QStyle

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本文介绍了如何使用qt提供的接口来设计自己的GUI风格(look and feel)，并通过一个具体的例子(使QSpinBox垂直显示)来详细说明过程。运行环境：redhat 9.0，qt-x11-free-3

1．Qt的风格

a) Qt简介 
Qt是一个跨平台的C++图形用户界面应用程序开发库，使用Qt可以开发出高质量的图形用户接口，它是完全面向对象的、易于扩展且允许真正的组件编程。Qt获得了很大的成功，特别是它的信号-槽机制是非常值得研究的通信机制，它也是Linux发行版标准组件KDE(K Desktop Enviroment)的基础。

b) 风格机制 
Qt的风格机制实现了不同平台上的图形用户接口（GUI）的观感（look and feel）,例如Windows平台上通常使用Windows或Windows-xp风格，而Unix平台上通常使用Motif、CDE风格。

下图显示了Qt中与风格相关的类的继承关系

QStyle是所有风格类的基类，它控制着所有的部件（widget即windows编程中的控件）的界面风格或观感，它定义了大量的枚举类型和十几个函数。枚举类型表示界面上的不同元素（如组合框中的按钮，按钮的边框等）；函数控制图形用户界面的绘制，但大多数函数基本上只是一些声明而没有函数实现，他们的实现在QCommonStyle、QWindowStyle、QMotifStyle及其子类中。QStyle只实现了3个函数drawItem(), itemRect(), visualRect()。

drawItem(): 负责绘制文本和象素图。 
itemRect(): 返回文本或图像所占的区域。 
visualRect(): 返回逻辑坐标，这个函数使Qt实现right-to-left风格（阿文、维文传统是文本从右向左显示，因此控件布局也是从右向左）。如下图所示：

可以看到菜单、工具条是右对齐、单选框的按钮在右边

c) 创建新风格的步骤 
在Qt中实现一种新风格的步骤很简单：只需选择一个风格类（如QCommonStyle或QStyle）作为父类，然后实现感兴趣的函数即可。难点在于函数的实现。

选择父类：可以选择QStyle, QCommonStyle, QWindowStyle, QMotifStyle以及他们的子类的任意一个作为父类。通常可以选择QWindowsStyle或QMotifStyle，也可以选择QCommonStyle甚至是QStyle，但是工作量会比较大，因为很多界面的细节需要自己实现。

重新实现必要的函数：想修改界面风格的哪部分，就重新实现与绘制那部分相关的函数，下面解释一下我们要重载的QStyle中的几个函数，这几个函数控制着图形用户界面上不同元素的布局和观感。

1）void drawPrimitive( PrimitiveElement pe,
                      QPainter *p,
                        const QRect & r,
                        const QColorGroup & cg,
                        SFlags flags = Style_Default,
                        const QStyleOption &opt = QStyleOption::Default ) ;

功能：绘制基本图形元素，如QSpinBox中的带箭头的按钮 等。

参数： PrimitiveElement pe: 这个枚举型变量表示将要绘制的基本图形界面元素（这里说的基本图形用户界面元素指GUI中不可再分的一个原子元素，如组合框

 
中的这个绘有黑色三角形的按钮，spinBox中的按钮 

QPainter *p：指向QPainter类的指针，Qt中的所有绘制操作不管是绘制文本、图形还是图像都由这个类来处理。 
QRect &r: 表示一个矩形区域，Qt在这个区域中绘制基本界面元素（PrimitiveElement）. 
QColorGroup &cg: QColorGroup表示一个部件(widget)的颜色组（color group），color group含有部件绘制自己时使用的各种颜色，譬如前景色背景色等。下图展示了color group中的各种颜色属性 

SFlags flags: 控制如何绘制图形界面元素的标志。 
QStyleOption &opt: 绘制不同的部件(widget)时会需要不同的参数，如绘制面板（panel）可能需要线宽作为额外参数而绘制焦点矩形（focus rect）可能需要背景色作为额外参数，所以Qt专门提供了一个类QStyleOption来封装不同的widget可能需要的不同的参数，opt指向这样一个类的对象。

