Qt核心类简介

Qt 核心类包括 QObject、QApplication、QWidget、QMainWindow、QLayout 等，提供事件机制、窗口管理、布局控制等 GUI 应用的基础支持。

发表于 2025/06/04

作者 Sylvan

27 分钟阅读

Qt核心类简介

Qt 核心类主要分为 对象类（继承 QObject） 和 值类（如 QString, QVariant）。
QObject 是核心中的核心，QWidget 是所有 GUI 控件的起点。
值类是轻量级、无需继承，适合数据封装与传递。

Qt 核心类（Core Classes）

这是 Qt 的“非图形”基础组件，属于模块 QtCore，很多都继承自 QObject。

类名	说明
`QObject`	所有 Qt 对象的基类，提供信号槽、事件、元对象等支持
`QCoreApplication`	所有 Qt 应用的主程序类（控制事件循环）
`QString`	字符串类，Unicode 安全
`QByteArray`	字节数组，常用于网络、文件
`QVariant`	类型安全的值容器（可以存 int、QString 等）
`QTimer`	定时器类
`QThread`	多线程支持
`QEvent`	所有事件的基类
`QDebug`	调试输出支持（配合 `qDebug()` 使用）
`QFile`, `QDir`, `QTextStream`	文件和 IO 相关类
`QDateTime`	日期时间类
`QMap`, `QList`, `QVector`, `QSet`	容器类

Qt GUI 与窗口系统核心类

这是构建图形界面所需的核心类（模块 QtWidgets、QtGui）：

类名	说明
`QWidget`	所有图形界面控件的基类
`QMainWindow`	主窗口类，包含菜单栏、工具栏、状态栏等
`QApplication`	GUI 应用程序入口（继承自 `QCoreApplication`）
`QPainter`	画图类，2D 绘图操作的核心
`QLayout`	布局管理器的基类
`QPushButton`, `QLabel`, `QLineEdit`	各种控件类
`QDialog`	对话框窗口的基类
`QEventLoop`, `QMouseEvent`, `QKeyEvent`	事件系统

类继承结构（简化图）

这里是一个简化的继承结构图（→ 表示继承）：

  
QObject
├── QCoreApplication
│     └── QApplication
├── QThread
├── QTimer
├── QPaintDevice                // 绘图设备基类，提供绘图目标支持
│    └── QWidget               // 界面控件基类，所有可视控件都从这里继承
│         ├── QMainWindow      // 主窗口，支持菜单栏、工具栏、状态栏
│         ├── QDialog          // 对话框基类
│         ├── QPushButton      // 按钮
│         ├── QLabel           // 标签，显示文本或图片
│         ├── QFrame           // 框架控件，容器类
│         ├── QAbstractScrollArea // 滚动区域基类
│         │     ├── QTextEdit       // 富文本编辑控件
│         │     └── QPlainTextEdit  // 纯文本编辑控件
│         ├── QScrollBar       // 滚动条
│         └── ... 其他控件
├── QLayout                   // 布局管理基类，非控件类，负责控件排列
│     ├── QBoxLayout          // 盒布局
│     │     ├── QHBoxLayout   // 水平布局
│     │     └── QVBoxLayout   // 垂直布局
│     ├── QGridLayout         // 网格布局
│     ├── QFormLayout         // 表单布局
│     └── ... 其他布局类
├── QAction                   // 动作类，菜单、工具栏的抽象操作
├── QObjectUserData           // 用户自定义数据
└── ... 其他 QObject 派生类

再加上一些非 QObject 类（值类、工具类）：

  
QString
QByteArray
QVariant
QList<T>
QMap<Key, T>
QDateTime
QFile
QTextStream

模块结构概览（常用模块）

模块	功能
`QtCore`	所有非图形类（QObject、容器、文件、多线程）
`QtGui`	图形支持（颜色、字体、图像、绘图）
`QtWidgets`	可视化控件（按钮、窗口、布局）
`QtNetwork`	网络支持（TCP、HTTP、SSL）
`QtMultimedia`	音频、视频支持
`QtSql`	数据库接口
`QtQuick` / `QtQml`	QML 引擎（用于移动和嵌入式）

QObject

QObject 是 Qt 框架中最核心的基类之一，几乎所有 Qt 对象模型的关键特性都依赖于它。
可以将 QObject 看作 Qt 中“具备元信息和事件响应能力”的对象基类。
QObject 是 Qt 框架的基石，支撑了：
- 内存管理（对象树）
- 信号与槽机制
- 事件系统
- 元对象反射机制
- 属性系统

