qt-C++笔记之父类窗口、父类控件、对象树的关系

qt-C++笔记之父类窗口、父类控件、对象树的关系

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参考笔记
1.qt-C++笔记之父类窗口、父类控件、对象树的关系
2.qt-C++笔记之继承自 QWidget和继承自QObject 并通过 getWidget() 显示窗口或控件时的区别和原理
3.qt-C++笔记之自定义类继承自 QObject 与 QWidget 及开发方式详解

文章目录

  • qt-C++笔记之父类窗口、父类控件、对象树的关系
    • 一.第一次笔记
      • 1. 父类窗口与父类控件是什么？
      • 2. 传入的 `this` 和传入的父类窗口
      • 3. 跨层级的父子关系
      • 4. 纯代码开发
        • a. 创建 `MyObject` 并传入 `this` 作为父对象
        • b. 创建 `MyWidget` 并传入父窗口
      • 5. 使用 Qt Designer 拖拽控件开发：通过 Qt Designer 创建 UI，并在代码中设置父对象
      • 6. 传入 `this` 作为父对象：在自定义控件中创建子控件
      • 7. 传入具体的父类窗口：从一个窗口创建子控件，并指定不同的父窗口
      • 8. 跨层级的父子关系
        • a. 多层级父子关系示例
        • b. 跨不同逻辑层级的父子关系
    • 二.第二次笔记
      • 示例一：头文件和源文件分离
      • 示例二：一个完整的main.cpp
      • 示例三：入参为this指针的情况

一.第一次笔记

1. 父类窗口与父类控件是什么？

父类窗口（Parent Window）和父类控件（Parent Widget）指的是在Qt的对象树（Object Tree）中，某个窗口或控件的直接上级对象。具体来说：

  • 父类窗口通常指的是一个顶层窗口（如 QMainWindow、QDialog），它可以包含多个子控件（widgets）。
  • 父类控件是指一个控件（如按钮、标签等）的直接父级控件。通过父子关系，子控件会在父控件的坐标系统内进行定位和显示。

父子关系的作用包括：

  • 内存管理：在Qt中，父对象会自动管理其子对象的生命周期。当父对象被销毁时，所有子对象也会被自动销毁，避免内存泄漏。
  • 层次结构：通过父子关系，Qt能够正确地渲染和管理窗口及控件的显示层级。

例如

声明：MyObject(QObject *parent = nullptr);
定义：MyObject::MyObject(QObject *parent) : QObject(parent) {}

声明：MyWidget(QWidget *parent = nullptr);
定义：MyWidget::MyWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent) {}

在这里，MyObject继承自QObject，而MyWidget继承自QWidget。每个构造函数都接受一个指向父对象的指针，并通过初始化列表将其传递给基类构造函数。这意味着创建MyObject或MyWidget实例时，可以指定它们的父对象，从而建立父子关系。

2. 传入的 this 和传入的父类窗口

在Qt中，创建子对象时通常需要传递一个父指针，以建立父子关系。常见的做法包括：

  • 传入 this：

    • 当你在一个类的成员函数中创建子对象时，通常会传入this指针作为父对象。
    • 例如，在一个窗口类中创建一个按钮：
      QPushButton *button = new QPushButton("Click Me", this);
    • 这里，this指向当前窗口对象，按钮将成为该窗口的子控件。

  • 传入具体的父类窗口：

    • 有时需要将子对象附加到特定的父窗口，而不是当前对象。
    • 例如，在一个对话框中创建一个控件，并将主窗口作为父对象：
      QPushButton *button = new QPushButton("Click Me", mainWindow);
    • 这样，按钮的生命周期将与mainWindow绑定，而不是当前对话框。

3. 跨层级的父子关系

跨层级的父子关系指的是子对象的父对象不在直接的层级结构中。例如：

  • 一个顶层窗口（如MainWindow）包含一个中间层的控件（如QWidget），该控件再包含其他子控件。
  • 或者，一个对象的父对象在不同的逻辑层级中，如业务逻辑对象的父对象是一个UI对象。

示例：

// MainWindow 是顶层窗口
MainWindow *mainWindow = new MainWindow();

// 中间层控件
QWidget *centralWidget = new QWidget(mainWindow);