2）void drawComplexControl(  ComplexControl control,
   QPainter *p,
   const QWidget *widget,
   const QRect &r,
   const QColorGroup &cg,
   SFlags flags = Style_Default,
   SCFlags controls = QStyle::SC_All,
   SCFlags active = QStyle::SC_None,
   const QStyleOption& opt = QStyleOption::Default)

功能：绘制复杂控制部件（widget）如SpinWidget，comboBox，slider，listView等

参数：

ComplexControl control：是一个枚举量，表示将要绘制的复杂控制部件（widget）如组合框、列表框等。 
QPainter *p：指向QPainter的指针，Qt中的所有绘制操作不管是绘制文本、图形还是图像都由这个类来处理。 
QWidget *widget：指向QWdget或其子类的指针，可以根据上面control的值转变（cast）成合适的类型，例如如果要绘制QSpinWidget，那么control取值为CC_SpinWidget,而widget指向一个QSpinWidget(QWidget的子类)的实例（instance）。使用这个变量可以访问QSpinWidget的成员函数和成员变量，譬如可以调用QSpinWidget的sizeHint函数获得这个部件的缺省大小（一个矩形空间）。 
QRect &r: 表示一个矩形区域，Qt在这个区域中绘制控件或其子部件。 
QColorGroup &cg: QColorGroup表示一个部件(widget)的颜色组（color group），color group含有部件绘制自己时使用的各种颜色，譬如前景色背景色等。 
SFlags flags: 控制如何绘制图形界面元素的标志 
SCFlags controls表示绘制复杂控制部件control的哪个子部件，缺省为SC_All,即绘制整个control而不是其某个子部件（注意control, controls是两个不同的参数） 
QStyleOption &opt: 在绘制不同的部件时可能需要不同的额外的参数，这个变量在绘制不同的widget时提供不同的信息。

3) QRect querySubControlMetrics(ComplexControl control,
            const QWidget* widget,
         SubControl sc,
         const QStyleOption&
          = QStyleOption::Default)

功能：获取子部件的坐标和尺寸信息。这个函数控制着一个复杂控件的布局，重载这个函数可以使的组合框的下拉按钮绘制在左边 而不是默认的右边。

参数： 
ComplexControl control: 枚举量，表示将要绘制的复杂控制部件（widget）如组合框、列表框等。 
QWidget *widget：指向QWidget或其子类的指针，可以根据上面control的值转变（cast）成合适的类型，例如如果要绘制QSpinWidget，那么control取值为CC_SpinWidget,而widget指向一个QSpinWidget(QWidget的子类)的实例。使用这个变量可以访问QSpinWidget的成员函数和成员变量，譬如可以调用QSpinWidget的sizeHint函数获得这个部件的缺省大小（一个矩形空间）。 
SubControl sc：枚举量，一个复杂部件可能由多个的子部件组成，使用sc变量说明要获取那个子部件的坐标和尺寸信息。 
QStyleOption &opt: 计算不同部件的尺寸时可能需要不同的额外信息,QStyleOption封装了这些信息。

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2．创建新风格

下面用一个例子来介绍一下创建新风格的整个过程，在编程之前，先看一下最终的结果是什么样的。(在Qt内部QSpinBox类是通过QSpinWidget实现的)

默认风格的效果：

使用新风格的效果：

可以看到在新风格中我们的SpinBox有了垂直显示的效果。下面我们按上面说明的步骤来创建一种新的风格。

1）选择基类：我们选择QWindowsStyle类作为我们新风格类的基类，当然也可以选择QMotifStyle，在这个例子种也可以选择QCommonStyle。一般不建议选择QCommonStyle作为基类，因为QCommonStyle只实现了一部分界面部件，如果要实现一个完整的风格类，我们需要重新写很多代码。

2）重载相关的函数：在这个例程中我们只修改了spinBox的风格，实现这个部件（widget）只与QStyle类的三个函数drawPrimitive, drawComplexControl, qureySubControlMerics相关，所以我们只需重载这三个函数的相关部分代码.下面对代码中的关键部分做一下注释，不重要的部分省略了。详细的代码可以从后面下载。