基本介绍

  
#include <QObject>

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

QObject 是所有使用 Qt 元对象系统（如信号与槽、对象树、动态属性等）类的基类。
若一个类继承自 QObject 并使用信号与槽机制，则必须添加 Q_OBJECT 宏。

主要功能

1. 对象树结构（Parent-Child）

QObject 支持对象之间的父子关系，这使得内存管理更为方便。
父对象会在析构时自动删除其所有子对象。

  
QObject *parent = new QObject;
QObject *child = new QObject(parent); // parent 持有 child

底层原理（简化）

每个 QObject 内部有一个 _parent 指针和一个 children 列表。
当你构造一个对象并传入 parent，Qt 会把这个对象加进 parent 的 children() 列表中。
析构时会遍历子对象并依次 delete 掉。

简单验证

  
#include <QCoreApplication>  // Qt 核心应用类，提供事件循环等功能
#include <QObject>           // Qt 核心对象基类，支持对象树、信号槽等机制
#include <QDebug>            // 用于调试输出的类和函数

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 创建 Qt 核心应用实例，argc 和 argv 传递给应用，支持事件处理
    QCoreApplication a(argc, argv);

    // 创建一个 QObject 对象，没有指定父对象（nullptr），作为父节点
    QObject *p = new QObject();

    // 创建两个 QObject 对象，传入父对象 p，表示它们是 p 的子对象
    QObject *c1 = new QObject(p);
    QObject *c2 = new QObject(p);

    // 输出 c1 的父对象指针地址，应该是 p
    qDebug() << "Parent:" << c1->parent();

    // 输出 p 的所有子对象列表，应该包含 c1 和 c2
    qDebug() << "Children of p:" << p->children();

    // 启动事件循环，通常用于 GUI 或需要事件驱动的程序
    return a.exec();
}

2. 信号与槽（Signal & Slot）机制

QObject 支持基于观察者模式的信号与槽机制，是 Qt 编程的核心特性之一。

  
connect(sender, &Sender::signalName, receiver, &Receiver::slotName);

编译器通过元对象编译器（moc）处理 Q_OBJECT 宏生成必要的代码支持信号与槽。

3. 事件系统

QObject 提供 event()、eventFilter()、installEventFilter() 等机制，支持事件的分发与过滤。
- event(QEvent *event)：所有事件都会先经过这个函数，可以重写它来统一处理不同类型的事件。
- eventFilter(QObject *watched, QEvent *event)：允许一个对象拦截另一个对象的事件，在事件送到目标对象之前先被“过滤”。
- installEventFilter(QObject *filterObj)：给某个对象安装一个事件过滤器，让 filterObj 先接收并可以处理这个对象的事件。
常用于控件间交互与事件劫持。

简单举例：使用事件过滤器拦截鼠标点击事件

假设我们想在一个按钮点击之前拦截它的鼠标按下事件，做一些自定义处理：

  
#include <QApplication>  // Qt 应用程序管理类，负责事件循环等
#include <QPushButton>   // 按钮控件
#include <QEvent>       // 事件类基类，包含事件类型定义
#include <QDebug>       // 调试输出类

// 自定义事件过滤器类，继承自 QObject
class FilterObj : public QObject {
protected:
    // 重写事件过滤器方法，用于拦截事件
    bool eventFilter(QObject *watched, QEvent *event) override {
        // 判断事件类型是否是鼠标按下事件
        if (event->type() == QEvent::MouseButtonPress) {
            qDebug() << "鼠标点击事件被拦截了！";
            // 返回 true，表示事件被过滤掉，后续目标对象不会收到该事件
            return true;
        }
        // 对其他事件，调用父类默认的事件过滤器处理
        return QObject::eventFilter(watched, event);
    }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 创建应用程序对象，管理应用程序的控制流和主设置
    QApplication a(argc, argv);

    // 创建一个按钮控件，文本显示“点击我”
    QPushButton button("点击我");

    // 创建事件过滤器对象
    FilterObj filter;

    // 给按钮安装事件过滤器，使 filter 可以拦截按钮的事件
    button.installEventFilter(&filter);

    // 显示按钮窗口
    button.show();

    // 进入 Qt 事件循环，等待事件发生
    return a.exec();
}

4. 元对象系统（Meta-Object System）

通过 metaObject() 可获取类的元信息（如类名、属性、信号、槽等）。
QObject 支持运行时类型识别（RTTI）：

  
object->metaObject()->className();
object->inherits("QWidget"); // 判断是否继承自 QWidget