// 子控件
QPushButton *button = new QPushButton("Click Me", centralWidget);

在这个例子中，button的父对象是centralWidget，而centralWidget的父对象是mainWindow。这种多层级的父子关系有助于组织复杂的界面结构，并确保对象的生命周期由顶层对象统一管理。

4. 纯代码开发

a. 创建 MyObject 并传入 this 作为父对象
// MyClass.h
#include <QObject>

class MyObject : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    explicit MyObject(QObject *parent = nullptr);
};

// MyClass.cpp
#include "MyClass.h"

MyObject::MyObject(QObject *parent) : QObject(parent) {}

// Usage in another class
#include "MyClass.h"

class AnotherClass : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    AnotherClass() {
        MyObject *obj = new MyObject(this); // 'this' 是 AnotherClass 的实例
    }
};

说明： 在 AnotherClass 中创建 MyObject 实例时，将 this 作为父对象传递，确保 MyObject 的生命周期与 AnotherClass 绑定。

b. 创建 MyWidget 并传入父窗口
// MyWidget.h
#include <QWidget>

class MyWidget : public QWidget {
    Q_OBJECT
public:
    explicit MyWidget(QWidget *parent = nullptr);
};

// MyWidget.cpp
#include "MyWidget.h"

MyWidget::MyWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent) {}

// Usage in MainWindow
#include "MyWidget.h"
#include <QMainWindow>

class MainWindow : public QMainWindow {
    Q_OBJECT
public:
    MainWindow() {
        MyWidget *widget = new MyWidget(this); // 'this' 是 MainWindow 的实例
        setCentralWidget(widget);
    }
};

说明： 在 MainWindow 中创建 MyWidget 实例时，将 this 作为父窗口传递，使 MyWidget 成为 MainWindow 的中央控件。

5. 使用 Qt Designer 拖拽控件开发：通过 Qt Designer 创建 UI，并在代码中设置父对象

假设你使用 Qt Designer 创建了一个 MainWindow，并在其中放置了一个自定义控件 MyWidget。

// mainwindow.ui
<!-- 在 Qt Designer 中拖拽一个 QWidget 并提升为 MyWidget -->

<widget class="QMainWindow" name="MainWindow">
    <widget class="MyWidget" name="myWidget" />
</widget>

// mainwindow.h
#include <QMainWindow>
#include "MyWidget.h"

namespace Ui {
class MainWindow;
}

class MainWindow : public QMainWindow {
    Q_OBJECT
public:
    explicit MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();
private:
    Ui::MainWindow *ui;
};

// mainwindow.cpp
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    // Qt Designer 已经自动将 MyWidget 的父对象设置为 MainWindow
}

MainWindow::~MainWindow() {
    delete ui;
}

说明： 使用 Qt Designer 拖拽 MyWidget 到 MainWindow，Designer 自动将 MyWidget 的父对象设置为 MainWindow，无需手动传递父指针。

6. 传入 this 作为父对象：在自定义控件中创建子控件

// MyWidget.cpp
#include "MyWidget.h"
#include <QPushButton>

MyWidget::MyWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent) {
    QPushButton *button = new QPushButton("Click Me", this); // 'this' 是 MyWidget 的实例
    button->setGeometry(10, 10, 100, 30);
}

说明： 在 MyWidget 的构造函数中创建一个 QPushButton，并将 this 作为父对象，使按钮成为 MyWidget 的子控件。

7. 传入具体的父类窗口：从一个窗口创建子控件，并指定不同的父窗口

#include <QMainWindow>
#include "MyWidget.h"

class MainWindow : public QMainWindow {
    Q_OBJECT
public:
    MainWindow() {
        QWidget *central = new QWidget(this);
        setCentralWidget(central);

        MyWidget *widget = new MyWidget(central); // 指定 central 为父对象
    }
};

说明： MyWidget 的父对象被指定为 central，而不是直接是 MainWindow，使其生命周期与 central 相关联。

8. 跨层级的父子关系

a. 多层级父子关系示例
#include <QMainWindow>
#include "MyWidget.h"
#include "MyObject.h"

class MainWindow : public QMainWindow {
    Q_OBJECT
public:
    MainWindow() {
        // 创建顶层控件
        MyWidget *widget = new MyWidget(this);
        setCentralWidget(widget);

