【Qt6】嵌套 QWindow

2023-05-02 22:48 由东邪独孤发表于 #后端开发

在上个世纪的文章中，老周简单介绍了 QWindow 类的基本使用——包括从 QWindow 类派生和从 QRasterWindow 类派生。

其实，QWindow 类并不是只能充当主窗口用，它也可以嵌套到父级窗口中，变成子级对象。咱们一般称之为【控件】。F 话不多讲，下面咱们用实际案例来说明。

这个例子中老周定义了两个类：

MyControl：子窗口对象，充当控件角色。这里实现一个类似开关的控件。【关闭】状态下，控件的背景呈现为灰色，金色方块位于最左侧；当控件处于【开启】状态下，控件背景为红色，金色方块位于最右侧。

MyWindow：作为窗口使用，里面包含 MyControl 对象。

先看 MyControl 类。

class MyControl : public QRasterWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MyControl(QWindow *parent = nullptr);

private:
    // “开启”状态时的背景色
    QColor _on_bgcolor;
    // “关闭”状态时的背景色
    QColor _off_bgcolor;
    // 当前状态
    bool _state;

signals:
    // 信号
    void stateChanged(bool isOn);

public:
    // 获取状态
    inline bool state() const { return _state; }
    // 修改状态
    inline void setState(bool s)
    {
        _state = s;
        // 发出信号
        emit stateChanged(_state);
    }

protected:
    // 重写方法
    void paintEvent(QPaintEvent *event) override;
    void mousePressEvent(QMouseEvent* evebt) override;
};

在私有成员中，两个 QColor 类型的变量分别表示控件处于【开】或【关】状态时的背景色。_state 是一个布尔值，true就是【开】，false就是【关】，用来存储控件的当前状态。

公共方法 state 获取当前状态，setState 方法用来修改当前状态，同时会发出 stateChanged 信号。信号成员咱们先放一下，后文再叙。

两个虚函数的重写。paintEvent 负责画出控件的模样；mousePressEvent 当鼠标左键按下时改变控件的状态。实现点击一下开启，再点击一下关闭的功能。

接下来是实现各个成员。先是构造函数。

MyControl::MyControl(QWindow* parent)
    :QRasterWindow::QRasterWindow(parent),
     _state(false),
     _on_bgcolor(QColor("red")),
     _off_bgcolor(QColor("gray"))
{

}

构造函数主要用来初始化几个私有成员。下面代码实现鼠标左键按下后更改状态。

void MyControl::mousePressEvent(QMouseEvent *event)
{
    if(! (event->buttons() & Qt::MouseButton::LeftButton))
        return;  // 如果按的不是左键就 PASS
    
    this->setState(!this->state());
    update();
}

每次点击后控件的状态都会取反（开变关，关变开），为了反映改变必须重新绘制控件，所以要调用 update 方法。

paintEvent 中实现绘制的过程。

void MyControl::paintEvent(QPaintEvent* event)
{
    // 如果当前为不可见状态，就不绘图了
    if(!isExposed())
        return;
    // 要绘制的区域
    QRect rect = event -> rect();

    QPainter painter;
    painter.begin(this);
    // 根据状态填充背景
    QBrush bgbrush;
    bgbrush.setStyle(Qt::SolidPattern);
    if(_state)
    {
        bgbrush.setColor(_on_bgcolor);
    }
    else
    {
        bgbrush.setColor(_off_bgcolor);
    }
    painter.fillRect(rect, bgbrush);

    QRect rectSq;
    // 如果是“开”的状态，绿色矩形在右侧
    if(_state)
    {
        rectSq.setX(rect.width() / 3 * 2);
        rectSq.setWidth(rect.width() / 3);
    }
    // 如果为“关”的状态，绿色矩形在左侧
    else{
        rectSq.setWidth(rect.width() / 3);
    }
    rectSq.setHeight(rect.height());
    painter.fillRect(rectSq, QColor("gold"));
    painter.end();
}

绘制分两步走。第一步是填充背景矩形，如果【开】就填充红色，如果【关】就填充灰色。此处用到了 QBrush 对象。根据不同颜色调用 setColor 方法来设置。这里要注意 QBrush 对象要调用 setStyle 方法设置画刷样式为 SolidPattern。这是因为 QBrush 类默认的 style 是 NoBrush，因此要手动设置一下，不然看不到绘制。

第二步是绘制小方块。当控件状态为【开】时方块在右边，状态为【关】时方块在左边。小方块的宽度是控件宽度的 1/3，高度与控件相同。要显式调用 setHeight 方法设置矩形高度（因为它默认为0）。记得小方块的左上角的 X 坐标也要调整的。

下面是窗口 MyWindow 的成员。

class MyWindow : public QRasterWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MyWindow(QWindow *parent = nullptr);

private:
    MyControl *_control;
    void initUI();

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *event) override;
};