5. 动态属性系统

可通过 setProperty() 和 property() 在运行时动态添加、修改和读取属性。

  
object->setProperty("level", 42);
int level = object->property("level").toInt();

6. 定时器机制

QObject 支持启动定时器并重写 timerEvent() 接收定时器事件：

  
int id = startTimer(1000); // 1 秒定时
void timerEvent(QTimerEvent *event) override;

每 1 秒打印一次计数器

counter.h

  
#ifndef COUNTER_H
#define COUNTER_H

#include <QObject>
#include <QTimerEvent>
#include <QDebug>

class Counter : public QObject {
    Q_OBJECT

private:
    int counter = 0;
    int timerId = 0;

protected:
    void timerEvent(QTimerEvent *event) override {
        if (event->timerId() == timerId) {
            counter++;
            qDebug() << "定时器触发，第" << counter << "次";
            if (counter >= 5) {
                qDebug() << "停止定时器";
                killTimer(timerId);
                QCoreApplication::quit();
            }
        }
    }

public:
    Counter() {
        timerId = startTimer(1000);
        qDebug() << "定时器已启动";
    }
};

#endif // COUNTER_H

main.cpp

  
#include "Counter.h"
#include <QApplication>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication a(argc, argv);
    Counter c;  // 创建并启动定时器对象
    return a.exec();
}

常用成员函数

函数	功能描述
`QObject(QObject *parent = nullptr)`	构造函数，设置父对象
`~QObject()`	析构函数，自动销毁子对象
`setObjectName(const QString &)`	设置对象名
`objectName()`	获取对象名
`parent()` / `children()`	获取父/子对象
`deleteLater()`	延迟删除对象（线程安全）
`installEventFilter(QObject *)`	安装事件过滤器
`isWidgetType()`	判断是否为 QWidget 类型

使用注意事项

若使用信号与槽，必须添加 Q_OBJECT 宏并使用 moc 编译。
QObject 不允许被拷贝：其拷贝构造和赋值操作被禁用（QObject 的子类也禁止拷贝）。
子类构造函数要传递 parent 给 QObject 构造函数，保证对象树正确。

QWidget

QWidget 是 Qt 框架中所有用户界面控件（窗口部件）的基类。它既可以作为一个顶层窗口（独立窗体），也可以作为其他窗口部件的容器（子控件）。

基本定义

头文件：#include <QWidget>
模块：Qt Widgets
继承关系：QObject → QPaintDevice → QWidget
作用：提供窗口控件的显示、布局管理、事件处理、绘图等基础功能。

QWidget 的主要功能

窗口和控件管理

可以创建顶层窗口（没有父控件）或嵌套控件（有父控件）。
管理控件的大小、位置、可见性、样式、窗口标题等。
支持窗口类型设置（如弹出窗口、对话框、工具窗口等）。

事件处理

支持鼠标事件（点击、移动、双击等）、键盘事件（按键）、窗口事件（关闭、移动、调整大小）。
支持事件过滤，允许自定义事件响应。
支持信号与槽机制，配合事件处理做交互。

绘图

提供 paintEvent()，可重写来自定义绘制内容。
通过 QPainter 在控件上绘制图形、文字、图片。

布局管理

可以设置布局管理器（如 QHBoxLayout、QVBoxLayout 等），自动安排子控件位置和大小。
提供尺寸策略（size policies）和尺寸提示（size hint）来辅助布局。

父子关系管理

支持父控件和子控件的层级关系。
父控件销毁时自动销毁所有子控件，避免内存泄漏。

常用成员函数

函数名	说明
`show()`	显示控件
`hide()`	隐藏控件
`resize(int w, int h)`	调整控件大小
`move(int x, int y)`	移动控件位置
`setWindowTitle(const QString &title)`	设置窗口标题
`setLayout(QLayout *layout)`	设置布局管理器
`update()`	请求重绘控件
`repaint()`	立即重绘控件
`setFocus()`	设置控件为焦点
`setAttribute(Qt::WidgetAttribute)`	设置控件属性

重要事件函数（可重写）

void paintEvent(QPaintEvent *event) 处理控件的绘制事件，自定义界面时重写此函数。
void mousePressEvent(QMouseEvent *event) 鼠标按下事件。
void mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event) 鼠标释放事件。
void keyPressEvent(QKeyEvent *event) 键盘按键按下事件。
void resizeEvent(QResizeEvent *event) 控件大小改变时触发。
void closeEvent(QCloseEvent *event) 窗口关闭事件。

示例代码

  
#include <QApplication>
#include <QWidget>
#include <QPainter>    // 用于绘图
#include <QMouseEvent> // 处理鼠标事件

