QtWidgets 是 Qt 框架中用于創建傳統桌面應用程序圖形用戶界面(GUI)的核心模塊。在 Qt 6.0 中，QtWidgets 模塊繼續提供豐富的 UI 組件和功能，盡管 Qt 正在向 QML 方向演進，但 QtWidgets 仍然是許多桌面應用程序的基礎。

一、主要功能

1. 基礎窗口部件

   • QWidget: 所有用戶界面對象的基類

   • QMainWindow: 提供主應用程序窗口，帶有菜單欄、工具欄和狀態欄

   • QDialog: 對話框窗口的基類

2. 布局管理

   • QVBoxLayout/QHBoxLayout: 垂直/水平布局

   • QGridLayout: 網格布局

   • QFormLayout: 表單布局

   • QStackedLayout: 堆疊布局（多頁面）

3. 基本控件

   • QLabel: 文本和圖像顯示

   • QPushButton: 按鈕

   • QLineEdit: 單行文本輸入

   • QTextEdit: 多行富文本編輯器

   • QComboBox: 下拉選擇框

   • QCheckBox: 復選框

   • QRadioButton: 單選按鈕

   • QSpinBox/QDoubleSpinBox: 數字輸入框

   • QSlider/QDial: 滑塊控件

4. 高級控件

   • QListView/QTreeView/QTableView: 模型/視圖架構的列表、樹和表格視圖

   • QTabWidget: 標簽頁控件

   • QToolBox: 工具箱控件

   • QGroupBox: 分組框

   • QSplitter: 可調整大小的分割器

   • QScrollArea: 可滾動區域

   • QStatusBar: 狀態欄

   • QToolBar: 工具欄

   • QMenu/QMenuBar: 菜單和菜單欄

5. 圖形顯示

   • QGraphicsView/QGraphicsScene: 高級圖形視圖框架

   • QOpenGLWidget: OpenGL 集成

6. 對話框

   • QFileDialog: 文件選擇對話框

   • QColorDialog: 顏色選擇對話框

   • QFontDialog: 字體選擇對話框

   • QMessageBox: 消息對話框

   • QInputDialog: 輸入對話框

7. 樣式和外觀

   • QStyle: 抽象基類，定義GUI外觀

   • 支持多種內置樣式(Windows, Fusion等)

   • 通過QSS(Qt Style Sheets)實現樣式定制

二、Qt 6.0 中的變化

????????在 Qt 6.0 中，QtWidgets 模塊相對于 Qt5 有以下主要變化：

1. 模塊化增強: Qt6 更加模塊化，QtWidgets 現在是一個完全獨立的模塊

2. 移除廢棄API: 刪除了許多在 Qt5 中已標記為廢棄的 API

3. 高DPI支持改進: 對高分辨率顯示器的支持更好

4. 與Qt Quick分離: Qt Widgets 和 Qt Quick 現在是更獨立的選項

三、典型用法示例

#include <QApplication>
#include <QMainWindow>
#include <QPushButton>
#include <QVBoxLayout>
#include <QWidget>int main(int argc, char *argv[]) {QApplication app(argc, argv);QMainWindow mainWindow;QWidget *centralWidget = new QWidget(&mainWindow);QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout(centralWidget);QPushButton *button = new QPushButton("Click Me", centralWidget);layout->addWidget(button);QObject::connect(button, &QPushButton::clicked, []() {qDebug() << "Button clicked!";});mainWindow.setCentralWidget(centralWidget);mainWindow.show();return app.exec();
}

QtWidgets 是開發復雜桌面應用程序的強大工具，特別是需要精細控制UI或處理大量數據的應用程序。

四、QtWidgets模塊架構設計

1. 基礎架構層次

QtWidgets 建立在幾個關鍵 Qt 模塊之上，形成分層架構：

應用程序層 (您的代碼)
↑
Qt Widgets 層 (QWidget, QLabel, QPushButton 等)
↑
Qt GUI 層 (QPaintDevice, QPainter, QImage 等)
↑
Qt Core 層 (QObject, QEvent, QSignal/Slot 等)
↑
平臺抽象層 (QPA - Qt Platform Abstraction)

