textRect.height() + 2 * SmallGap;

11 painter->setPen(QPen(Qt::black, 2, Qt::SolidLine));

12 painter->setBrush(brush);

13 painter->drawRect(0, 0, boxWidth, boxHeight);

14 painter->drawText(textRect, Qt::TextWordWrap, str);

15 painter->translate(0, boxHeight);

16 }

Рис. 8.16. Компоновка страницы справочника по цветам.

Функция printBox() вычерчивает контур блока, затем отображает текст внутри него.

OpenGL является стандартным программным интерфейсом, предназначенным для воспроизведения графики 2D и 3D. Приложения Qt могут отображать графику 3D, используя модуль QtOpenGL, который рассчитан на применение системной библиотеки OpenGL. При изложении данного раздела предполагается, что вы знакомы с OpenGL. Если вы не знакомы с OpenGL, хорошо начинать его изучение с посещения сайта http://www.opengl.org/.

Рис. 8.17. Приложение Тетраэдр.

Вывод графики при помощи OpenGL в приложении Qt выполняется достаточно просто: мы должны создать подкласс QGLWidget, переопределить несколько виртуальных функций и собрать приложение вместе с библиотеками QtOpenGL и OpenGL. Из-за того, что QGLWidget наследует QWidget, большая часть наших знаний остается применимой и здесь. Основное отличие заключается в том, что вместо QPainter для выполнения графических операций мы используем стандартные функции библиотеки OpenGL.

Для демонстрации этого подхода мы рассмотрим программный код приложения Тетраэдр, показанного на рис. 8.17. Это приложение отображает в пространстве тетраэдр или четырехгранник, грани которого имеют различные цвета. Пользователь может поворачивать тетраэдр, нажимая кнопку мышки и перемещая ее. Пользователь может задавать цвет поверхности грани путем двойного щелчка с последующим выбором цвета в диалоговом окне QColorDialog, которое выдается на экран.

01 class Tetrahedron : public QGLWidget

02 {

03 Q_OBJECT

04 public:

05 Tetrahedron(QWidget *parent = 0);

06 protected:

07 void initializeGL();

08 void resizeGL(int width, int height);

09 void paintGL();

10 void mousePressEvent(QMouseEvent *event);

11 void mouseMoveEvent(QMouseEvent *event);

12 void mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent *event);

13 private:

14 void draw();

15 int faceAtPosition(const QPoint &pos);

16 GLfloat rotationX;

17 GLfloat rotationY;

18 GLfloat rotationZ;

19 QColor faceColors[4];

20 QPoint lastPos;

21 }

Класс Tetrahedron наследует QGLWidget. Функции класса QGLWidget initializeGL(), resizeGL() и paintGL() переопределяются. Обработчики событий мышки класса QWidget переопределяются обычным образом.

01 Tetrahedron::Tetrahedron(QWidget *parent)

02 : QGLWidget(parent)

03 {

04 setFormat(QGLFormat(QGL::DoubleBuffer | QGL::DepthBuffer)

05 rotationX = -21.0;

06 rotationY = -57.0;

07 rotationZ = 0.0;

08 faceColors[0] = Qt::red;

09 faceColors[1] = Qt::green;

10 faceColors[2] = Qt::blue;

11 faceColors[3] = Qt::yellow;

12 }

В конструкторе мы вызываем функцию QGLWidget::setFormat() для установки контекста экрана OpenGL и инициализируем закрытые переменные этого класса.

01 void Tetrahedron::initializeGL()

02 {

03 qglClearColor(Qt::black);

04 glShadeModel(GL_FLAT);

05 glEnable(GL_DEPTH_TEST);

06 glEnable(GL_CULL_FACE);

07 }

Функция initializeGL() вызывается только один раз перед вызовом функции paintGL(). Именно в этом месте мы можем задавать контекст воспроизведения OpenGL, определять списки отображаемых элементов и выполнять остальную инициализацию.

Весь программный код является стандартным кодом OpenGL, за исключением вызовов функции qglClearColor() класса QGLWidget. Если бы мы захотели строго придерживаться стандартных возможностей OpenGL, мы вместо этого вызывали бы функцию glClearColor() при использовании режима RGBA и glClearIndex() при использовании режима индексированных цветов.

01 void Tetrahedron::resizeGL(int width, int height)

02 {

03 glViewport(0, 0, width, height);

04 glMatrixMode(GL_PROJECTION);

05 glLoadIdentity();

06 GLfloat x = GLfloat(width) / height;

07 glFrustum(-x, x, -1.0, 1.0, 4.0, 15.0);

08 glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

09 }

Функция resizeGL() вызывается один раз перед первым вызовом функции paintGL(), но после вызова функции initializeGL(). Oнa также всегда вызывается при изменении размера виджета. Именно в этом месте мы можем задавать область отображения OpenGL, ее проекцию и делать любые другие настройки, зависящие от размера виджета.

01 void Tetrahedron::paintGL()

02 {

03 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

04 draw();

05 }

Функция paintGL() вызывается всякий раз, когда необходимо перерисовать виджет. Это напоминает функцию QWidget::paintEvent(), но вместо функций класса QPainter здесь мы используем функции библиотеки OpenGL. Реальное рисование выполняется закрытой функцией draw().

01 void Tetrahedron::draw()

02 {

04 static const GLfloat P1[3]= { 0.0, -1.0, +2.0 };

05 static const GLfloat P2[3] = { +1.73205081, -1.0, -1.0 };

06 static const GLfloat P3[3] = { -1.73205081, -1.0, -1.0 };

07 static const GLfloat P4[3] = { 0.0, +2.0, 0.0 };

08 static const GLfloat * const coords[4][3] = {

09 { P1, P2, РЗ }, { P1, РЗ, P4 }, { P1, P4, P2 }, { P2, P4, РЗ }

10 };

11 glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

12 glLoadIdentity();

13 glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);

14 glRotatef(rotationX, 1.0, 0.0, 0.0);

15 glRotatef(rotationY, 0.0, 1.0, 0.0);

16 glRotatef(rotationZ, 0.0, 0.0, 1.0);

17 for (int i = 0; i < 4; ++i) {

18 glLoadName(i);

19 glBegin(GL_TRIANGLES);

20 qglColor(faceColors[i]);

21 for (int j = 0; j < 3; ++j) {

22 glVertex3f(coords[i][j][0],

23 coords[i][j][1], coords[i][j][2]);

24 }

25 glEnd();

26 }

27 }

В функции draw() мы рисуем тетраэдр, учитывая повороты по осям x, у и z, а также цвета в массиве faceColors. Везде вызываются стандартные функции библиотеки OpenGL, за исключением вызова qglColor(). Вместо этого мы могли бы использовать одну из функций OpenGL — glColor3d() или glIndex() — в зависимости от используемого режима.

01 void Tetrahedron::mousePressEvent(QMouseEvent *event)

02 {

03 lastPos = event->pos();

04 }

05 void Tetrahedron::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event)

06 {

07 GLfloat dx = GLfloat(event->x() - lastPos.x()) / width();

08 GLfloat dy = GLfloat(event->y() - lastPos.y()) / height();

09 if (event->buttons() & Qt::LeftButton) {

10 rotationX += 180 * dy;

11 rotationY += 180 * dx;

12 updateGL();

13 } else if (event->buttons() & Qt::RightButton) {

14 rotationX += 180 * dy;

15 rotationZ += 180 * dx;

16 updateGL();

17 }

18 lastPos = event->pos();

19 }

Функции класса QWidget mousePressEvent() и mouseMoveEvent() переопределяются, чтобы разрешить пользователю поворачивать изображение щелчком мышки и ее перемещением. Левая кнопка мышки позволяет пользователю поворачивать вокруг осей x и у, а правая кнопка мышки — вокруг осей x и z.

После модификации переменных rotationX и rotationY или rotationZ мы вызываем функцию updateGL() для перерисовки сцены.

01 void Tetrahedron::mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent *event)

02 {

03 int face = faceAtPosition(event->pos());

04 if (face != -1) {

05 QColor color = QColorDialog::getColor(faceColors[face], this);

06 if (color.isValid()) {

07 faceColors[face] = color;

08 updateGL();

09 }

10 }

11 }

Функция mouseDoubleClickEvent() класса QWidget переопределяется, чтобы разрешить пользователю устанавливать цвет грани тетраэдра с помощью двойного щелчка. Мы вызываем закрытую функцию faceAtPosition() для определения той грани, на которой находится курсор (если он вообще находится на какой-нибудь грани). При двойном щелчке по грани тетраэдра мы вызываем функцию QColorDialog::getColor() для получения нового цвета для этой грани. Затем мы обновляем массив цветов faceColors новым цветом, и мы вызываем функцию updateGL() для перерисовки экрана.

01 int Tetrahedron::faceAtPosition(const QPoint &pos)

02 {

03 const int MaxSize = 512;

04 GLuint buffer[MaxSize];

05 GLint viewport[4];

06 glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);

07 glSelectBuffer(MaxSize, buffer);

08 glRenderMode(GL_SELECT);

09 glInitNames();

10 glPushName(0);

11 glMatrixMode(GL_PROJECTION);

12 glPushMatrix();

13 glLoadIdentity();

14 gluPickMatrix(GLdouble(pos.x()),

15 GLdouble(viewport[3] - pos.y()),

16 5.0, 5.0, viewport);

17 GLfloat x = GLfloat(width()) / height();

18 glFrustum(-x, x, -1.0, 1.0, 4.0, 15.0);

19 draw();

20 glMatrixMode(GL_PROJECTION);

21 glPopMatrix();

22 if (!glRenderMode(GL_RENDER))

23 return -1;

24 return buffer[3];

25 }

Функция faceAtPosition() возвращает номер грани для заданной точки виджета или —1, если данная точка не попадает на грань. Программный код этой функции, выполненной с помощью средств OpenGL, немного сложен. Фактически мы переводим работу в режим GL_SELECT, чтобы воспользоваться возможностями OpenGL по идентификации элементов изображения, и затем получаем номер грани (ее «имя») из записи нажатия OpenGL.

Ниже приводится файл main.cpp:

01 #include <QApplication>

02 #include <iostream>

03 #include "tetrahedron.h"

04 using namespace std;

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

06 {

07 QApplication app(argc, argv);

08 if (!QGLFormat::hasOpenGL()) {

09 cerr << "This system has no OpenGL support" << endl;

10 return 1;

11 }

12 Tetrahedron tetrahedron;

13 tetrahedron.setWindowTitle(QObject::tr("Tetrahedron"));

14 tetrahedron.resize(300, 300);

15 tetrahedron.show();

16 return app.exec();

17 }

Если система пользователя не поддерживает OpenGL, мы выдаем на консоль сообщение об ошибке и сразу же возвращаем управление.

Для сборки приложения совместно с модулем QtOpenGL и системной библиотекой OpenGL файл .pro должен содержать следующий элемент:

QT += opengl

Этим заканчивается разработка приложения Тетраэдр. Более подробную информацию о модуле QtOpenGL вы найдете в справочной документации по классам QGLWidget, QGLFormat, QGLContext, QGLColormap и QGLPixelBuffer.

Технология «drag-and-drop» («перетащить и отпустить») является современным и интуитивным способом передачи информации внутри одного приложения или между разными приложениями. Она часто является дополнением к операциям с буфером обмена по перемещению и копированию данных.

В данной главе мы увидим, как можно добавить в приложение Qt возможность поддержки технологии «drag-and-drop» и как обрабатывать пользовательские форматы. Затем мы используем программный код этой технологии для реализации операций с буфером обмена. Такое повторное использование данного программного кода возможно благодаря тому, что оба механизма основаны на применении одного класса QMimeData — базового класса, обеспечивающего представление данных в нескольких форматах.

Технология «drag-and-drop» состоит из двух действий: перетаскивание «захваченных» объектов и их «освобождение». Виджеты в Qt могут использоваться в качестве переносимых объектов, в качестве места отпускания этих объектов или в обоих качествах.

В нашем первом примере мы показываем, как приложение Qt принимает объект, перенесенный из другого приложения. Приложение Qt представляет собой главное окно, использующее текстовый редактор QTextEdit в качестве центрального виджета. Когда пользователь переносит текстовый файл с рабочего стола компьютера или из проводника файловой системы и оставляет его в окне этого приложения, оно загружает файл в QTextEdit.

Ниже приводится пример определения класса MainWindow:

01 class MainWindow : public QMainWindow

02 {

03 Q_OBJECT

04 public:

05 MainWindow();

06 protected:

07 void dragEnterEvent(QDragEnterEvent *event);

08 void dropEvent(QDropEvent *event);

09 private:

10 bool readFile(const QString &fileName);

11 QTextEdit *textEdit;

12 }

Класс MainWindow переопределяет функции dragEnterEvent() и dropEvent() класса QWidget. Поскольку целью примера является демонстрация механизма «drag-and-drop», большая часть функциональности класса главного окна здесь не рассматривается.