// 自定义控件类，继承自 QWidget
class MyWidget : public QWidget {
public:
    MyWidget(QWidget *parent = nullptr) : QWidget(parent) {
        // 设置控件的初始大小
        resize(400, 300);

        // 设置控件标题（如果是顶层窗口）
        setWindowTitle("Detailed QWidget Example");

        // 使控件可以接收键盘焦点
        setFocusPolicy(Qt::StrongFocus);
    }

protected:
    // 重写绘制事件，绘制自定义内容
    void paintEvent(QPaintEvent *event) override {
        QPainter painter(this);  // 创建绘图对象，目标是当前控件

        // 填充背景颜色为浅灰色
        painter.fillRect(rect(), Qt::lightGray);

        // 设置画刷为蓝色，绘制一个矩形填充控件区域
        painter.setBrush(Qt::blue);
        painter.drawRect(50, 50, 300, 200);

        // 设置画笔颜色为白色，绘制文本
        painter.setPen(Qt::white);
        painter.setFont(QFont("Arial", 20));
        painter.drawText(rect(), Qt::AlignCenter, "Hello QWidget");
    }

    // 重写鼠标按下事件，打印点击位置
    void mousePressEvent(QMouseEvent *event) override {
        // 打印点击的坐标位置
        qDebug("Mouse pressed at (%d, %d)", event->x(), event->y());
    }

    // 重写键盘按键事件，响应按键
    void keyPressEvent(QKeyEvent *event) override {
        if (event->key() == Qt::Key_Escape) {
            // 按下 ESC 键时关闭窗口
            close();
        }
    }

    // 窗口调整大小事件，可以做自适应处理
    void resizeEvent(QResizeEvent *event) override {
        qDebug("Window resized: width=%d, height=%d",
               event->size().width(), event->size().height());
    }
};

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

    MyWidget window;  // 创建自定义控件实例
    window.show();    // 显示窗口

    return app.exec();  // 进入 Qt 事件循环
}

QApplication

QApplication 是 Qt 应用程序中图形界面（GUI）程序的核心类之一，定义在头文件 <QApplication> 中。它管理应用程序的控制流和主要设置，是所有使用 Qt GUI 的程序所必须创建的对象。

基本作用

QApplication 类的主要功能包括：

初始化图形界面应用程序的环境 如设置字体、样式、窗口图标、国际化等。
事件循环管理 提供 exec() 方法来启动主事件循环，处理用户输入、窗口更新等事件。
全局状态管理 例如全局剪贴板、应用程序样式、主屏幕信息、应用级别的信号等。

常见用法

  
#include <QApplication>
#include <QPushButton>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);  // 必须首先创建 QApplication 对象

    QPushButton button("Hello, Qt!");
    button.show();  // 显示窗口

    return app.exec();  // 启动事件循环
}

重要成员函数

方法	作用
`exec()`	启动事件循环，阻塞直到程序退出
`quit()`	请求退出主事件循环
`setStyle()`	设置 GUI 控件风格
`setFont()`	设置应用程序全局字体
`clipboard()`	获取全局剪贴板对象
`desktop()`（Qt5）/ `screens()`（Qt6）	获取屏幕信息（多屏支持）
`activeWindow()`	获取当前活动窗口
`topLevelWidgets()`	获取所有顶层窗口指针列表

注意事项

QApplication 对象必须在任何 GUI 控件之前创建。
同一进程中只能创建一个 QApplication 实例。
Qt6 中 QApplication 被细分为 QApplication（用于 GUI）和 QCoreApplication（用于非 GUI 程序，如控制台工具、服务程序）。

Qt6 的差异（简述）

在 Qt6 中：

QGuiApplication 提供基本 GUI 功能（比如窗口系统、输入事件等）
QApplication 继承自 QGuiApplication，并引入了 widgets 支持

QMainWindow

QMainWindow 是 Qt 提供的一个高级窗口部件类，它是大多数桌面 GUI 应用的主窗口框架。它在 QWidget 的基础上扩展，提供了菜单栏（Menu Bar）、工具栏（Tool Bar）、状态栏（Status Bar）、停靠窗口（Dock Widget）*等*完整的窗口布局机制。