重写的 paintEvent 方法负责画窗口的背景。私有成员 initUI 用于初始化子窗口（MyControl对象）。initUI 方法在构造函数中调用。

MyWindow::MyWindow(QWindow *parent)
    :QRasterWindow::QRasterWindow(parent)
{
    initUI();
}

void MyWindow::initUI()
{
    // 初始化窗口
    setTitle("示例程序");
    resize(550, 450);
    setMinimumSize(QSize(340, 200));
    _control = new MyControl(this);
    // 初始化子窗口
    _control->setPosition(35, 40);
    _control->resize(120, 35);
    _control->setVisible(true);
}

setVisible 方法使用控件变为可见，只有可见的对象才能被看到。

paintEvent 方法只负责画窗口背景。

void MyWindow::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    // 只填充窗口
    QPainter painter(this);
    painter.fillRect(event->rect(), QColor("blue"));
    painter.end();
}

最后写 main 函数。

int main(int argc, char** argv)
{
    QGuiApplication app(argc, argv);
    MyWindow wind;
    wind.show();
    return QGuiApplication::exec();
}

运行后，点一下子窗口，它就会改变颜色。

关于控件周围有白边（或黑边）的问题：

这个问题比较不确定，不同平台好像表现不一样。Windows 下在控件周围会多出白色区域（也可能是黑色）；在 Debian 下没有出现白边。所以，为了尽可能地避免跨平台差异导致的问题，可以用 mask 让控件区域之外的地方变为透明，这样白边黑边就会消失。

调用 setMask 方法要在重写的 resizeEvent 方法中进行，这是为了响应控件大小改变后，及时调整要透明的区域。

void MyControl::resizeEvent(QResizeEvent *event)
{
    setMask(QRect(QPoint(), event->size()));
}

刚才，咱们 MyControl 类定义了 stateChanged 信号，并在修改控件状态后发出。接下来我们用一个 lambda 表达式来充当 slot，当控件状态改变后输出调试信息（使用 qDebug 宏）。

connect(_control, &MyControl::stateChanged, this, [](bool st){
    qDebug() << "当前状态：" << st;
});

再次运行程序，每点击一下控件，控制台就会输出一条调试信息。

setMask 还有一个经典用途——制作透明窗口。下面咱们顺便讨论一下如何做不规则形状的窗口。

a、调用 setFlags 方法设置 WindowType::FramelessWindowHint 标志，去掉窗口的边框；

b、调用 setMask 方法时需要传递一个 QRegion 对象，它表示一个形状区域。这个区域可以是矩形，也可以是圆形，当然也可以是多边形。设置 mask 后，指定区域外的内容变成透明，并且不会响应用户的输入事件（鼠标、键盘等）。QRegion 对象可以进行 and、or 等运算，多个区域可以进行交集或并集处理，形成各种不规则图形。

咱位做个例子。

#ifndef APP_H
#define APP_H
#include <QColor>
#include <QSize>
#include <QWindow>
#include <QRasterWindow>
#include <QPainter>
#include <QRect>
#include <QPaintEvent>
#include <QRegion>
#include <QList>
#include <QPolygon>
#include <QPoint>
#include <QResizeEvent>

class CustWindow : public QRasterWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    CustWindow(QWindow *parent = nullptr);

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent* event) override;
    void resizeEvent(QResizeEvent* event) override;

    // 窗口没了边框无法用常规操作，于是实现双击关闭窗口
    void mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent *event) override;
};
#endif

CustWindow::CustWindow(QWindow* parent)
    :QRasterWindow::QRasterWindow(parent)
{
    setFlags(Qt::WindowType::FramelessWindowHint|Qt::WindowType::BypassWindowManagerHint);
    // 窗口位置和大小
    setGeometry(600, 500, 400, 400);
}

void CustWindow::paintEvent(QPaintEvent* event)
{
    QPainter p(this);
    p.fillRect(event->rect(), QColor("deeppink"));
    p.end();
}

void CustWindow::resizeEvent(QResizeEvent *event)
{
    QRegion rg0(QRect(QPoint(), event->size()));

    QList<QPoint> pt1 = {
        {15,16},
        {180, 300},
        {320, 300},
        {150, 57}
    };
    QPolygon pl1(pt1);
    QRegion rg1(pl1);

    QList<QPoint> pt2 = {
        {315, 20},
        {25, 160},
        {160, 320},
        {240, 150},
        {330, 30}
    };
    QPolygon pl2(pt2);
    QRegion rg2(pl2);

    QRegion rg3 = rg0 & (rg1 | rg2);
    setMask(rg3);
}

void CustWindow::mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent *event)
{
    if(event->button() == Qt::LeftButton)
    {
        this->close();   // 关闭窗口
    }
}

调用setFlags方法时，用到了 WindowType::BypassWindowManagerHint 值。Windows 下没有影响，主要是针对 X11，去除第三方主题产生的窗口阴影。

在 resize 事件处理代码中，QPolygon 类用来构建多边形，通过 QList<QPoint> 对象来指定顶点列表。上面代码中是两个不规则图形并集后，再与窗口的矩形区域取交集。最后把这个区域外的内容都设置成了透明。

运行效果如下。