01 MainWindow::MainWindow()

02 {

03 textEdit = new QTextEdit;

04 setCentralWidget(textEdit);

05 textEdit->setAcceptDrops(false);

06 setAcceptDrops(true);

07 setWindowTitle(tr("Text Editor"));

08 }

В конструкторе мы создаем QTextEdit и назначаем его в качестве центрального виджета. По умолчанию QTextEdit принимает переносимые текстовые объекты из других приложений, и если пользователь отпускает на этом виджете файл, имя этого файла будет вставлено в текст. Поскольку события отпускания объектов передаются от дочерних виджетов к родительским, отключая возможность отпускать переносимый объектв области отображения QTextEdit и включая ее для главного окна, мы получаем события отпускания объектов в MainWindow для всего главного окна.

01 voidMainWindow::dragEnterEvent(QDragEnterEvent *event)

02 {

03 if (event->mimeData()->hasFormat("text/uri-list"))

04 event->acceptProposedAction();

05 }

Функция dragEnterEvent() вызывается всякий раз, когда пользователь переносит объект на какой-нибудь виджет. Если мы вызываем функцию acceptProposedAction() при обработке этого события, мы указываем, что пользователь может отпустить переносимый объект в данном виджете. По умолчанию виджет не смог бы принять переносимый объект. Qt автоматически изменяет форму курсора для уведомления пользователя о возможности или невозможности приема объекта виджетом.

Здесь мы хотим позволить пользователю переносить файлы, но не более того. Для этого мы проверяем MIME—тип переносимого объекта. MIME—тип text/uri-list используется для хранения списка универсальных идентификаторов ресурсов (URI — universal resource identifier), в качестве которых могут выступать имена файлов, адреса URL (например, адресные пути HTTP и FTP) или идентификаторы других глобальных ресурсов. Стандартные типы MIME определяются Агентством по выделению имен и уникальных параметров протоколов сети Интернет (Internet Assigned Numbers Authority — IANA). Они состоят из типа и подтипа, разделенных слешем. Типы MIME используются буфером обмена и механизмом «drag-and-drop» для идентификации различных типов данных. Официальный список MIME—типов доступен по адресу http://www.iana.org/assignments/media-types/.

01 void MainWindow::dropEvent(QDropEvent *event)

02 {

03 QList<QUrl> urls = event->mimeData()->urls();

04 if (urls.isEmpty())

05 return;

06 QString fileName = urls.first().toLocalFile();

07 if (fileName.isEmpty())

08 return;

09 if (readFile(fileName))

10 setWindowTitle(tr("%1 -%2").arg(fileName)

11 .arg(tr("Drag File")));

12 }

Функция dropEvent() вызывается, когда пользователь отпускает объект на виджете. Мы вызываем функцию QMimeData::urls() для получения списка адресов QUrl. Обычно пользователи переносят одновременно только один файл, но возможен также перенос сразу нескольких выделенных файлов. Если имеется несколько URL или полученный URL оказывается нелокальным, мы немедленно возвращаем управление.

QWidget содержит также функции dragMoveEvent() и dragLeaveEvent(), но для большинства приложений не потребуется их переопределять.

Второй пример показывает, как следует инициировать перетаскивание объекта и принимать его после отпускания. Мы создадим подкласс QListWidget, который будет поддерживать механизм «drag-and-drop» и входить в приложение Project Chooser (составитель проектов), показанное на рис. 9.1.

Рис. 9.1. Приложение Project Chooser.

Приложение Project Chooser предоставляет пользователю два виджета со списками имен людей. Каждый список представляет проект. Пользователь может с помощью механизма «drag-and-drop» перевести человека из одного проекта в другой.

Программный код по обеспечению механизма «drag-and-drop» находится в подклассе QListWidget. Ниже приводится определение класса:

01 class ProjectListWidget : public QListWidget

02 {

03 Q_OBJECT

04 public:

05 ProjectListWidget(QWidget *parent= 0);

06 protected:

07 void mousePressEvent(QMouseEvent *event);

08 void mouseMoveEvent(QMouseEvent *event);

09 void dragEnterEvent(QDragEnterEvent *event);

10 void dragMoveEvent(QDragMoveEvent *event);

11 void dropEvent(QDropEvent *event);

12 private:

13 void startDrag();

14 QPoint startPos;

15 };

ProjectListWidget переопределяет пять обработчиков событий, которые объявлены в QWidget.

01 ProjectListWidget::ProjectListWidget(QWidget *parent)

02 : QListWidget(parent)

03 {

04 setAcceptDrops(true);

05 }

В конструкторе мы обеспечиваем возможность приема переносимого объекта в виджете со списком.

01 void ProjectListWidget::mousePressEvent(QMouseEvent *event)

02 {

03 if (event->button() == Qt::LeftButton)

04 startPos = event->pos();

05 QListWidget::mousePressEvent(event);

06 }

Когда пользователь нажимает левую кнопку мышки, мы сохраняем позицию мышки в закрытой переменной startPos. Мы вызываем определенную в классе QListWidget функцию mousePressEvent() для обеспечения обработки в QListWidget обычным образом события нажатия кнопкй мышки.

01 void ProjectListWidget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event)

02 {

03 if (event->buttons() & Qt::LeftButton) {

04 int distance = (event->pos() - startPos).manhattanLength();

05 if (distance >= QApplication::startDragDistance())

06 startDrag();

07 }

08 QListWidget::mouseMoveEvent(event);

09 }

Действие, при котором пользователь перемещает курсор мышки и одновременно держит нажатой левую кнопку, мы рассматриваем как начало перетаскивания объекта. Мы вычисляем расстояние между текущей позицией мышки и позицией нажатия левой кнопки мышки. Если это расстояние превышает рекомендованное в QApplication расстояние для регистрации начала перетаскивания (обычно 4 пикселя), мы вызываем закрытую функцию startDrag() для запуска процесса перетаскивания объекта. Это предотвращает инициирование процесса перетаскивания из-за дрожания руки пользователя.

01 void ProjectListWidget::startDrag()

02 {

03 QListWidgetItem *item = currentItem();

04 if (item) {

05 QMimeData *mimeData = new QMimeData;

06 mimeData->setText(item->text());

07 QDrag *drag = new QDrag(this);

08 drag->setMimeData(mimeData);

09 drag->setPixmap(QPixmap(":/images/реrson.png"));

10 if (drag->start(Qt::MoveAction) == Qt::MoveAction)

11 delete item;

12 }

13 }

В функции startDrag() мы создаем объект типа QDrag с указанием this в качестве родительского элемента. Объект QDrag хранит данные в объекте QMimeData. В нашем примере мы обеспечиваем данные типа text/plain, используя функцию QMimeData::setText(). Класс QMimeData содержит несколько функций, предназначенных для обработки наиболее распространенных типрв объектов переноса (изображений, адресов URL, цветов и т.д.); он может обрабатывать произвольные типы MIME, представленные массивами QByteArray. Вызов QDrag::setPixmap() задает пиктограмму, которая следует за курсором в процессе перетаскивания объекта.

Вызов функции QDrag::start() запускает операцию перетаскивания объекта и ждет, пока пользователь не отпустит перетаскиваемый объект или не отменит перетаскивание. В аргументе этой функции задается перечень поддерживаемых «операций перетаскивания» (Qt::CopyAction, Qt::MoveAction и Qt::LinkAction); она возвращает ту операцию перетаскивания, которая была выполнена (или Qt::IgnoreAction, если не было выполнено никакой операции). Тип выполняемой операции зависит от того, какие операции допускаются исходным виджетом, какие операции поддерживает целевой виджет и какие клавиши—модификаторы нажаты в момент отпуска переносимого объекта. После вызова этой функции Qt становится владельцем переносимого объекта и удалит его, когда он станет ненужным.

01 void ProjectListWidget::dragEnterEvent(QDragEnterEvent *event)

02 {

03 ProjectListWidget *source =

04 qobject_cast<ProjectListWidget *>(event->source());

05 if (source && source != this) {

06 event->setDropAction(Qt::MoveAction);

07 event->accept();

08 }

09 }

Виджет ProjectListWidget не только инициирует перенос объектов, он также является местом приема таких объектов, если они приходят от другого виджета ProjectListWidget того же самого приложения. QDragEnterEvent::source() возвращает указатель на виджет, который инициирует перенос, если этот виджет принадлежит тому же самому приложению; в противном случае он возвращает нулевой указатель. Мы используем qobject_cast<T>(), чтобы убедиться в инициировании переноса виджетом ProjectListWidget. Если все верно, мы указываем Qt на нашу готовность восприятия данного действия как переноса.

01 void ProjectListWidget::dragMoveEvent(QDragMoveEvent *event)

02 {

03 ProjectListWidget *source =

04 qobject_cast<ProjectListWidget *>(event->source());

05 if (source && source != this) {

07 event->setDropAction(Qt::MoveAction);

08 event->accept();

09 }

10 }

Программный код функции dragMoveEvent() идентичен тому, что мы делали в функции dragEnterEvent(). Он необходим, потому что нам приходится переопределять реализацию этой функции в классе QListWidget (в действительности в классе QAbstractItemView).

01 void ProjectListWidget::dropEvent(QDropEvent *event)

02 {

03 ProjectListWidget *source =

04 qobject_cast<ProjectListWidget *>(event->source());

05 if (source && source != this) {

06 addItem(event->mimeData()->text());

07 event->setDropAction(Qt::MoveAction);

08 event->accept();

09 }

10 }

В DropEvent() мы используем функцию QMimeData::text() для получения перенесенного текста и создаем элемент с этим текстом. Нам также необходимо воспринять данное событие как «операцию перетаскивания», чтобы указать исходному виджету на то, что он может теперь удалить первоначальную версию перенесенного элемента.

«Drag-and-drop» — мощный механизм передачи данных между приложениями. Однако в некоторых случаях его можно реализовать, не используя предусмотренные в Qt средства механизма «drag-and-drop». Если нам требуется переносить данные внутри одного виджета некоторого приложения, во многих случаях мы можем просто переопределить функции mousePressEvent() и mouseReleaseEvent().

До сих пор в представленных примерах мы полагались на поддержку QMimeData распространенных типов MIME. Так, мы вызывали QMimeData::setText() для создания объекта переноса текста и использовали QMimeData:urls() для получения содержимого объекта переноса типа text/uri-list. Если мы хотим перетаскивать обычный текст, текст в формате HTML, изображения, адреса URL или цвета, мы можем спокойно использовать класс QMimeData. Но если мы хотим перетаскивать пользовательские данные, необходимо сделать выбор между следующими альтернативами:

1. Мы можем обеспечить произвольные данные в виде массива QByteArray, используя функцию QMimeData::setData(), и извлекать их позже, используя функцию QMimeData::data().

2. Мы можем создать подкласс QMimeData и переопределить функции formats() и retrieveData() для обработки наших пользовательских типов данных.

3. Для выполнения операций механизма «drag-and-drop» в рамках одного приложения мы можем создать подкласс QMimeData и хранить данные в любых структурах данных.

Первый подход не требует никаких подклассов, но имеет некоторые недостатки: нам необходимо преобразбвать наши структуры данных в тип QByteArray, даже если переносимый объект не принимается, а если требуется обеспечить несколько MIME—типов, чтобы можно было хорошо взаимодействовать с самыми разными приложениями, нам придется сохранять несколько копий данных (по одной на каждый тип MIME). Если данные имеют большой размер, это может излишне замедлять работу приложения. При использовании второго и третьего подходов можно избежать или свести к минимуму эти проблемы. В этом случае мы получаем полное управление и можем использовать эти два подхода совместно.

Для демонстрации этих подходов мы покажем, как можно добавить возможности технологии «drag-and-drop» в виджет QTableWidget. Будет поддерживаться перенос следующих типов MIME: text/plain, text/html и text/csv. При применении первого подхода инициирование переноса выглядит следующим образом:

01 void MyTableWidget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event)

02 {

03 if (event->buttons() & Qt::LeftButton) {

04 int distance = (event->pos() - startPos).manhattanLength();

05 if(distance >= QApplication::startDragDistance())

06 startDrag();

07 }

08 QTableWidget::mouseMoveEvent(event);

09 }

10 void MyTableWidget::startDrag()

11 {

12 QString plainText= selectionAsPlainText();

13 if (plainText.isEmpty())

14 return;

15 QMimeData *mimeData = new QMimeData;

16 mimeData->setText(plainText);

17 mimeData->setHtml(toHtml(plainText));

18 mimeData->setData("text/csv", toCsv(plainText).toUtf8());

19 QDrag *drag = new QDrag(this);

20 drag->setMimeData(mimeData);

21 if (drag->start(Qt::CopyAction | Qt::MoveAction) == Qt::MoveAction)

22 deleteSelection();

23 }

Закрытая функция startDrag() вызывается из mouseMoveEvent() для инициирования переноса выделенной прямоугольной области. Мы устанавливаем типы MIME text/plain и text/html, используя функции setText() и setHtml(), а тип text/csv мы устанавливаем функцией setData(), которая принимает произвольный тип MIME и массив QByteArray. Программный код для функции selectionAsString() более или менее совпадает с кодом функции Spreadsheet::copy(), рассмотренной в главе 4.

