在Qt應用程序開發中，mainwindow.ui, mainwindow.h, 和 ui_mainwindow.h 這三個文件之間有著緊密的聯系，共同構成了使用Qt Designer設計的圖形用戶界面（GUI）應用程序的基礎。下面是這三個文件各自的作用及它們之間的關聯：

mainwindow.ui: 這是一個XML格式的文件，由Qt Designer生成和編輯。它描述了窗口的用戶界面布局，包括各個控件（如按鈕、標簽、輸入框等）的位置、大小、屬性以及它們之間的關系。在設計階段，開發者可以通過拖拽界面元素來直觀地構建界面，而無需編寫任何代碼。

mainwindow.h: 這是你的主窗口類（通常繼承自QMainWindow）的頭文件。它定義了MainWindow類的接口和屬性，比如類的成員變量、信號、槽函數等。在這個文件中，你會看到一個私有成員變量Ui::MainWindow *ui;，這是為了將UI設計與業務邏輯分離。這個ui指針是用來訪問和操作mainwindow.ui中定義的界面元素的。

ui_mainwindow.h: 當你使用Qt的UI編譯器（uic）處理mainwindow.ui文件時，它會被自動轉換為這個C++頭文件。ui_mainwindow.h包含了從.ui文件生成的用戶界面類，這個類是Ui::MainWindow。這個類中包含了界面元素的實例以及與它們交互的方法，比如setupUi函數，該函數負責根據.ui文件的定義來設置和布局窗口的界面元素。在mainwindow.h中通過包含ui_mainwindow.h，使得MainWindow類能夠訪問到這些界面元素。

如果說沒有包含這個ui_mainwindow.h的話，代碼的報錯信息是這樣子的：

總結起來，mainwindow.ui是設計階段的可視化界面布局，ui_mainwindow.h是這個設計在編譯時被轉換成的C++代碼，用來實例化和控制界面元素，而mainwindow.h則是你的主窗口類的聲明，通過包含ui_mainwindow.h并定義一個Ui::MainWindow類型的指針，使得你能夠在C++代碼中操作和響應用戶界面。