用法示例

  
#include <QApplication>
#include <QMainWindow>
#include <QTextEdit>

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

    QMainWindow window;
    QTextEdit *editor = new QTextEdit();
    window.setCentralWidget(editor);  // 设置中央控件
    window.resize(800, 600);
    window.show();

    return app.exec();
}

QMainWindow 的布局组成

QMainWindow 是一个有结构的窗口，支持以下组件：

  
+------------------------------------------------------+
| Menu Bar                                             |
+------------------------------------------------------+
| Tool Bar                                             |
+------------------------------------------------------+
| Dock Widgets |           Central Widget              |
|              |                                       |
|              |                                       |
+--------------+---------------------------------------+
| Status Bar                                           |
+------------------------------------------------------+

常用成员函数

方法	说明
`setCentralWidget(QWidget *)`	设置中央主控件（必须设置，否则主区域为空）
`menuBar()`	获取菜单栏指针，可添加菜单项
`addToolBar(QToolBar *)`	添加工具栏
`addDockWidget(Qt::DockWidgetArea, QDockWidget *)`	添加可停靠窗口
`statusBar()`	获取状态栏，可显示信息
`setStatusBar(QStatusBar *)`	替换默认状态栏
`setMenuBar(QMenuBar *)`	替换默认菜单栏

示例：添加菜单栏与状态栏

  
#include "widget.h"

#include <QApplication>
#include <QMainWindow>
#include <QMenuBar>
#include <QStatusBar>
#include <QTextEdit>
#include <QToolBar>

int main(int argc, char* argv[]) {
    QApplication a(argc, argv);
    QMainWindow window;

    // 中央控件
    QTextEdit* editor = new QTextEdit();
    window.setCentralWidget(editor);

    // 菜单栏
    QMenuBar* menuBar = window.menuBar();
    QMenu* fileMenu = menuBar->addMenu("File");
    fileMenu->addAction("Open");
    fileMenu->addAction("Exit");

    // 状态栏
    QStatusBar* statusBar = window.statusBar();
    statusBar->showMessage("Ready");

    // 工具栏
    QToolBar* toolBar = new QToolBar();
    toolBar->addAction("Undo");
    window.addToolBar(toolBar);
    window.show();

    return a.exec();
}

QMainWindow vs QWidget 的区别

对比项	QMainWindow	QWidget
结构化窗口支持	✅ 有菜单栏、状态栏等	❌ 手动布局
用作主窗口	✅ 推荐用作主窗口	✅ 可用，但功能少
内部默认布局	内建多区域布局系统	纯手动布局（layout）
用途	应用主界面	通用控件或子界面

QLayout

QLayout 是 Qt 中的布局管理器基类，用于自动管理多个控件在父窗口中的排列与大小调整。你可以把它理解为“布局策略”的核心接口，其子类如 QVBoxLayout、QHBoxLayout、QGridLayout 等负责具体的排布逻辑。

常见子类及用途

QLayout 是 Qt 用来控制控件排列和自动调整大小的基类，通常不会直接使用它，而是使用其派生类。

子类	描述
`QVBoxLayout`	垂直排列控件
`QHBoxLayout`	水平排列控件
`QGridLayout`	表格状排列控件
`QFormLayout`	表单式排列（左边标签，右边控件）
`QStackedLayout`	多页叠加式布局（如 tab 页）

用法示例：`QVBoxLayout`

  
#include <QApplication>
#include <QPushButton>
#include <QVBoxLayout>
#include <QWidget>

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

    QWidget window;
    QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout();

    layout->addWidget(new QPushButton("Button 1"));
    layout->addWidget(new QPushButton("Button 2"));
    layout->addWidget(new QPushButton("Button 3"));

    window.setLayout(layout);
    window.show();

    return app.exec();
}

QLayout 的核心功能

自动布局管理

自动调整子控件大小
根据窗口大小自动重新排列

边距与间距控制

setContentsMargins(left, top, right, bottom)
setSpacing(int)

嵌套布局支持

布局中可以再嵌套布局（支持复杂 UI）

主要接口（在 `QLayout` 中定义）

方法	说明
`addWidget(QWidget *)`	向布局中添加控件（子类实现）
`addLayout(QLayout *)`	添加子布局，实现嵌套
`setContentsMargins(...)`	设置四周边距
`setSpacing(int)`	设置控件之间的间距
`itemAt(int)` / `takeAt(int)`	获取/移除布局项
`count()`	子控件（项）数量
`invalidate()`	强制重新计算布局
`update()`	通知 Qt 更新布局显示

和 QWidget 的关系

QWidget::setLayout(QLayout *) 绑定布局到控件
一个 QWidget 只能设置一个顶层布局
控件一旦加入布局，它的大小和位置就由布局管理，不再需要 setGeometry() 或 resize() 手动控制

qt, qtbasics

Qt QtCoreClasses

本文由作者按照 CC BY 4.0 进行授权