        // 在 MyWidget 中创建 MyObject
        MyObject *obj = new MyObject(widget); // widget 作为 MyObject 的父对象
    }
};

说明： 这里 MyObject 的父对象是 MyWidget，而 MyWidget 的父对象是 MainWindow。这种跨层级的父子关系确保了对象的生命周期由顶层对象统一管理。

b. 跨不同逻辑层级的父子关系

假设有一个业务逻辑类 BusinessLogic 继承自 MyObject，需要将其父对象设置为 UI 层的 MainWindow。

// BusinessLogic.h
#include "MyObject.h"

class BusinessLogic : public MyObject {
    Q_OBJECT
public:
    explicit BusinessLogic(QObject *parent = nullptr);
};

// BusinessLogic.cpp
#include "BusinessLogic.h"

BusinessLogic::BusinessLogic(QObject *parent) : MyObject(parent) {}

// Usage in MainWindow
#include "BusinessLogic.h"

class MainWindow : public QMainWindow {
    Q_OBJECT
public:
    MainWindow() {
        BusinessLogic *logic = new BusinessLogic(this); // 'this' 是 MainWindow
    }
};

说明： BusinessLogic 的父对象是 MainWindow，尽管它属于业务逻辑层，但通过这种方式可以确保其生命周期与 UI 层关联。

二.第二次笔记

示例一：头文件和源文件分离

// MyObject.h
#ifndef MYOBJECT_H
#define MYOBJECT_H

#include <QObject>

class MyObject : public QObject
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit MyObject(QObject *parent = nullptr); // 构造函数声明，默认 parent 为 nullptr
};

#endif // MYOBJECT_H

// MyObject.cpp
#include "MyObject.h"

MyObject::MyObject(QObject *parent) : QObject(parent) {} // 构造函数定义，初始化基类 QObject 并传递 parent

// MyWidget.h
#ifndef MYWIDGET_H
#define MYWIDGET_H

#include <QWidget>

class MyWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit MyWidget(QWidget *parent = nullptr); // 构造函数声明，默认 parent 为 nullptr
};

#endif // MYWIDGET_H

// MyWidget.cpp
#include "MyWidget.h"

MyWidget::MyWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent) {} // 构造函数定义，初始化基类 QWidget 并传递 parent

// main.cpp
#include <QApplication>
#include "MyObject.h"
#include "MyWidget.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);

    MyObject *obj = new MyObject(); // 实例化 MyObject，没有指定父对象
    MyObject *objWithParent = new MyObject(nullptr); // 实例化 MyObject，并指定 parent 为 nullptr（等同于不指定）
    MyWidget *widget = new MyWidget(); // 实例化 MyWidget，没有指定父窗口
    MyWidget *widgetWithParent = new MyWidget(nullptr); // 实例化 MyWidget，并指定 parent 为 nullptr（等同于不指定）

    widget->show(); // 显示 MyWidget 窗口

    return app.exec(); // 运行应用程序事件循环
}

示例二：一个完整的main.cpp

// main.cpp
// 这个程序演示了 Qt 中 QObject 和 QWidget 的父子关系

#include <QApplication>
#include <QObject>
#include <QWidget>
#include <QDebug>

class MyObject : public QObject
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit MyObject(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) { // 构造函数，默认 parent 为 nullptr
        if (parent)
            qDebug() << "MyObject 被创建，父对象为：" << parent;
        else
            qDebug() << "MyObject 被创建，没有父对象";
    }

    ~MyObject() { qDebug() << "MyObject 被销毁"; } // 析构函数
};

class MyWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit MyWidget(QWidget *parent = nullptr) : QWidget(parent) { // 构造函数，默认 parent 为 nullptr
        if (parent)
            qDebug() << "MyWidget 被创建，父窗口为：" << parent;
        else
            qDebug() << "MyWidget 被创建，没有父窗口";
    }

    ~MyWidget() { qDebug() << "MyWidget 被销毁"; } // 析构函数
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);