01 QString MyTableWidget::toCsv(const QString &plainText)

02 {

03 QString result = plainText;

04 result.replace("\\", "\\\\");

05 result.replace("\"", "\\\"");

06 result.replace("\t", "\", \"")

07 result.replace("\n", "\"\n\"");

08 result.prepend("\"");

09 result.append("\"");

10 return result;

11 }

12 QString MyTableWidget::toHtml(const QString &plainText)

13 {

14 QString result = Qt::escape(plainText);

15 result.replace("\t", "<td>");

16 result.replace("\n", "\n<tr><td>");

17 result.prepend("<table>\n<tr><td>");

18 result.append("\n</table>");

19 return result;

20 }

Функции toCsv() и toHtml() преобразуют строку со знаками табуляции и конца строки в формат CSV (comma—separated values — значения, разделенные запятыми) и HTML соответственно. Например, данные

Red Green Blue

Cyan Yellow Magenta

преобразуются в

"Red", "Green", "Blue"

"Cyan", "Yellow", "Magenta"

или в

<table>

<tr><td>Red<td>Green<td>Blue

<tr><td>Cyan<td>Yellow<td>Magenta

</table>

Преобразование выполняется самым простым из возможных способов с применением функции QString::replace(). Для удаления специальных символов формата HTML мы используем функцию Qt::escape().

01 void MyTableWidget::dropEvent(QDropEvent *event)

02 {

03 if (event->mimeData()->hasFormat("text/csv")) {

04 QByteArray csvData = event->mimeData()->data("text/csv");

05 QString csvText = QString::fromUtf8(csvData);

06 …

07 event->acceptProposedAction();

08 } else if (event->mimeData()->hasFormat("text/plain")) {

09 QString plainText = event->mimeData()->text();

10 …

11 event->acceptProposedAction();

12 }

13 }

Хотя мы предоставляем данные в трех разных форматах, мы принимаем в dropEvent() только два из них. Если подьзователь переносит ячейки из таблицы QTableWidget в редактор HTML, нам нужно, чтобы ячейки были преобразованы в таблицу HTML. Но если пользователь переносит произвольный текст HTML в таблицу QTableWidget, мы не станем его принимать.

Для того чтобы этот пример заработал, нам потребуется также вызвать setAcceptDrops(true) и setSelectionMode(ContiguousSelection) в конструкторе MyTableWidget.

Теперь мы переделаем этот пример, но на этот раз мы создадим подкласс QMimeData, чтобы отложить или избежать (потенциально затратных) преобразований между элементами QTableWidgetltem и массивом QByteArray. Ниже приводится определение нашего подкласса:

01 class TableMimeData : public QMimeData

02 {

03 Q_OBJECT

04 public:

05 TableMimeData(const QTableWidget *tableWidget,

06 const QTableWidgetSelectionRange &range);

07 const QTableWidget *tableWidget() const

08 { return myTableWidget; }

09 QTableWidgetSelectionRange range() const { return myRange; }

10 QStringList formats() const;

11 protected:

12 QVariant retrieveData(const QString &format,

13 QVariant::Type preferredType) const;

14 private:

15 static QString toHtml(const QString &plainText);

16 static QString toCsv(const QString &plainText);

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

18 QString rangeAsPlainText() const;

19 const QTableWidget *myTableWidget;

20 QTableWidgetSelectionRange myRange;

21 QStringList myFormats;

22 };

Вместо реальных данных мы храним объект QTableWidgetSelectionRange, который определяет область переносимых ячеек и сохраняет указатель на QTableWidget. Функции formats() и retrieveData() класса QMimeData переопределяются.

01 TableMimeData::TableMimeData(const QTableWidget *tableWidget,

02 const QTableWidgetSelectionRange &range)

03 {

04 myTableWidget = tableWidget;

05 myRange = range;

06 myFormats << "text/csv" << "text/html" << "text/plain";

07 }

В конструкторе мы инициализируем закрытые переменные.

01 QStringList TableMimeData::formats() const

02 {

03 return myFormats;

04 }

Функция formats() возвращает список MIME—типов, находящихся в объекте MIME—данных. Последовательность форматов обычно несущественна, однако на практике желательно первыми указывать «лучшие» форматы. Приложения, поддерживающие несколько форматов, иногда будут использовать первый подходящий.

01 QVariant TableMimeData::retrieveData(const QString &format,

02 QVariant::Type preferredType) const

03 {

04 if (format == "text/plain") {

05 return rangeAsPlainText();

06 } else if (format =="text/csv") {

07 return toCsv(rangeAsPlainText()); }

08 else if (format == "text/html") {

09 return toHtml(rangeAsPlainText());

10 } else {

11 return QMimeData::retrieveData(format, preferredType);

12 }

13 }

Функция retrieveData() возвращает данные для заданного MIME—типа в виде объекта QVariant. Параметр format обычно содержит одну из строк, возвращенных функцией formats(), однако нам не следует на это рассчитывать, поскольку не все приложения проверяют MIME—тип на соответствие форматам функции formats(). Предусмотренные в классе QMimeData функции получения данных text(), html(), urls(), imageData(), colorData() и data() реализуются с помощью функции retrieveData().

Параметр preferredType определяет тип, который следует поместить в объект QVariant. Здесь мы его игнорируем и рассчитываем на то, что QMimeData преобразует при необходимости возвращенное значение в требуемый тип.

01 void MyTableWidget::dropEvent(QDropEvent *event)

02 {

03 const TableMimeData *tableData =

04 qobject_cast<const TableMimeData *>(event->mimeData());

05 if (tableData) {

06 const QTableWidget *otherTable = tableData->tableWidget();

07 QTableWidgetSelectionRange otherRange = tableData->range();

08 …

09 event->acceptProposedAction();

10 } else if (event->mimeData()->hasFormat("text/csv")) {

11 QByteArray csvData = event->mimeData()->data("text/csv");

12 QString csvText = QString::fromUtf8(csVData);

13 …

14 event->acceptProposedAction();

15 } else if (event->mimeData()->hasFormat("text/plain")) {

16 QString plainText = event->mimeData()->text();

17 …

18 event->acceptProposedAction();

19 }

20 QTableWidget::mouseMoveEvent(event);

21 }

Функция dropEvent() аналогична функции с тем же названием, которую мы рассматривали ранее в данном разделе, но на этот раз мы ее оптимизируем, делая вначале проверку возможности приведения типа QMimeData в тип TableMimeData. Если qobject_cast<T>() срабатывает, это значит, что перенос был инициирован виджетом MyTableWidget, расположенным в том же самом приложении, и мы можем получить непосредственный доступ к данным таблицы вместо того, чтобы пробираться сквозь программный интерфейс класса QMimeData. Если приведение типов оказывается неудачным, мы извлекаем данные стандартным способом.

В этом примере мы кодировали CSV—текст, используя кодировку UTF-8. Если бы мы хотели быть уверенными в применении правильной кодировки, мы могли бы использовать параметр charset в MIME—типе text/plain для явного задания типа кодировки. Ниже приводится несколько примеров:

text/plain; charset=US-ASCII

text/plain; charset=ISO-8859-1

text/plain; charset=Shift_JIS

text/plain; charset=UTF-8

Большинство приложений тем или иным образом используют встроенные в Qt средства работы с буфером обмена. Например, класс QTextEdit обеспечивает поддержку слотов cut(), copy() и paste(), а также клавиш быстрого вызова команд, и поэтому дополнительное программирование почти (или совсем) не требуется.

При создании нами собственных классов мы можем осуществлять доступ к буферу обмена с помощью функции QApplication::clipboard(), которая возвращает указатель на объект приложения QClipboard. Обработка системного буфера обмена выполняется просто: вызывайте функции setText(), setImage() или setPixmap() для помещения данных в буфер обмена, и функции text(), image() или pixmap() для считывания данных из буфера обмена. Мы уже приводили примеры работы с буфером обмена в приложении Электронная таблица из главы 4.

Для некоторых приложений может оказаться недостаточно встроенных функциональных возможностей. Например, нам могут потребоваться данные, которые не являются просто текстом или изображением, или мы захотим обеспечить работу с многими различными форматами данных с целью достижения максимальной совместимости с другими приложениями. Эта проблема очень напоминает ту, с которой мы столкнулись при обеспечении механизма «drag-and-drop», и решение также будет аналогичным: мы можем создать подкласс QMimeData и переопределить несколько виртуальных функций.

Если наше приложение поддерживает механизм «drag-and-drop» через пользовательский подкласс QMimeData, мы можем просто повторно использовать пользовательский подкласс QMimeData и помещать его в буфер обмена, используя функцию setMimeData(). Для получения данных мы можем вызвать функцию mimeData() для буфера обмена.

В системе X11, как правило, можно вставлять выделенные объекты нажатием средней кнопки мышки, которая имеет три кнопки. Это делается путем применения отдельной «выделенной области» буфера обмена. Если вам нужно,чтобы ваш виджет поддерживал такую операцию буфера обмена вместе со стандартными операциями, вы должны передавать QClipboard::Selection в качестве дополнительного аргумента в различных вызовах операций буфера обмена. Например, ниже приводится возможная реализация функции mouseReleaseEvent() текстового редактора, поддерживающего вставку по нажатии средней кнопки мышки.

01 void MyTextEditor::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event)

02 {

03 QClipboard *clipboard = QApplication::clipboard();

04 if (event->button() == Qt::MidButton

05 && clipboard->supportsSelection()) {

06 QString text = clipboard->text(QClipboard::Selection);

07 pasteText(text);

08 }

09 }

В системе X11 функция supportsSelection() возвращает true. На других платформах она возврашает false.

Если мы хотим получать уведомления о каждом изменении содержимого буфера обмена, мы можем соединить сигнал QClipboard::dataChanged() с пользовательским слотом.

Многие приложения позволяют пользователям выполнять поиск, просмотр и редактирование отдельных элементов, принадлежащих набору данных. Эти данные могут храниться в файлах, в базе данных или на сетевом сервере. Обычно работа с подобными наборами данных осуществляется в Qt с использованием классов отображения элементов.

В ранних версиях Qt виджеты отображения элементов заполнялись содержимым всего набора данных; пользователи обычно выполняли необходимые операции по поиску и редактированию данных, находящихся в виджете, в какой-то момент сделанные изменения записывались обратно в источник данных. Хотя этот метод вполне понятен и прост в применении, он не совсем подходит для очень больших наборов данных и для ситуаций, когда требуется отображать одни и те же данные в двух или более разных виджетах.

В языке Smalltalk получил популярность гибкий подход к визуальному отображению больших наборов данных: модель—представление—контроллер (model—view—controller — MVC). В подходе MVC модель представляет набор данных и отвечает за обеспечение отображаемых данных и за запись всех изменений в источник данных. Каждый тип набора данных имеет свою собственную модель, однако предоставляемый моделью программный интерфейс отображения элементов одинаков для наборов данных любого типа. Представление отвечает за то, как данные отображаются для пользователя. При использовании любого большого набора данных только ограниченная область данных будет видима в любой момент времени, поэтому только эти данные будут запрашиваться представлением. Контроллер — это посредник между пользователем и представлением; он преобразует действия пользователя в запросы по просмотру или редактированию данных, которые представление по мере необходимости передает в модель.

Рис. 10.1. Архитектура модель/представление в Qt.

В Qt используется вдохновленная подходом MVC архитектура модель/представление. Здесь модель имеет такие же функции, как и в классическом методе MVC. Но вместо контроллера в Qt используется немного другое понятие: делегат (delegate). Делегат обеспечивает более тонкое управление воспроизведением и редактированием элементов. Для каждого типа представления в Qt предусмотрен делегат по умолчанию. Для большинства приложений вполне достаточно пользоваться таким делегатом, поэтому обычно нам не приходится заботиться о нем.

Применяя архитектуру Qt модель/представление, мы можем использовать модели, которые представляют только те данные, которые действительно необходимы для отображения в представлении. Это значительно повышает скорость обработки очень больших наборов данных и уменьшает потребности в памяти по сравнению с подходом, требующим считывания всех данных. Связывая одну модель с двумя или более представлениями, мы можем предоставить пользователю возможность за счет незначительных дополнительных издержек просматривать данные и взаимодействовать с ними различными способами. Qt автоматически синхронизирует множественные представления данных — изменения в одном из представлений отражаются во всех других. Дополнительное преимущество архитектуры модель/представление проявляется в том, что если мы решаем изменить способ хранения исходных данных, нам просто потребуется изменить модель; представления по-прежнему будут работать правильно.