绘制spinbox中按钮的函数：

void CustomStyle::drawPrimitive( PrimitiveElement pe,
                         QPainter * p,
                            const QRect & r,
                            const QColorGroup & cg,
                            SFlags flags,
                            const QStyleOption & opt ) const
{
/*PE_SpinWidgetUp,PE_SpinWidgetDown表示spinBox中的下按钮和上按钮，
下面的代码使得这两个按钮中的三角形分别向左和向右*/
if ((pe == PE_SpinWidgetUp) || (pe == PE_SpinWidgetDown)){
  int fw = pixelMetric( PM_DefaultFrameWidth, 0 );//fw表示边框宽度，默认为2
  QRect br;  //spinBox上按钮的边界矩形不是spinBox的边界矩形。
  br.setRect( r.x() + fw, r.y() + fw, r.width() - fw*2,
      r.height() - fw*2 );
  p->fillRect( br, cg.brush( QColorGroup::Button ) );
  int x = r.x(), y = r.y(), w = r.width(), h = r.height();
  int sw = w-4;
  int sh = sw/2 + 2;      // Must have empty row at foot of arrow
  int sx = x + w / 2 - sw / 2 - 1;
  int sy = y + h / 2 - sh / 2 - 1;
  QPointArray a;
/* 设置三角形的三个点的坐标，修改这三个点可以使得QSpinBox上按钮里的三角型呈现任意的形状，
下面的设置使得三角形表示的箭头分别向左和向右。*/
  if ( pe == PE_SpinWidgetDown )
      a.setPoints( 3,  0, sh/2,  sw-1, 1,  sw-1, sh-1 );
   else
      a.setPoints( 3,  0, 1,  0, sh-1,  sw-1, sh/2 );
  ...........
  p->drawPolygon( a );    //绘制三角形
}else if((pe == PE_ButtonBevel) || (pe == PE_ButtonCommand) || (pe == PE_ButtonTool)
|| (pe == PE_ButtonDropDown) || (pe == PE_HeaderSection))
    { //绘制按钮的各种效果使得看起来凸起或凹下。
     qDrawShadePanel(p, r, cg, flags & (Style_Sunken | Style_Down | Style_On),
  1, &cg.brush(QColorGroup::Button));
    }else{
/*对于其他基本图形元素(PrimitiveElement)的绘制我们不作处理只是简单的调用父类的函数。*/
  QWindowsStyle::drawPrimitive( pe, p, r, cg, flags, opt);
    }
}

绘制整个spinBox的函数：

void CustomStyle::drawComplexControl( ComplexControl control,
           QPainter *p,
           const QWidget *widget,
           const QRect &r,
           const QColorGroup &cg,
           SFlags flags,
           SCFlags controls,
           SCFlags active,
           const QStyleOption& opt ) const
{
//下面的代码使得spinWidget呈现垂直显示的风格而不是通常的水平显示
if (control == CC_SpinWidget) {
  const QSpinWidget * sw = (const QSpinWidget *) widget;
  //绘制向上按钮部分，controls默认为SC_All，即绘制整个spinwidget
  if ( controls & SC_SpinWidgetUp ) {

      if ( sw->buttonSymbols() == QSpinWidget::PlusMinus )
    pe = PE_SpinWidgetPlus;  // 使用加减号

else
    pe = PE_SpinWidgetUp;   // 使用三角形

QRect re = sw->upRect();
      QColorGroup ucg = sw->isUpEnabled() ? cg : sw->palette().disabled();
      drawPrimitive(PE_ButtonBevel, p, re, ucg, flags); //绘制按钮的边框
   drawPrimitive(pe, p, re, ucg, flags);    //绘制按钮
  }
  //绘制向左按钮部分。
  if ( controls & SC_SpinWidgetDown ) {
    /*与绘制向下按钮相似*/
  }
}else{//不处理spinbox之外的其他复杂控制部件，调用父类函数处理
QWindowsStyle::drawComplexControl(control, p, widget, r, cg, flags, controls, active, opt);
    }
}