    MyObject *obj1 = new MyObject(); // 创建一个没有父对象的 MyObject 实例，obj1 没有父对象，需手动删除
     
    MyObject *obj2 = new MyObject(obj1); // 创建一个指定父对象为 obj1 的 MyObject 实例
    MyWidget *widget1 = new MyWidget(); // 创建一个没有父窗口的 MyWidget 实例
    widget1->setWindowTitle("没有父窗口的 MyWidget"); // 设置窗口标题
    widget1->resize(300, 200); // 调整窗口大小
    widget1->show(); // 显示窗口

    MyWidget *widget2 = new MyWidget(widget1); // 创建一个指定父窗口为 widget1 的 MyWidget 实例
    widget2->setWindowTitle("widget1 的子窗口 MyWidget");
    widget2->resize(200, 150);
    widget2->show();

    MyObject *obj3 = new MyObject(nullptr); // 创建一个没有父对象的 MyObject 实例，传递 nullptr，obj3 没有父对象，需手动删除
    
    MyObject *obj4 = new MyObject(widget1); // 创建一个指定父对象为 widget1 的 MyObject 实例

    MyWidget *widget3 = new MyWidget(nullptr); // 设置一个父窗口为 nullptr 的 MyWidget 实例
    widget3->setWindowTitle("没有父窗口的另一个 MyWidget");
    widget3->resize(250, 180);
    widget3->show();

    return app.exec(); // 运行应用程序事件循环

    // 注意：obj1, obj3 没有父对象，程序退出时会自动销毁
    // 在更复杂的应用中，应手动删除没有父对象的堆对象以避免内存泄漏
}

#include "main.moc"

示例三：入参为this指针的情况

项目结构

MyQtApp/
├── main.cpp
├── ParentWidget.h
├── ParentWidget.cpp
├── MyWidget.h
├── MyWidget.cpp
├── MyObject.h
├── MyObject.cpp
└── MyQtApp.pro
    1. MyQtApp.pro
QT += widgets
CONFIG += c++11

SOURCES += main.cpp \
           ParentWidget.cpp \
           MyWidget.cpp \
           MyObject.cpp

HEADERS += ParentWidget.h \
           MyWidget.h \
           MyObject.h
    1. main.cpp
#include <QApplication>
#include "ParentWidget.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);
    ParentWidget parentWidget;
    parentWidget.setWindowTitle("ParentWidget 主窗口");
    parentWidget.resize(400, 300);
    parentWidget.show();
    return app.exec();
}
    1. ParentWidget.h
#ifndef PARENTWIDGET_H
#define PARENTWIDGET_H

#include <QWidget>
#include "MyObject.h"
#include "MyWidget.h"

class ParentWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit ParentWidget(QWidget *parent = nullptr);
};

#endif // PARENTWIDGET_H
    1. ParentWidget.cpp
#include "ParentWidget.h"
#include <QDebug>

ParentWidget::ParentWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent)
{
    MyWidget *childWidget = new MyWidget(this);
    childWidget->setWindowTitle("ParentWidget 的子窗口 MyWidget");
    childWidget->resize(200, 150);
    childWidget->show();

    MyObject *childObject = new MyObject(this);
    qDebug() << "创建了 MyObject:" << childObject;
}
    1. MyWidget.h
#ifndef MYWIDGET_H
#define MYWIDGET_H

#include <QWidget>

class MyWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit MyWidget(QWidget *parent = nullptr);
};

#endif // MYWIDGET_H
    1. MyWidget.cpp
#include "MyWidget.h"

MyWidget::MyWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent)
{
    // 初始化内容（可选）
}
    1. MyObject.h
#ifndef MYOBJECT_H
#define MYOBJECT_H

#include <QObject>

class MyObject : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit MyObject(QObject *parent = nullptr);
};

#endif // MYOBJECT_H
    1. MyObject.cpp
#include "MyObject.h"

MyObject::MyObject(QObject *parent) : QObject(parent)
{
    // 初始化内容（可选）
}

预期效果

运行程序后，将显示一个标题为“ParentWidget 主窗口”的主窗口，同时弹出一个标题为“ParentWidget 的子窗口 MyWidget”的子窗口。控制台会输出创建 MyObject 的信息。

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