Во многих случаях пользователю необходимо работать только с относительно небольшим количеством элементов. В такой ситуации, как правило, мы можем использовать удобные классы Qt по отображению элементов (QListWidget, QTableWidget и QTreeWidget), непосредственно заполняя все элементы значениями. Эти классы работают подобно классам отображения элементов в предыдущих версиях Qt. Они хранят свои данные в «элементах» (например, QTableWidget содержит элементы QTableWidgetltem). При реализации этих удобных классов используются пользовательские модели, обеспечивающие появление требуемых элементов в представлениях.

Рис. 10.2. Одна модель может обслуживать несколько представлений.

При использовании больших наборов данных часто оказывается недопустимым дублирование данных. В этих случаях мы можем применять классы Qt по отображению элементов (QListView, QTableView и QTreeView) в сочетании с моделью данных, которой может быть как пользовательская модель, так и одна из заранее определенных в Qt моделей. Например, если набор данных хранится в базе данных, мы можем использовать QTableView в сочетании с QSqlTableModel.

Удобные Qt—подклассы отображения элементов обычно использовать проще, чем определять пользовательскую модель, и они особенно удобны, когда разделение модели и представления нам не дает преимущества. Мы использовали этот подход в главе 4, когда создавали подклассы QTableWidget и QTableWidgetItem для реализации функциональности электронной таблицы.

В данном разделе мы покажем, как можно применять удобные классы отображения элементов для вывода на экран элементов. В первом примере приводится используемый только для чтения виджет QListWidget, во втором примере — редактируемый QTableWidget и в третьем примере — используемый только для чтения QTreeWidget.

Мы начинаем с простого диалогового окна, которое позволяет пользователю выбрать из списка символ, используемый в блок-схемах программ. Каждый элемент состоит из пиктограммы, текста и уникального идентификатора.

Сначала покажем фрагмент заголовочного файла диалогового окна:

01 class FlowChartSymbolPicker : public QDialog {

02 Q_OBJECT

03 public:

04 FlowChartSymbolPicker(const QMap<int, QString> &symbolMap,

05 QWidget *parent = 0);

06 int selectedId() const { return id; }

07 void done(int result);

08 …

09 }

Рис. 10.3. Приложение Выбор символа блок—схемы (Flowchart Symbol Picker).

При создании диалогового окна мы должны передать его конструктору ассоциативный массив QMap<int, QString>, и после выполнения конструктора мы можем получить идентификатор выбранного элемента (или —1, если пользователь ничего не выбрал), вызывая selectedId().

01 FlowChartSymbolPicker::FlowChartSymbolPicker(

02 const QMap<int, QString> &symbolMap, QWidget *parent)

03 : QDialog(parent)

04 {

05 id = -1;

06 listWidget = new QListWidget;

07 listWidget->setIconSize(QSize(60, 60));

08 QMapIterator<int, QString> i(symbolMap);

09 while (i.hasNext()) {

10 i.next();

11 QListWidgetItem *item = new QListWidgetItem(i.value(),

12 listWidget);

13 item->setIcon(iconForSymbol(i.value()));

14 item->setData(Qt::UserRole, i.key());

15 …

16 }

17 }

Мы инициализируем id (идентификатор последнего выбранного элемента) значением —1. Затем мы конструируем QListWidget — удобный виджет отображения элементов. Мы проходим в цикле по всем элементам ассоциативного массива символов блок—схемы symbolMap и для каждого создаем объект QListWidgetItem. Конструктор QListWidgetItem принимает выводимую на экран строку QString и родительский виджет QListWidget.

Затем задаем пиктограмму элемента и вызываем setData() для сохранения в QListWidgetItem идентификатора элемента. Закрытая функция iconForSymbol() возвращает QIcon для заданного имени символа.

QListWidgetItem может выступать в разных ролях, каждой из которых соответствует определенный объект QVariant. Самыми распространенными ролями являются Qt::DisplayRole, Qt::EditRole и Qt::IconRole, и для них предусмотрены удобные функции по установке и получению их значений (setText(), setIcon()), но имеется также несколько других ролей. Кроме того, мы можем определить пользовательские роли, задавая числовое значение, равное или большее, чем Qt::UserRole. В нашем примере мы используем Qt::UserRole при сохранении идентификатора каждого элемента.

В непоказанной части конструктора создаются кнопки, выполняется компоновка виджетов и задается заголовок окна.

01 void FlowChartSymbolPicker::done(int result)

02 {

03 id = -1;

04 if (result == QDialog::Accepted) {

05 QListWidgetItem *item = listWidget->currentItem();

06 if (item)

07 id = item->data(Qt::UserRole).toInt();

08 }

09 QDialog::done(result);

10 }

Функция done() класса QDialog переопределяется. Она вызывается при нажатии пользователем кнопок ОК или Cancel. Если пользователь нажимает кнопку OK, мы получаем доступ к соответствующему элементу и извлекаем идентификатор, используя функцию data(). Если бы нас интересовал текст элемента, мы могли бы его получить с помощью вызова item->data(Qt::DisplayRole).toString() или более простого вызова item->text().

По умолчанию QListWidget используется только для чтения. Если бы мы хотели разрешить пользователю редактировать элементы, мы могли бы соответствующим образом установить переключатели редактирования представления, используя QAbstractItemView::setEditTriggers(), например QAbstractItemView::AnyKeyPressed означает, что пользователь может инициировать редактирование элемента, просто начав вводить символы с клавиатуры. Можно было бы поступить по-другому и предусмотреть кнопку редактирования Edit (и, возможно, кнопки добавления и удаления Add и Delete) и связать их со слотами, чтобы можно было программно управлять операциями редактирования.

Теперь, когда мы увидели, как можно использовать удобный класс отображения элементов для просмотра и выбора данных, мы рассмотрим пример, в котором можно редактировать данные. Мы снова используем диалоговое окно, представляющее на этот раз набор точек с координатами (x, у), которые может редактировать пользователь.

Рис. 10.4. Приложение Редактор координат.

Как и в предыдущем примере, мы основное внимание уделим программному коду, относящемуся к представлению элементов, и начнем с конструктора.

01 CoordinateSetter::CoordinateSetter(QList<QPointF> *coords,

02 QWidget *parent)

03 : QDialog(parent)

04 {

05 coordinates = coords;

06 tableWidget = new QTableWidget(0, 2);

07 tableWidget->setHorizontalHeaderLabels(

08 QStringList() << tr("X") << tr("Y"));

09 for (int row = 0; row < coordinates->count(); ++row) {

10 QPointF point = coordinates->at(row);

11 addRow();

12 tableWidget->item(row, 0)->setText(

13 QString::number(point.x()));

14 tableWidget->item(row, 1)->setText(

15 QString::number(point.y()));

16 }

17 …

18 }

Конструктор QTableWidget принимает начальное число строк и столбцов таблицы, выводимой на экран. Каждый элемент в QTableWidget представлен объектом QTableWidgetltem, включая элементы заголовков строк и столбцов. Функция setHorizontalHeaderLabels() задает заголовки всем столбцам, используя соответствующий текст из переданного списка строк. По умолчанию QTableWidget обеспечивает заголовки строк числовыми метками, начиная с 1; именно это нам и нужно, поэтому нам не приходится задавать вручную заголовки строк.

После создания и центровки заголовков столбцов мы в цикле просматриваем все переданные нам данные с координатами. Для каждой пары (x, у) мы создаем два элемента QTableWidgetItem, соответствующие координатам x и у. Эти элементы добавляются в таблицу, используя функцию QTableWidget::setItem(), в аргументах которой кроме самого элемента задаются его строка и столбец.

По умолчанию виджет QTableWidget разрешает редактирование. Пользователь может редактировать любую ячейку таблицы, установив на нее курсор и нажав F2 или просто вводя текст с клавиатуры. Все сделанные пользователем изменения автоматически сохранятся в элементах QTableWidgetltem. Запретить редактирование мы можем с помощью вызова setEditTriggers(QAbstractItemView::NoEditTriggers).

01 void CoordinateSetter::addRow()

02 {

03 int row = tableWidget->rowCount();

04 tableWidget->insertRow(row);

05 QTableWidgetltem *item0 = new QTableWidgetltem;

06 item0->setTextAlignment(Qt::AlignRight | Qt::AlignVCenter);

07 tableWidget->setItem(row, 0, item0);

08 QTableWidgetltem *item1 = new QTableWidgetltem;

09 item1->setTextAlignment(Qt::AlignRight | Qt::AlignVCenter);

10 tableWidget->setItem(row, 1, item1);

11 tableWidget->setCurrentItem(item0);

12 }

Слот addRow() вызывается, когда пользователь щелкает по кнопке Add Row (добавить строку). Мы добавляем в конец таблицы новую строку, используя insertRow(). Если пользователь попытается отредактировать какую-нибудь ячейку новой строки, QTableWidget автоматически создаст новый объект QTableWidgetItem.

01 void CoordinateSetter::done(int result)

02 {

03 if (result == QDialog::Accepted) {

04 coordinates->clear();

05 for (int row = 0; row < tableWidget->rowCount(); ++row) {

06 double x = tableWidget->item(row, 0)->text().toDouble();

07 double у = tableWidget->item(row, 1)->text().toDouble();

08 coordinates->append(QPointF(x, y));

09 }

10 }

11 QDialog::done(result);

12 }

Наконец, когда пользователь нажимает кнопку OK, мы очищаем координаты, переданные ранее в диалоговое окно, и создаем новый набор на основе координат в элементах виджета QTableWidget.

В качестве нашего третьего и последнего примера применения в Qt удобных виджетов отображения элементов мы рассмотрим некоторые фрагменты приложения, которое показывает параметры настройки Qt—приложения, используя QTreeWidget. Данный виджет по умолчанию используется только для чтения.

Рис. 10.5. Приложение Просмотр параметров настройки (Settings Viewer).

Ниже приводится фрагмент конструктора:

01 SettingsViewer::SettingsViewer(QWidget *parent)

02 : QDialog(parent)

03 {

04 organization = "Trolltech";

05 application = "Designer";

06 treeWidget = new QTreeWidget;

08 treeWidget->setColumnCount(2);

09 treeWidget->setHeaderLabels(

10 QStringList() << tr("Key") << tr("Value"));

11 treeWidget->header()->setResizeMode(0, QHeaderView::Stretch);

12 treeWidget->header()->setResizeMode(1, QHeaderView::Stretch);

13 …

14 setWindowTitle(tr("Settings Viewer"));

15 readSettings();

16 }

Для получения доступа к параметрам настройки приложения необходимо создать объект QSettings с указанием в параметрах названия организации и имени приложения. Мы устанавливаем значения по умолчанию (приложение «Designer» компании «Trolltech») и затем создаем новый объект QTreeWidget. В конце мы вызываем фyнкцию readSettings().

01 void SettingsViewer::readSettings()

02 {

03 QSettings settings(organization, application);

04 treeWidget->clear();

05 addChildSettings(settings, 0, "");

06 treeWidget->sortByColurnn(0);

07 treeWidget->setFocus();

08 setWindowTitle(tr("Settings Viewer - %1 by %2")

09 .arg(application).arg(organization));

10 }

Параметры настройки приложения хранятся в виде набора ключей и значений, имеющих иерархическую структуру. Закрытая функция addChildSettings() принимает объект параметров настройки, родительский элемент QTreeWidgetItem и текущую «группу». Группа в QSettings аналогична каталогу файловой системы. Функция addChildSettings() может вызывать себя рекурсивно для прохода по произвольной структуре типа дерева. При первом ее вызове из функции readSettings() передается 0, задавая корень в качестве родительского объекта.

01 void SettingsViewer::addChildSettings(QSettings &settings,

02 QTreeWidgetItem *parent, const QString &group)

03 {

04 QTreeWidgetItem *item;

05 settings.beginGroup(group);

06 foreach (QString key, settings.childKeys()) {

07 if (parent) {

08 item = new QTreeWidgetItem(parent);

09 } else {

10 item = new QTreeWidgetItem(treeWidget);

11 }

12 item->setText(0, key);

13 item->setText(1, settings.value(key).toString());

14 }

15 foreach (QString group, settings.childGroups()) {

16 if (parent) {

17 item = new QTreeWidgetItem(parent);

18 } else {

19 item = new QTreeWidgetItem(treeWidget);

20 }

21 item->setText(0, group);

21 addChildSettings(settings, item, group);

22 }

23 settings.endGroup();

24 }

Функция addChildSettings() используется для создания всех элементов QTreeWidgetItem. Она проходит по всем ключам текущего уровня в иерархии параметров настройки и для каждого ключа создает один объект QTableWidgetItem. Если в качестве родительского элемента задан 0, мы создаем дочерний элемент собственно виджета QTreeWidget (т.е. создается элемент верхнего уровня); в противном случае мы создаем дочерний элемент для объекта parent. В первый столбец записывается имя ключа, а во второй столбец — соответствующее ему значение.