获取部件（widget）中各个子部件布局信息的函数，这个函数控制着一个widget的外观

QRect CustomStyle::querySubControlMetrics( ComplexControl control,
         const QWidget *widget,
         SubControl sc,
         const QStyleOption &opt ) const
{
    if(control == CC_SpinWidget){
     int fw = pixelMetric( PM_SpinBoxFrameWidth, widget);
/*QSize 定义二维对象的大小,也就是宽和高. 坐标类型是QCOORD定义为int)*/
  QSize bs;  //此处bs表示每个按钮的大小,因为有两个按钮所以下面除以2.
  bs.setWidth(widget->width()/2 -fw);
  if(bs.width() < 8) bs.setWidth(8);
  /*按钮高度设置为QMIN{按钮宽度的1.6倍, 部件高度的四分之一}
  bs.setHeight(  QMIN(bs.width()*8/5, widget->height() / 4) );
  bs = bs.expandedTo( QApplication::globalStrut() );

  int x = fw;
  int y, ly, ry;
  y = widget->height() - x - bs.height();
  ly = fw;
  ry = y - fw;
 //下面定义了QSpinWidget的各个子部件的坐标位置.
 switch ( sc ) {
 case SC_SpinWidgetUp:
  //返回向右按钮的坐标信息
     return QRect(x + bs.width(), y, bs.width(), bs.height());
 case SC_SpinWidgetDown:
  //返回向左按钮的坐标信息
     return QRect(x, y, bs.width(), bs.height());
 case SC_SpinWidgetButtonField:
  //返回两个按钮的总区域大小
     return QRect(x, y, widget->width() - 2*fw, bs.height());
 case SC_SpinWidgetEditField:
/*返回可编辑框的坐标信息*/
     return QRect(fw, ly, widget->width() - 2*fw, ry);
 case SC_SpinWidgetFrame:
  //返回整个spinBox的坐标信息
     return widget->rect();
 default:
     break;
 }
    }else{//其它部件的布局信息调用父类的函数来处理。
  return QWindowsStyle::querySubControlMetrics(control,widget,sc,opt );
    }
    return QRect();
}

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3．使用新风格

有两种方法使用新风格，一种是作为插件，一种是在应用程序里直接使用。作为插件的风格可以在不用修改代码、不用重新编译的情况下使用新风格。由于本文着重介绍如何创建风格所以我们使用第一种方法。这种方法很简单，只需在应用程序中包含相应风格类的头文件，然后把main（）函数第一句可执行代码设置为QApplication::setStyle(new MyStyle())即可。

下面我们用一个小例子来看看效果。

#include <qapplication.h>
#include <qspinbox.h>
#include "customstyle.h"
int main( int argc, char **argv )
{
    QApplication::setStyle(new CustomStyle()); //使用新风格类来绘制界面。
    QApplication a( argc, argv );
    QSpinBox spin( 0, 15 );
    spin.resize( 20, 100 );
    a.setMainWidget( &spin );
    spin.show();
    return a.exec();
}

然后编译运行即可看到效果。

Ps. qt中编译使用qmake，步骤为

• 创建源程序
• 同一目录下运行qmake -project
• qmake
• make
• 运行可执行程序。

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4．进一步工作

1）默认大小：细心的朋友可能看到上面的代码中有一句：spin.resize( 20, 100 )，这一句设置spinbox的长度为20象素，宽度为100个象素。如果没有这一句的话，显示的结果会一团糟，两个按钮几乎看不到

，因为qt默认的显示是水平显示而根本没有考虑垂直显示的情况。

如果想让spinbox在默认情况下看起来长度窄而宽度高需要修改QSpinBox类中的sizeHint函数，这个函数功能是设置部件(widget)的默认尺寸。在qt中几乎每个GUI部件类都有sizeHint这个函数来设置它自己的默认的长和宽。

文本垂直显示：在此例中虽然控件spinbox达到了垂直显示的效果，但是文本仍旧是水平显示的，因此要达到真正的垂直显示需要了解qt的文本显示机制。