2. 核心設計原則

2.1 基于 QObject 的繼承體系

• 所有 Widget 都繼承自?QObject?和?QPaintDevice

• 通過?QWidget?基類提供通用窗口功能

• 使用 C++ 單繼承與 Qt 的元對象系統結合

2.2 事件驅動模型

• 基于?QEvent?的事件系統

• 事件處理流程：事件產生 → 事件分發 → 事件過濾 → 事件處理

• 主要事件類型：鼠標事件、鍵盤事件、繪制事件、定時器事件等

2.3 信號與槽機制

• 所有 Widget 都可以發送信號和定義槽

• 實現組件間的松耦合通信

• Qt 6 中使用基于函數指針的新語法

3. 主要組件架構

3.1 窗口系統架構

QApplication (單例，管理全局狀態)
│
├── QWidget (基礎窗口對象)
│   ├── QFrame (帶邊框的窗口)
│   │   ├── QLabel
│   │   ├── QLCDNumber
│   │   └── ...
│   │
│   ├── QAbstractButton (按鈕基類)
│   │   ├── QPushButton
│   │   ├── QCheckBox
│   │   └── QRadioButton
│   │
│   └── QMainWindow (主窗口框架)
│       ├── QMenuBar
│       ├── QToolBar
│       └── QStatusBar
│
└── QDialog (對話框)├── QFileDialog├── QColorDialog└── ...

3.2 布局管理系統

• 基于?QLayout?抽象基類

• 布局管理器負責：

  • 計算子部件的大小和位置

  • 響應大小變化

  • 處理內容邊距和間距

• 主要實現類：

  • QBoxLayout?(垂直/水平布局)

  • QGridLayout?(網格布局)

  • QFormLayout?(表單布局)

3.3 繪圖系統

• 基于?QPainter?的即時模式繪圖

• 使用?QPaintDevice?作為繪圖目標

• 支持：

  • 矢量圖形繪制

  • 文本渲染

  • 圖像處理

  • 變換和合成

3.4 樣式系統

• QStyle?抽象基類定義接口

• 平臺相關的樣式實現：

  • QWindowsStyle

  • QFusionStyle

  • QMacStyle?等

• 支持通過 Qt 樣式表(QSS)進行外觀定制

4. 模型/視圖架構

Model (數據) → View (顯示) → Delegate (渲染/編輯)

• 分離數據與顯示

• 標準模型類：QStandardItemModel

• 視圖類：QListView,?QTreeView,?QTableView

• 委托類：QItemDelegate,?QStyledItemDelegate

5. 多平臺支持架構

通過 Qt Platform Abstraction (QPA) 層實現：

• 將平臺相關代碼抽象為接口

• 運行時加載適當的平臺插件

• 支持 Windows、macOS、Linux/X11、Wayland 等

6. 線程模型

• GUI 操作限制在主線程(UI線程)

• 使用?QMetaObject::invokeMethod?進行跨線程調用

• 通過信號槽的自動連接類型管理線程間通信

7. Qt 6.0 中的架構改進

1. 更清晰的模塊邊界：

   • QtWidgets 不再依賴 QtGui 中的某些類

   • 更明確的職責分離

2. 高DPI處理改進：

   • 更一致的坐標系統處理

   • 更好的分數縮放支持

3. 渲染優化：

   • 使用更現代的圖形后端

   • 改進的軟件渲染路徑

4. 移除廢棄API：

   • 清理了長期標記為廢棄的接口

   • 簡化了類層次結構

8. 典型執行流程

操作系統QWidgetQApplication應用程序操作系統QWidgetQApplication應用程序創建QApplication實例創建主窗口部件注冊窗口進入事件循環發送事件(鼠標/鍵盤等)分發事件處理事件更新屏幕顯示

這種架構設計使 QtWidgets 能夠提供豐富的功能，同時保持跨平臺的一致性和靈活性，是構建復雜桌面應用程序的強大基礎。