Затем эта функция выполняется для каждой группы текущего уровня. Для каждой группы создается новый объект QTreeWidgetItem, причем в первый столбец записывается имя группы. Затем эта функция рекурсивно вызывает саму себя с указанием группового элемента в качестве родительского для заполнения виджета QTreeWidget дочерними элементами группы.

Показанные в данном разделе виджеты отображения элементов позволяют нам использовать стиль программирования, который очень похож на тот, который применялся в ранних версиях Qt: чтение всего набора данных в виджет отображения элементов с использованием объектов, представляющих отдельные элементы данных, и (если элементы допускают редактирование) их запись обратно в источник данных. В последующих разделах мы выйдем за рамки этого простого подхода и воспользуемся всеми преимуществами, которые дает архитектура Qt модель/представление.

В Qt заранее определено несколько моделей, предназначенных для использования с классами представлений:

• QStringListModel — хранит список строк;

• QStandardltemModel — хранит данные произвольной иерархической структуры;

• QDirModel — формирует структуру локальной файловой системы;

• QSqlQueryModel — формирует набор результата SQL—запроса;

• QSqlTableModel — формирует SQL—таблицу;

• QSqlRelationalTableModel — формирует SQL—таблицу с внешними ключами (foreign keys);

• QSortFilterProxyModel — сортирует и/или пропускает через фильтр другую модель.

В данном разделе мы рассмотрим способы применения моделей QStringListModel, QDirModel и QSortFilterProxyModel. SQL—модели рассматриваются в главе 13.

Давайте начнем с простого диалогового окна, которое может применяться для добавления, удаления и редактирования списка строк QStringList, где каждая строка представляет лидера команды.

Ниже приводится соответствующий фрагмент конструктора:

01 TeamLeadersDialog::TeamLeadersDialog(const QStringList &leaders,

02 QWidget *parent)

03 : QDialog(parent)

04 {

05 model = new QStringListModel(this);

06 model->setStringList(leaders);

07 listView = new QListView;

08 listView->setModel(model);

09 listView->setEditTriggers(QAbstractItemView::AnyKeyPressed

10 | QAbstractItemView::DoubleClicked);

11 …

12 }

Рис. 10.6. Приложение Лидеры команд (Team Leaders).

Мы начнем с создания и заполнения модели QStringListModel. Затем создадим представление QListView и свяжем его с только что созданной моделью. Установим также некоторые переключатели редактирования, чтобы позволить пользователю редактировать строку, просто вводя символ или делая двойной щелчок. По умолчанию все переключатели редактирования сброшены для QListView, фактически делая это представление пригодным только для чтения.

01 void TeamLeadersDialog::insert()

02 {

03 int row = listView->currentIndex().row();

04 model->insertRows(row, 1);

05 QModelIndex index = model->index(row);

07 listView->setCurrentIndex(index);

08 listView->edit(index);

09 }

Когда пользователь нажимает на кнопку Insert (вставка), вызывается слот insert(). Этот слот начинает с получения номера строки текущего элемента в списке. Каждый элемент данных модели имеет соответствующий «индекс модели», представленный объектом QModelIndex. Мы подробно рассмотрим индексы модели в следующем разделе, а в данный момент нам достаточно знать, что индекс имеет три основных компонента: строку, столбец и указатель на модель, к которой он принадлежит. В модели одномерного списка столбец всегда равен 0.

Имея номер строки, мы вставляем одну новую строку в данную позицию. Вставка выполняется в модели, и модель автоматически обновляет списковое представление. Затем мы устанавливаем текущий индекс спискового представления на пустую строку, которую мы только что вставили. Наконец, мы устанавливаем в списковом представлении режим редактирования для новой строки, как будто пользователь нажал какую-нибудь клавишу клавиатуры или дважды щелкнул, чтобы начать редактирование.

01 void TeamLeadersDialog::del()

02 {

03 model->removeRows(listView->currentIndex().row(), 1);

04 }

В конструкторе сигнал clicked() кнопки Delete (удалить) связывается со слотом del(). Поскольку мы только что удалили текущую строку, мы можем вызвать removeRows() для текущей позиции индекса и для значения 1 счетчика строк. Как и при выполнении вставки, мы полагаемся на то, что модель должным образом обновит представление.

01 QStringList TeamLeadersDialog::leaders() const

02 {

03 return model->stringList();

04 }

Наконец, функция leaders() позволяет считывать отредактированные строки, когда диалоговое окно закрыто.

Создать TeamLeadersDialog можно было бы на основе универсального диалогового окна редактирования списка строк, просто параметризируя заголовок этого окна. Другое часто используемое пользователями универсальное диалоговое окно отображает список файлов или каталогов. В следующем примере применяется класс QDirModel, который моделирует файловую систему компьютера и позволяет показывать (или скрывать) различные атрибуты файлов. Эта модель может применять фильтр для ограничения типов элементов файловой системы при их выводе на экран и упорядочивать элементы различными способами.

Рис. 10.7. Приложение Просмотр каталога.

Мы начнем с создания и настройки модели и представления в конструкторе диалогового окна Просмотр каталога (Directory Viewer).

01 DirectoryViewer::DirectoryViewer(QWidget *parent)

02 : QDialog(parent)

03 {

04 model = new QDirModel;

05 model->setReadOnly(false);

06 model->setSorting(QDir::DirsFirst | QDir::IgnoreCase | QDir::Name);

07 treeView = new QTreeView;

08 treeView->setModel(model);

09 treeView->header()->setStretchLastSection(true);

10 treeView->header()->setSortIndicator(0, Qt::AscendingOrder);

11 treeView->header()->setSortIndicatorShown(true);

12 treeView->header()->setClickable(true);

13 QModelIndex index = model->index(QDir::currentPath());

14 treeView->expand(index);

15 treeView->scrollTo(index);

16 treeView->resizeColumnToContents(0);

17 …

18 }

После создания модели мы обеспечиваем возможность ее редактирования и устанавливаем различные начальные атрибуты упорядочивания. Затем мы создаем объект QTreeView для отображения на экране данных модели. Заголовок QTreeView может использоваться пользователем для управления сортировкой. Делая заголовок восприимчивым к щелчкам мышки, пользователь может сортирбвать данные по выбранному им в заголовке столбцу, причем повторные щелчки переключают направление сортировки, т.е сортировку по возрастанию на сортировку по убыванию и наоборот. После настройки заголовков представления данных в виде дерева мы получаем индекс модели текущего каталога и обеспечиваем просмотр содержимого этого каталога, раскрывая при необходимости его подкаталоги, используя expand(), и устанавливая изображение на его начало, используя scrollTo(). Затем мы обеспечиваем ширину первого столбца, достаточную для размещения всех элементов без вывода многоточия (…).

Во фрагменте конструктора, который здесь не показан, мы связываем кнопки Create Directory (создать каталог) и Remove (удалить) со слотами, выполняющими соответствующие действия. Нам не нужно иметь кнопку Rename (переименовать), поскольку пользователи могут переименовывать элементы каталога по месту, нажимая клавишу F2 и осуществляя ввод символов с клавиатуры.

01 voidDirectoryViewer::createDirectory()

02 {

03 QModelIndex index;

04 if (!index.isValid())

05 return;

06 QString dirName = QInputDialog::getText(this,

07 tr("Create Directory"), tr("Directory name"));

08 if (!dirName.isEmpty()) {

09 if (!model->mkdir(index,dirName).isValid())

10 QMessageBox::information(this,

11 tr("Create Directory"),

12 tr("Failed to create the directory"));

13 }

14 }

Если пользователь вводит имя каталога в диалоговом окне ввода, мы пытаемся создать в текущем каталоге подкаталог с этим именем. Функция QDirModel::mkdir() принимает индекс родительского каталога и имя нового каталога; она возвращает индекс модели созданного каталога. Если операция завершается неудачей, возвращается недействительный индекс модели.

Последний пример в этом разделе показывает, как следует применять модель QSortFilterProxyModel. В отличие от других заранее определенных моделей, эта модель использует какую-нибудь существующую модель и управляет данными, которые проходят между базовой моделью и представлением. В нашем примере базовой является модель QStringListModel, которая проинициализирована списком названий цветов, распознаваемых Qt (полученных функцией QColor::colorNames()). Пользователь может ввести строку фильтра в строке редактирования QLineEdit и указать ее тип (регулярное выражение, шаблон или фиксированная строка), используя поле с выпадающим списком.

Рис. 10.8. Приложение Названия цветов (ColorNames).

Ниже приводится фрагмент конструктора ColorNamesDialog:

01 ColorNamesDialog::ColorNamesDialog(QWidget *parent)

02 : QDialog(parent)

03 {

04 sourceModel = new QStringListModel(this);

05 sourceModel->setStringList(QColor::colorNames());

06 proxyModel = new QSortFilterProxyModel(this);

07 proxyModel->setSourceModel(sourceModel);

08 proxyModel->setFilterKeyColumn(0);

09 listView = new QListView;

10 listView->setModel(proxyModel);

11 syntaxComboBox = new QComboBox;

12 syntaxComboBox->addItem(tr("Regular expression"), QRegExp::RegExp);

13 syntaxComboBox->addItem(tr("Wildcard"), QRegExp::Wildcard);

14 syntaxComboBox->addItem(tr("Fixed string"), QRegExp::FixedString);

15 …

16 }

Модель QStringListModel создается и пополняется обычным образом. После этого создается модель QSortFilterProxyModel. Мы передаем базовую модель, используя функцию setSourceModel(), и указываем прокси на необходимость фильтрации по столбцу 0 базовой модеди. Функция QComboBox::addItem() принимает необязательный аргумент дополнительных данных типа QVariant; мы используем его для хранения значения QRegExp::PatternSyntax c текстом, определяющим тип фильтра данного элемента.

01 void ColorNamesDialog::reapplyFilter()

02 {

03 QRegExp::PatternSyntax syntax =

04 QRegExp::PatternSyntax(syntaxComboBox->itemData(

05 syntaxComboBox->currentIndex()).toInt());

06 QRegExp regExp(filterLineEdit->text(), Qt::CaseInsensitive, syntax);

07 proxyModel->setFilterRegExp(regExp);

08 }

Слот reapplyFilter() вызывается при всяком изменении пользователем строки фильтра или типа шаблона фильтрации в поле с выпадающим списком. Мы создаем объект QRegExp, используя текст в строке редактирования. Затем устанавливаем тип шаблона фильтрации на тот, который имеется в данных текущего элемента и отображается в соответствующем поле с выпадающим списком. Когда мы вызываем setFilterRegExp(), новый фильтр становится активным и автоматически обновляется представление данных.

Заранее определенные в Qt модели предлагают удобные средства обработки и просмотра данных. Однако некоторые источники данных не могут эффективно использоваться для этих моделей, и в этих случаях необходимо создавать пользовательские модели, оптимизированные на применение таких источников данных.

Прежде чем перейти к созданию пользовательских моделей, давайте рассмотрим ключевые концепции архитектуры Qt модель/представление. В модели каждый элемент имеет индекс модели и набор атрибутов, называемых ролями, которые могут принимать произвольные значения. Ранее в данной главе мы видели, что наиболее распространенными ролями являются Qt::DisplayRole и Qt::EditRole. Другие роли используются для вспомогательных данных (например, Qt::ToolTipRole, Qt::StatusTipRole и Qt::WhatsThisRole) или для управления основными атрибутами отображения (например, Qt::FontRole, Qt::TextAlignmentRole, Qt::TextColorRole и Qt::BackgroundColorRole).

Рис. 10.9. Схематическое представление моделей Qt.

В модели списка можно пользоваться только одним индексным компонентом — номером строки, получить доступ к которому можно с помощью функции QModelIndex::row(). В модели таблицы используется два индексных компонента — номер строки и номер столбца, получить доступ к которым можно с помощью функции QModelIndex::row() и QModelIndex::column(). В моделях списка и таблицы родительский элемент всех остальных элементов является корневым элементом, который представдяется недействительным индексом модели QModelIndex. Представленные в данном разделе первые два примера показывают, как можно реализовать пользовательские модели таблиц.

Модель дерева подобна модели таблицы при следующих отличиях. Как и в модели таблицы, родительский элемент элементов верхнего уровня является корневым (имеет недействительный QModelIndex), однако родительский элемент любого другого элемента занимает другое место в иерархии элементов. Доступ к родительским элементам можно получить при помощи функции QModelIndex::parent(). Каждый элемент имеет свои ролевые данные и может иметь или не иметь дочерние элементы, каждый из которых является таким же элементом. Поскольку любой элемент может иметь дочерние элементы, такую структуру данных можно определить рекурсивно (в виде дерева), что будет продемонстрировано в последнем примере данного раздела.

В первом примере этого раздела представлена модель таблицы, используемой только для чтения; она показывает курсы различных валют относительно друг друга.

Рис. 10.10. Приложение Курсы валют (Currencies).

Это приложение можно было бы реализовать при помощи простой таблицы, но мы хотим использовать пользовательскую модель, чтобы можно было воспользоваться определенными свойствами данных для обеспечения минимального расхода памяти. Если бы мы хранили в таблице 162 валюты, действующие в настоящее время, нам бы потребовалось хранить 162 × 162 = 26 244 значения; в представленной ниже пользовательской модели необходимо хранить только 162 значения (значение каждой валюты относительно доллара США).

Класс CurrencyModel будет использоваться совместно со стандартным табличным представлением QTableView. Модель CurrencyModel пополняется элементами QMap<QString, double>; ключ каждого элемента представляет собой код валюты, а значение — курс валюты в долларах США. Ниже приводится фрагмент программного кода, показывающий, как пополняется ассоциативный массив QMap и как используется модель:

QMap<QString, double> currencyMap;

currencyMap.insert("AUD", 1.3259);

currencyMap.insert("CHF", 1.2970);

…

currencyMap.insert("SGD", 1.6901);

currencyMap.insert("USD", 1.0000);

CurrencyModel currencyModel;

currencyModel.setCurrencyMap(currencyMap);

QTableView tableView;

tableView.setModel(&currencyModel);

tableView.setAlternatingRowColors(true);

Теперь мы можем перейти к реализации модели, начиная с ее заголовка:

01 class CurrencyModel : public QAbstractTableModel

02 {

03 public:

04 CurrencyModel(QObject *parent = 0);

05 void setCurrencyMap(const QMap<QString, double> &map);

06 int rowCount(const QModelIndex &parent) const;

07 int columnCount(const QModelIndex &parent) const;

08 QVariant data(const QModelIndex &index, int role) const;

09 QVariant headerData(int section, Qt::Orientation orientation,

10 int role) const;

11 private:

12 QString currencyAt(int offset) const;

13 QMap<QString, double> currencyMap;

14 };

Для нашей модели мы использовали подкласс QAbstractTableModel, поскольку он лучше всего подходит к нашему источнику данных. Qt содержит несколько базовых классов моделей, включая QAbstractListModel, QAbstractTableModel и QAbstractItemModel. Класс QAbstractItemModel используется для поддержки разнообразных моделей, в том числе тех, которые построены на рекурсивных структурах данных, а классы QAbstractListModel и QAbstractTableModel удобно применять для одномерных и двумерных наборов данных.

Рис. 10.11. Дерево наследования для абстрактных классов моделей.

Для модели таблицы, используемой только для чтения, мы должны переопределить три функции: rowCount(), columnCount() и data(). В данном случае мы также переопределили функцию headerData() и обеспечили функцию инициализации данных (setCurrencyMap()).

01 CurrencyModel::CurrencyModel(QObject*parent)

02 : QAbstractTableModel(parent)

03 {

04 }

В конструкторе нам ничего не надо делать, кроме передачи базовому классу parent в качестве параметра.

01 int CurrencyModel::rowCount(const QModelIndex &

02 /* родительский элемент */) const

03 {

04 return currencyMap.count();

05 }

06 int CurrencyModel::columnCount(const QModelIndex &

07 /* родительский элемент */) const

08 {

09 return currencyMap.count();

10 }

В этой табличной модели счетчики строк и столбцов представляют собой номера валют в ассоциативном массиве валют. Параметр parent не имеет смысла в модели таблицы; он здесь указан, потому что rowCount() и columnCount() наследуются от более обобщенного базового класса QAbstractItemModel, поддерживающего иерархические структуры.

01 QVariant CurrencyModel::data(const QModelIndex &index, int role) const

02 {

03 if (!index.IsValid())

04 return QVariant();

05 if (role == Qt::TextAlignmentRole) {

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

07 } else if (role == Qt::DisplayRole) {

08 QString rowCurrency = currencyAt(index.row());

09 QString columnCurrency = currencyAt(index.column());

10 if (currencyMap.value(rowCurrency) == 0.0)

11 return "####";

12 double amount = currencyMap.value(columnCurrency)

13 / currencyMap.value(rowCurrency);

14 return QString("%1").arg(amount, 0, 'f', 4);

15 }

16 return QVariant();

17 }

Функция data() возвращает значение любой одной роли элемента. Элемент определяется индексом QModelIndex. В модели таблицы представляют интерес такие компоненты QModelIndex, как номер строки и номер столбца, получить доступ к которым можно с помощью функций row() и column().

Если используется роль Qt::TextAlignmentRole, мы возвращаем значение, подходящее для выравнивания чисел. Если используется роль Qt::DisplayRole, мы находим значение каждой валюты и вычисляем курс обмена.

Мы могли бы возвращать рассчитанное значение типа double, но тогда нам пришлось бы контролировать количество позиций после десятичной точки при отображении числа (если мы не используем пользовательский делегат). Вместо этого мы возвращаем значение в виде строки, отформатированной нужным нам образом.

01 QVariant CurrencyModel::headerData(int section,

02 Qt::Orientation /* ориентация */, int role) const

03 {

04 if (role != Qt::DisplayRole)

05 return QVariant();

06 return currencyAt(section);

07 }

Функция headerData() вызывается представлением для пополнения своих горизонтальных и вертикальных заголовков. Параметр section содержит номер строки или столбца (в зависимости от ориентации). Поскольку строки и столбцы содержат одинаковые коды валют, нам не надо заботиться об ориентации, а просто вернуть код валюты для заданного значения section.

01 void CurrencyModel::setCurrencyMap(const QMap<QString, double> &map)

02 {

03 currencyMap = map;

04 reset();

05 }

Вызывающая программа может изменить набор валют, используя функцию setCurrencyMap(). Вызов QAbstractItemModel::reset() указывает любому представлению, что все данные в используемой модели недействительны; это вынуждает их запросить свежие данные для тех элементов, которые видны на экране.

01 QString CurrencyModel::currencyAt(int offset) const

02 {

03 return (currencyMap.begin() + offset).key();

04 }

Функция currencyAt() возвращает ключ (код валюты), который находится по указанному смещению в ассоциативном массиве валют. Мы используем итератор в стиле STL для поиска элемента и вызываем для него функцию key().

Как мы только что могли убедиться, нетрудно создавать модели, используемые только для чтения, и при определенном характере исходных данных в хорошо спроектированной модели в принципе можно сэкономить память и увеличить быстродействие. В следующем примере приложения Города (Cities) также используется табличная модель, но на этот раз все данные вводятся пользователем.

Это приложение используется для хранения расстояний между любыми двумя городами. Как и в предыдущем примере, мы могли бы просто использовать табличный виджет QTableWidget и хранить один элемент для каждой пары городов. Однако пользовательская модель могла бы быть более эффективной, потому что расстояние от любого города А до любого другого города В не зависит от того, будем ли мы путешествовать от А до В или от В до А, поэтому элементы с одной стороны от главной диагонали получаются путем зеркального отражения другой.

Для сравнения пользовательской модели с простой таблицей предположим, что у нас имеется три города: А, В и С. Для обеспечения всех сочетаний нам пришлось бы хранить девять значений. В аккуратно спроектированной модели потребовалось бы только три элемента: (А, В), (A, С) и (В, С).

Рис. 10.12. Приложение Города.

Ниже показано, как мы настраиваем и используем модель:

QStringList cities;

cities << "Arvika" << "Boden" << "Eskilstuna" << "Falun"

<< "Filipstad" << "Halmstad" << "Helsingborg" << "Karlstad"

<< "Kiruna" << "Kramfors" << "Motala" << "Sandviken"

<< "Skara" << "Stockholm" << "Sundsvall" << "Trelleborg";

CityModel CityModel;

cityModel.setCities(cities);

QTableView tableView;

tableView.setModel(&cityModel);

tableView.setAlternatingRowColors(true);

Мы должны переопределить те же самые функции, которые мы переопределяли в предыдущем примере. Кроме того, для обеспечения возможности редактирования модели мы должны переопределить setData() и flags(). Ниже приводится определение класса:

01 class CityModel : public QAbstractTableModel

02 {

03 Q_OBJECT

04 public:

05 CityModel(QObject *parent = 0);

06 void setCities(const QStringList &cityNames);

07 int rowCount(const QModelIndex &parent) const;

08 int columnCount(const QModelIndex &parent) const;

09 QVariant data(const QModelIndex &index, int role) const;

10 bool setData(const QModelIndex &index, const QVariant &value,

11 int role);

12 QVariant headerData(int section, Qt::Orientation orientation,

13 int role) const;

14 Qt::ItemFlags flags(const QModelIndex &index) const;

15 private:

16 int offsetOf(int row, int column) const;

17 QStringList cities;

18 QVector<int> distanсes;

19 };

В этой модели мы используем две структуры данных: cities типа QStringList для хранения названий городов, и distances типа QVector<int> для хранения расстояний между городами каждой уникальной пары.

01 CityModel::CityModel(QObject *parent)

02 : QAbstractTableModel(parent)

03 {

04 }

Конструктор передает параметр parent базовому классу и больше ничего не делает.

01 int CityModel::rowCount(const QModelIndex &

02 /* родительский элемент */) const

03 {

04 return cities.count();

05 }

06 int CityModel::columnCount(const QModelIndex &

07 /* родительский элемент */) const

08 {

09 return cities.count();

10 }

Поскольку мы имеем квадратную матрицу городов, количество строк и столбцов равно количеству городов в нашем списке.

01 QVariant CityModel::data(const QModelIndex &index, int role) const

02 {

03 if (!index.isValid())

04 return QVariant();

05 if (role == Qt::TextAlignmentRole) {

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

07 } else if (role == Qt::DisplayRole) {

08 if (index.row() == index.column())

09 return 0;

10 int offset = offsetOf(index.row(), index.column());

11 return distances[offset];

12 }

13 return QVariant();

14 }

Функция data() аналогична той же функции в нашей модели CurrencyModel. Она возвращает 0, если строка и столбец имеют одинаковый номер, потому что в этом случае два города одинаковы; в противном случае она находит в векторе distances элемент для заданной строки и заданного столбца, возвращая расстояние для этой конкретной пары городов.

01 QVariant CityModel::headerData(int section,

02 Qt::Orientation /* ориентация */,

03 int role) const

04 {

05 if (role == Qt::DisplayRole)

06 return cities[section];

07 return QVariant();

08 }

Функция headerData() имеет простой вид, потому что наша таблица является квадратной матрицей, в которой строки и столбцы имеют идентичные заголовки. Мы просто возвращаем название города, расположенное с заданным смещением в списке строк cities.

01 bool CityModel::setData(const QModelIndex &index,

02 const QVariant &value, int role)

03 {

04 if (index.isValid() && index.row() != index.column()

05 && role == Qt::EditRole) {

06 int offset = offsetOf(index.row(), index.column());

07 distances[offset] = value.toInt();

08 QModelIndex transposedIndex = createIndex(

09 index.column(), index.row());

10 emit dataChanged(index, index);

11 emit dataChanged(transposedIndex, transposedIndex);

12 return true;

13 }

14 return false;

15 }

Функция setData() вызывается при редактировании элемента пользователем. Если индекс модели действителен, два города различны и модифицируемый элемент данных имеет ролевой атрибут Qt::EditRole, эта функция сохраняет введенное пользователем значение в векторе distances.

Функция createIndex() используется для формирования индекса модели. Она нужна для получения индекса модели элемента, который расположен по другую сторону от главной диагонали и который соответствует элементу с установленным значением, поскольку оба элемента должны показывать одинаковые данные. Функция createIndex() принимает сначала строку и затем столбец; здесь мы передаем параметры в обратном порядке, чтобы получить индекс модели элемента, расположенного по другую строну диагонали напротив элемента, определенного индексом index.

Мы генерируем сигнал dataChanged() с указанием индекса модели элемента, который изменился. Эта функция принимает два индекса модели, поскольку возможна ситуация, когда изменения относятся к некоторой прямоугольной области, охватывающей несколько строк и столбцов, поэтому передаются индекс верхнего левого угла и индекс нижнего правого угла этой области. Генерируем также сигнал dataChanged() для индекса противоположного элемента, чтобы представление обновило его отображение на экране. Наконец, мы возвращаем true или false, указывая на успешность или неуспешность редактирования.

01 Qt::ItemFiags CityModel::flags(const QModelIndex &index) const

02 {

03 Qt::ItemFlags flags = QAbstractItemModel::flags(index);

04 if (index.row() != index.column())

05 flags |= Qt::ItemIsEditable;

06 return flags;

07 }

Функция flags() используется моделью для того, чтобы можно было сообщить о допустимых действиях с элементом (например, допускает ли он редактирование). По умолчанию эта функция для модели QAbstractTableModel возвращает Qt::ItemIsSelectable | Qt::ItemIsEnabled. Мы добавляем флажок Qt::ItemIsEditable для всех элементов, кроме расположенных по диагонали (которые всегда равны 0).

01 void CityModel::setCities(const QStringList &cityNames)

02 {

03 cities = cityNames;

04 distances.resize(cities.count() * (cities.count() - 1) / 2);

05 distances.fill(0);

06 reset();

07 }

Если задан новый список городов, мы устанавливаем закрытую переменную типа QStringList на новый список, изменяем размеры и очищаем вектор расстояний, а затем вызываем функцию QAbstractItemModel::reset(), чтобы уведомить все представления о необходимости обновления всех видимых элементов.

01 int CityModel::offsetOf(int row, int column) const

02 {

03 if (row < column)

04 qSwap(row, column);

05 return (row * (row - 1) / 2) + column;

06 }

Закрытая функция offsetOf() вычисляет индекс заданной пары городов для вектора расстояний distances. Например, предположим, что мы имеем города А, В, С и D, и пользователь обновляет элемент со строкой 3 и столбцом 1, т. е. (B, D). Тогда индекс вектора расстояний будет равен 3 × (3 — 1) / 2 + 1 = 4. Если бы пользователь вместо этого изменил элемент со строкой 1 и столбцом 3, т.е. (D, В), благодаря применению функции qSwap(), выполнялись бы точно такие же вычисления и возвращалось бы то же самое значение.

Рис. 10.13. Структуры данных cities и distances и табличная модель.

Последний пример в данном разделе представляет собой модель, которая показывает дерево грамматического разбора заданного регулярного выражения. Регулярное выражение состоит из одного или нескольких термов, разделяемых символами '|'. Так, регулярное выражение «alpha|bravo|charlie» содержит три терма. Каждый терм представляет собой последовательность из одного или нескольких факторов: например, терм «bravo» состоит из пяти факторов (каждая буква является фактором). Факторы могут состоять из атома и необязательного квантификатора (quantifier), например '*', '+' и '?'. Поскольку регулярные выражения могут иметь подвыражения, заключенные в скобки, они могут быть представлены рекурсивными деревьями грамматического разбора.

Регулярное выражение, показанное на рис. 10.14, «ab|(cd)?e» означает, что за 'a' следует 'b' или допускается два варианта: за 'c' идет 'd' и затем 'e' или просто имеется 'e'. Поэтому подойдут строки «ab» и «cde», но не подойдут строки «bc» или «cd».

Рис. 10.14. Приложение Парсер регулярных выражений.

Приложение Парсер регулярных выражений (Regexp Parser) состоит из четырех классов:

• RegExpWindow — окно, которое позволяет пользователю вводить регулярное выражение и показывает соответствующее дерево грамматического разбора;

• RegExpParser формирует дерево грамматического разбора для заданного регулярного выражения;

• RegExpModel — модель дерева, используемая деревом грамматического разбора;

• Node (вершина) представляет один элемент в дереве грамматического разбора.

Давайте начнем с класса Node:

01 class Node {

02 public:

03 enum Type { RegExp, Expression, Term, Factor, Atom, Terminal };

04 Node(Type type, const QString &str = "");

05 ~Node();

06 Type type;

07 QString str;

08 Node *parent;

09 QList<Node *> children;

10 };

Каждая вершина имеет тип, строку (которая может быть пустой), ссылку на родительский элемент (которая может быть нулевой) и список дочерних вершин (который может быть пустым).

01 Node::Node(Type type, const QString &str)

02 {

03 this->type = type;

04 this->str = str;

05 parent = 0;

06 }

Конструктор просто инициализирует тип и строку вершины. Поскольку все данные открыты, в программном коде, использующим Node, можно непосредственно манипулировать типом, строкой, родительским элементом и дочерними элементами.

01 Node::~Node()

02 {

03 qDeleteAll(children);

04 }

Функция qDeleteAll() проходит no всем указателям контейнера и вызывает оператор delete для каждого из них. Она не устанавливает указатели в 0, поэтому, если она используется вне деструктора, обычно за ней следует вызов функции clear() для контейнера, содержащего указатели.

Теперь, когда мы определили элементы наших данных (представленные вершиной Node), мы готовы создать модель:

01 class RegExpModel : public QAbstractItemModel

02 {

03 public:

04 RegExpModel(QObject *parent = 0);

05 ~RegExpModel();

06 void setRootNode(Node *node);

07 QModelIndex index(int row, int column,

08 const QModelIndex &parent) const;

09 QModelIndex parent(const QModelIndex &child) const;

10 int rowCount(const QModelIndex &parent) const;

11 int columnCount(const QModelIndex &parent) const;

12 QVariant data(const QModelIndex &index, int role) const;

13 QVariant headerData(int section,

14 Qt::Orientation Orientation, int role) const;

15 private:

16 Node *nodeFromIndex(const QModelIndex &index) const;

17 Node *rootNode;

18 };

На этот раз мы построили подкласс на основе класса QAbstractItemModel, а не на основе его удобного подкласса QAbstractTableModel, потому что мы хотим создать иерархическую модель. Нам необходимо переопределить те же самые функции и, кроме того, требуется реализовать функции index() и parent(). Для установки данных модели предусмотрена функция setRootNode(), при вызове которой должна задаваться корневая вершина дерева грамматического разбора.

01 RegExpModel::RegExpModel(QObject *parent)

02 : QAbstractItemModel(parent)

03 {

04 rootNode = 0;

05 }

В конструкторе модели нам надо просто задать корневой вершине безопасное нулевое значение и передать указатель parent базовому классу.

01 RegExpModel::~RegExpModel()

02 {

03 delete rootNode;

04 }

В деструкторе мы удаляем корневую вершину. Если корневая вершина имеет дочерние вершины, то каждая из них удаляется и эта процедура повторяется рекурсивно деструктором Node.

01 void RegExpModel::setRootNode(Node *node)

02 {

03 delete rootNode;

04 rootNode = node;

05 reset();

06 }

При установке новой корневой вершины мы начинаем с удаления предыдущей корневой вершины (и всех ее дочерних вершин). Затем мы устанавливаем новое значение для корневой вершины и вызываем функцию reset() для уведомления всех представлений о необходимости обновления отображаемых данных всеми видимыми элементами.

01 QModelIndex RegExpModel::index(int row, int column,

02 const QModelIndex &parent) const

03 {

04 if (!rootNode)

05 return QModelIndex();

06 Node *parentNode = nodeFromIndex(parent);

07 return createIndex(row, column, parentNode->children[row]);

08 }

Функция index() класса QAbstractItemModel переопределяется. Она всегда вызывается, когда в модели или в представлении требуется создать индекс QModelIndex для конкретного дочернего элемента (или для элемента самого верхнего уровня, если parent имеет недействительное значение QModelIndex). В табличных и списковых моделях нам не требуется переопределять эту функцию, потому что обычно оказываются достаточным реализации по умолчанию моделей QAbstractListModel и QАЬstractTableModel.

В нашей реализации index(), если не задано дерево грамматического разбора, мы возвращаем недействительный индекс QModelIndex. В противном случае мы создаем QModelIndex с заданными строкой, столбцом и Node * для запрошенного дочернего элемента. В иерархических моделях знание строки и столбца элемента относительно своего родителя оказывается недостаточным для уникальной идентификации элемента; мы должны также знать, кто является его родителем. Для этого можно хранить в QModelIndex указатель на внутреннюю вершину. В объекте QModelIndex кроме номеров строк и столбцов допускается хранение указателя void * или значения типа int.

Указатель Node * на дочерний элемент можно получить из списка дочерних элементов children родительской вершины. Указатель на родительскую вершину извлекается из индекса модели parent, используя закрытую функцию nodeFromIndex():

01 Node *RegExpModel::nodeFromIndex(

02 const QModelIndex &index) const

03 {

04 if (index.isValid()) {

05 return static_cast<Node *>(index.internalPointer());

06 } else {

07 return rootNode;

07 }

Функция nodeFromIndex() приводит тип void * заданного индекса в тип Node * или возвращает указатель на корневую вершину, если индекс недостоверен, поскольку недостоверный индекс модели используется для представления корня модели.

01 int RegExpModel::rowCount(const QModelIndex

02 &parent) const

03 {

04 Node *parentNode = nodeFromlndex(parent);

05 if (!parentNode)

06 return 0;

07 return parentNode->children.count();

08 }

Число строк для заданного элемента определяется просто количеством дочерних элементов.

01 int RegExpModel::columnCount(const QModelIndex &

02 /* родительский элемент */) const

03 {

04 return 2;

05 }

Число столбцов фиксировано и равно 2. Первый столбец содержит типы вершин; второй столбец содержит значения вершин.

01 QModelIndex RegExpModel::parent(const QModelIndex

02 &child) const

03 {

04 Node*node = nodeFromIndex(child);

05 if (!node)

06 return QModelIndex();

07 Node *parentNode = node->parent;

08 if (!parentNode)

09 return QModelIndex();

10 Node *grandparentNode = parentNode->parent;

11 if (!grandparentNode)

12 return QModelIndex();

13 int row = grandparentNode->children.indexOf(parentNode);

14 return createIndex(row, child.column(), parentNode);

15 }

Получить QModelIndex родительского элемента из дочернего немного сложнее, чем найти дочерний элемент родителя. Можно легко получить родительскую вершину, применяя сначала функцию nodeFromIndex() и поднимаясь затем вверх с помощью указателя на родительский элемент, но для получения номера строки (позиции родительской верщины в соответствующем списке дочерних вершин) мы должны перейти к родителю родительского элемента и найти в его списке дочерних элементов значение индекса первого родителя (родителя исходной дочерней вершины).

01 QVariant RegExpModel::data(const QModelIndex

02 &index, int role) const

03 {

04 if (role != Qt::DisplayRole)

05 return QVariant();

06 Node *node = nodeFromIndex(index);

07 if (!node)

08 return QVariant();

09 if (index.column() == 0) {

10 switch (node->type) {

11 case Node::RegExp:

12 return tr("RegExp");

13 case Node::Expression:

14 return tr("Expression");

15 case Node::Term:

16 return tr("Term");

17 case Node::Factor:

18 return tr("Factor");

19 case Node::Atom:

20 return tr("Atom");

21 case Node::Terminal:

22 return tr("Terminal");

23 default:

24 return tr("Unknown");

25 }

26 } else if (index.column() == 1) {

27 return node->str;

28 }

29 return QVariant();

30 }

В функции data() получаем для запрошенного элемента указатель Node * и используем его для получения доступа к данным соответствующей вершины. Если вызывающая программа запрашивает какую-нибудь роль, отличную от Qt::DisplayRole, или если не удается получить вершину Node для заданного индекса модели, мы возвращаем недействительное значение типа QVariant. Если столбец равен 0, возвращаем название типа вершины; если столбец равен 1, вбзвращаем значение вершины (ее строку).

01 QVariant RegExpModel::headerData(int section,

02 Qt::Orientation orientation, int role) const

03 {

04 if (orientation == Qt::Horizontal && role == Qt::DisplayRole) {

05 if (section == 0) {

06 return tr("Node");

07 else if (section == 1) {

08 return tr("Value");

09 }

10 }

11 return QVariant();

12 }

При переопределении функции headerData() мы возвращаем соответствующие метки горизонтального заголовка. Класс QTreeView, который используется для визуального представления иерархических моделей, не имеет заголовков строк, поэтому мы их игнорируем.

Теперь, когда рассмотрены классы Node и RegExpModel, давайте посмотрим, как создается корневая вершина, когда пользователь изменяет текст в строке редактирования.

01 void RegExpWindow::regExpChanged(const QString&regExp)

02 {

03 RegExpParser parser;

04 Node *rootNode = parser.parse(regExp);

05 regExpModel->setRootNode(rootNode);

06 }

При изменении пользователем текста в строке редактирования вызывается слот главного окна regExpChanged(). В этом слоте выполняется синтаксический анализ введенного пользователем текста, и парсер возвращает указатель на корневую вершину дерева грамматического разбора.

Мы не показываем класс RegExpParser, потому что он не имеет отношения к графическому интерфейсу или программированию модели/представления. Полный исходный код для этого примера находится на компакт-диске.

В данном разделе мы увидели, как можно создавать три различные пользовательские модели. Многие модели значительно проще приведенных выше и обеспечивают соответствие один к одному между элементами и индексами модели. В самой системе Qt находятся дополнительные примеры применения архитектуры модель/представление вместе с подробной документацией.

Воспроизведение и редактирование в представлениях отдельных элементов выполняются с помощью делегатов. В большинстве случаев возможности делегата, предоставляемого представлением по умолчанию, оказываются достаточными. Если нам требуется более тонкое управление воспроизведением элементов, мы сможем этого добиться, просто используя пользовательскую модель: при переопределении функции data() можем предусмотреть обработку ролей Qt::FontRole, Qt::TextAlignmentRole, Qt::TextColorRole и Qt::BackgroundColorRole, а также тех, которые используются делегатом по умолчанию. Например, в приведенных выше приложениях Города и Курсы валют мы применяли Qt::TextAlignmentRole для выравнивания чисел вправо.

Если нам требуется еще больший контроль, можем создать наш собственный класс делегата и связать его с нужными нам представлениями. В показанном ниже диалоговом окне Редактор фонограмм (Track Editor) используется пользовательский делегат. В этом окне отображаются названия музыкальных фонограмм и их длительность. Данные в модели будут представлены просто строками QString (названия) и значениями типа int (секунды), однако длительность будет разбита на минуты и секунды, а ее редактирование будет выполняться, используя QTimeEdit.

Рис. 10.15. Приложение Редактор фонограмм.

Диалоговое окно Редактор фонограмм использует QTableWidget — удобный подкласс отображения элементов, который работает с объектами QTableWidgetltem. Данные представлены в виде списка фонограмм Track:

01 class Track

02 {

03 public:

04 Track(const QString &title = "", int duration = 0);

05 QString title;

06 int duration;

07 };

Ниже приводится фрагмент конструктора, показывающий, как создается и пополняется табличный виджет:

01 TrackEditor::TrackEditor(QList<Track> *tracks, QWidget *parent)

02 : QDialog(parent)

03 {

04 this->tracks = tracks;

05 tableWidget = new QTableWidget(tracks->count(), 2);

06 tableWidget->setItemDelegate(new TrackDelegate(1));

07 tableWidget->setHorizontalHeaderLabels(

08 QStringList() << tr("Track") << tr("Duration"));

09 for (int row = 0; row < tracks->count(); ++row) {

10 Track track = tracks->at(row);

11 QTableWidgetltem *item0 = new QTableWidgetItem(track.titie);

12 tableWidget->setItem(row, 0, item0);

13 QTableWidgetltem *item1 = new QTableWidgetItem(

14 QString::number(track.duration));

15 item1->setTextAlignment(Qt::AlignRight);

16 tableWidget->setItem(row, 1, item1);

17 }

18 …

19 }

Конструктор создает табличный виджет и, вместо того чтобы просто использовать делегата по умолчанию, связывает виджет с нашим пользовательским делегатом TrackDelegate, передавая ему номер столбца, содержащего временные данные. Мы начинаем с установки заголовков столбцов и затем проходим в цикле по всем данным, устанавливая для каждой строки название фонограммы и ее длительность.

В остальной части конструктора и диалогового окна TrackEditor нет ничего необычного, поэтому теперь рассмотрим класс trackDelegate, который обеспечивает воспроизведение и редактирование данных фонограммы.

01 class TrackDelegate : public QItemDelegate

02 {

03 Q_OBJECT

04 public:

05 TrackDelegate(int durationColumn, QObject *parent = 0);

06 void paint(QPainter *painter, const

07 QStyleOptionViewItem &option,

08 const QModelIndex &index) const;

09 QWidget *createEditor(QWidget *parent,

10 const QStyleOptionViewItem &option,

11 const QModelIndex &index) const;

12 void setEditorData(QWidget *editor,

13 const QModelIndex &index) const;

14 void setModelData(QWidget *editor,

15 QAbstractItemModel *model,

16 const QModelIndex &index) const;

17 private slots:

18 void commitAndCloseEditor();

19 private:

20 int durationColumn;

21 };

Мы используем QItemDelegate в качестве нашего базового класса, чтобы можно было воспользоваться возможностями делегата по умолчанию. Так же мы могли бы использовать QAbstractItemDelegate, если бы хотели начать с чистого листа. Для обеспечения в делегате возможности редактирования данных мы должны реализовать функции createEditor(), setEditorData() и setModelData(). Кроме того, реализуем функцию paint() для изменения отображения столбца длительностей.

01 TrackDelegate::TrackDelegate(int durationColumn, QObject *parent)

02 : QItemDelegate(parent)

03 {

04 this->durationColumn = durationColumn;

05 }

Параметр конструктора durationColumn указывает делегату, какой номер столбца содержит длительность фонограммы.

01 void TrackDelegate::paint(QPainter *painter,

02 const QStyleOptionViewItem &option,

03 const QModelIndex &index) const

04 {

05 if (index.column() == durationColumn) {

06 int secs = index.model()->data(index, Qt::DisplayRole).toInt();

07 QString text= QString("%1:%2")

08 .arg(secs/60, 2, 10, QChar('0'))

09 .arg(secs % 60, 2, 10, QChar('0'));

10 QStyleOptionViewItem myOption = option;

11 myOption.displayAlignment = Qt::AlignRight | Qt::AlignVCenter;

12 drawDisplay(painter, myOption, myOption.rect, text);

13 drawFocus(painter, myOption, myOption.rect);

14 } else {

15 QItemDelegate::paint(painter, option, index);

16 }

17 }

Поскольку мы собираемся отображать длительность в виде «минуты : секунды», мы переопределили функцию paint(). Вызов arg() принимает целое число, выводимое в виде строки, допустимое количество символов в строке, основание целого числа (10 для десятичного числа) и символ—заполнитель.

Для выравнивания текста вправо копируем текущие опции стиля и заменяем установленное по умолчанию выравнивание. После этого вызываем QItemDelegate::drawDisplay() для вывода текста, затем вызываем QItemDelegate::drawFocus() для прорисовки фокусного прямоугольника в том случае, если данный элемент получил фокус, и ничего не делая в противном случае. Функцией drawDisplay() очень удобно пользоваться, особенно совместно с нашими собственными опциями стиля. Мы могли бы также рисовать, используя рисовальщик непосредственно.

01 QWidget *TrackDelegate::createEditor(QWidget *parent,

02 const QStyleOptionViewItem &option,

03 const QModelIndex &index) const

04 {

05 if (index.column() == durationColumn) {

06 QTimeEdit *timeEdit = new QTimeEdit(parent);

07 timeEdit->setDisplayFormat("mm:ss");

08 connect(timeEdit, SIGNAL(editingFinished()),

09 this, SLOT(commitAndCloseEditor()));

10 return timeEdit;

11 } else {

12 return QItemDelegate::createEditor(parent, option, index);

13 }

14 }

Мы собираемся управлять редактированием только длительностей фонограмм, предоставляя делегату по умолчанию управление редактированием названий фонограмм. Это обеспечивается проверкой столбца, для которого запрашивается редактирование. Если это столбец длительности, создаем объект QTimeEdit, устанавливаем соответствующий формат отображения и соединяем его сигнал editingFinished() с нашим слотом commitAndCloseEditor(). Для других столбцов передаем управление редактированием делегату по умолчанию.

01 void TrackDelegate::commitAndCloseEditor()

02 {

03 QTimeEdit *editor = qobject_cast<QTimeEdit *>(sender());

04 emit commitData(editor);

05 emit closeEditor(editor);

06 }

Если пользователь нажимает клавишу Enter или убирает фокус из QTimeEdit (но не путем нажатия клавиши Esc), генерируется сигнал editingFinished() и вызывается слот commitAndCloseEditor(). Этот слот генерирует сигнал commitData() для уведомления представления о том, что имеются новые данные для замены существующих. Он также генерирует сигнал closeEditor() для уведомления представления о том, что редактор больше не нужен, и модель его удалит. Получить доступ к редактоpy можно с помощью функции QObject::sender(), которая возвращает объект, выдавший сигнал, запустивший данный слот. Если пользователь отказывается от работы с редактором (нажимая клавишу Esc), представление просто удалит этот редактор.

01 void TrackDeIegate::setEditorData(QWidget *editor,

02 const QModelindex &index) const

03 {

04 if (index.column() == durationColumn) {

05 int secs = index.model()->data(index, Qt::DisplayRole).toInt();

06 QTimeEdit *timeEdit = qobject_cast<QTimeEdit *>(editor);

07 timeEdit->setTime(QTime(0, secs / 60, secs % 60));

08 } else {

09 QItemDelegate::setEditorData(editor, index);

10 }

11 }

Когда пользователь инициирует редактирование, представление вызывает createEditor() для создания редактора и затем setEditorData() для инициализации редактора текущими данными элемента. Если редактор вызывается для столбца длительности, получаем из данных элемента длительность фонограммы в секундах и устанавливаем значение QTimeEdit на соответствующее количество минут и секунд; в противном случае мы позволяем делегату по умолчанию выполнить инициализацию.

01 void TrackDelegate::setModelData(QWidget *editor,

02 QAbstractItemModel *model, const QModelIndex &index) const

03 {

04 if (index.column() == durationColumn) {

05 QTimeEdit *timeEdit = qobject_cast<QTimeEdit *>(editor);

06 QTime time = timeEdit->time();

07 int secs = (time.minute() * 60) + time.second();

08 model->setData(index, secs);

09 } else {

10 QItemDelegate::setModelData(editor, model, index);

11 }

12 }

Если пользователь прекращает редактирование (например, щелкнув левой кнопкой мышки за пределами виджета редактора или нажав клавишу Enter или Tab), а не отменяет его, модель должна быть обновлена данными редактора. Если редактировалась длительность, извлекаем минуты и секунды из QTimeEdit и устанавливаем поле данных на соответствующее значение секунд.

Мы вполне можем (хотя в данном случае это делать необязательно) создать пользовательский делегат, который обеспечит более тонкое управление редактированием и воспроизведением любого элемента модели. В нашем случае пользовательский делегат управляет только конкретным столбцом, но поскольку QModelIndex передается всем функциям класса QItemDelegate, которые нами переопределяются, мы можем контролировать любой столбец, строку, прямоугольную область, родительский элемент или любое их сочетание вплоть до управления при необходимости на уровне отдельных элементов.

В данной главе мы представили достаточно подробный обзор архитектуры Qt модель/представление. Мы показали, как можно использовать удобные подклассы отображения элементов, как применять заранее определенные в Qt модели и как создавать пользовательские модели и пользовательские делегаты. Однако архитектура модель/представление настолько богата, что мы не смогли раскрыть все ее возможности из-за ограниченности объема книги. Например, мы могли бы создать пользовательское представление, которое отображает свои элементы не в виде списка, таблицы или дерева. Это делается в примере Диаграмма (Chart), который находится в каталоге Qt examples/itemviews/chart; этот пример содержит пользовательское представление, которое воспроизводит модель данных в виде круговой диаграммы.

Кррме того, для одной модели можно использовать несколько представлений, и это не потребует особых усилий. Любое редактирование одного представления автоматически и немедленно отразится на других представлениях. Такие возможности особенно полезны при просмотре больших наборов данных, когда пользователь может захотеть увидеть блоки данных, расположенные далеко друг от друга. Эта архитектура поддерживает также выделения областей: когда два или более представления используются одной моделью, каждому представлению может быть предоставлена возможность иметь свою собственную независимую выделенную область или такие области могут совместно использоваться разными представлениями.

В онлайновой документации Qt всесторонне рассматриваются вопросы программирования классов по отображению элементов. См. http://doc.trolltech.com/4.1/model-view.html, где приводится список всех таких классов, и http://doc.trolltech.com/4.1/model-view-programming.html, где даются дополнительная информация и ссылки на соответствующие примеры, включенные в Qt.

Классы—контейнеры являются обычными шаблонными классами (template classes), которые предназначены для хранения в памяти элементов заданного типа. С++ уже предлагает много контейнеров в составе стандартной библиотеки шаблонов (STL — Standard Template Library), которая входит в стандартную библиотеку С++.

Qt обеспечивает свои собственные классы—контейнеры, поэтому в Qt—программах мы можем использовать как контейнеры Qt, так и контейнеры STL. Главное преимущество Qt—контейнеров — одинаковое поведение на всех платформах и неявное совместное использование данных. Неявное совместное использование или «копирование при записи» — это оптимизация, позволяющая передавать контейнеры целиком без существенного ухудшения производительности. Qt—контейнеры также снабжены простыми в применении классами итераторов в стиле Java; используя QDataStream, они могут быть оформлены в виде потоков данных и обычно приводят к меньшему объему программного кода в исполняемых модулях, чем при применении соответствующих STL—контейнеров. Наконец, для некоторого оборудования, на котором может работать Qtopia Core (версия Qt для мобильных устройств), единственно доступными являются Qt—контейнеры.

Qt предлагает как последовательные контейнеры, например QVector<T>, QLinkedList<T> и QList<T>, так и ассоциативные контейнеры, например QMap<K, T> и QHash<K, T>. Концептуально последовательные контейнеры отличаются тем, что элементы в них хранятся один за другим, в то время как в ассоциативных контейнерах хранятся пары ключ—значение.