Qt

Qt — это библиотека классов C++ и набор инструментального программного обеспечения для создания кросс-платформенных приложений с графическим интерфейсом (GUI). Существуют вариации для других языков: PyQt для Python, QtRuby для Ruby, Qt Jambi для Java.

Кто пользуется Qt

• Разработчики на C++, которые создают десктопные и мобильные приложения.
• Разработчики ПО для интернета вещей или для микрокомпьютеров.
• Специалисты в области специализированного оборудования: embedded-систем, промышленных роботов и другой сложной автоматики.

Сферы применения

В основном Qt используют для создания очень быстрых и высокопроизводительных приложений. Это мессенджеры, игры или сложные ресурсоемкие программы. Он популярен в сферах, имеющих повышенные требования к безопасности ПО. Среди них:

• промышленность и транспортная отрасль. На C++ и на Qt пишут программы для роботов, которые используются на производствах, в перевозке грузов и других похожих отраслях. Qt используют при написании программного обеспечения для автомобилей, кораблей и других видов транспорта;
• MedTech. Фреймворк применяют при создании программных систем и интерфейсов для медицинского оборудования;
• IoT. На C++ с Qt пишут логику для «умных» приборов, которые подключаются к интернету вещей.

С использованием Qt написаны мессенджер Telegram, продукты Autodesk, окружение рабочего стола для многих систем под ядром Linux и пр.

Модули Qt

Тут перечислена часть основных модулей — блоков программного кода библиотеки Qt. В них содержатся классы и функции для создания приложений и работы с данными.

• QtCore — ядро фреймворка.
• QtGUI — компоненты для создания интерфейсов.
• QtNetwork — функции для работы с сетевыми соединениями.
• QtSql — компоненты для работы с базами данных на основе SQL.
• QtWidgets — модуль для работы с виджетами.
• QtXml — компоненты для обработки XML, специального формата хранения файлов.
• QtXmlPatterns — инструменты для работы с языками, которые обрабатывают данные XML и организуют к нему доступ.
• QtScript — классы внутреннего скриптового языка Qt Scripts.
• QtOpenGL — инструменты для работы с библиотеками, написанными по спецификации OpenGL.
• QtSvg — компоненты для обработки векторной графики.
• QtMultimedia — инструменты для работы с мультимедиа-файлами.
• QtWebEngine — ядро браузера Chromium, адаптированное под Qt.
• QtTest — компоненты для тестирования приложений.
• Qt3Support — поддержка старых версий фреймворка.
• QtCLucene — инструменты для автоматического поиска.

Что входит в Qt

Кроме библиотеки и ее модулей, Qt содержит дополнительное ПО, утилиты, справочники и внутренние языки.

Qt Creator. Это IDE, среда программирования. Внутри Qt Creator можно писать, компилировать и запускать код, тестировать его и выполнять отладку. Среда работает в Windows, Linux и macOS.

Qt Assistant. Большой справочник и библиотека документации. Он добавляет в среду возможность открывать и читать документы, сохраненные в QCH — внутреннем формате Qt для справочных документов. Ассистент позволяет быстро разобраться в работе нужного модуля.

QT Linguist. Инструмент помогает быстрее локализовать приложение на разных языках. Используется при создании программ, которые рассчитаны на мультиязычную аудиторию.

Qt Designer. Инструмент позволяет быстро создавать графические интерфейсы (GUI). Он поставляется вместе с фреймворком и подходит для разработки приложений, где большую роль играют визуальные компоненты. Интерфейс создается внутри инструмента с помощью C++, сохраняется в файл и подключается к проекту, написанному на Qt.

Qt Quick. Еще один инструмент для интерфейсов. Он отличается от предыдущего: GUI создается не на C++, а с использованием специального языка QML. Отличается и стиль описания компонентов. Qt Quick предназначен для быстрого и простого создания интерфейсов. Его часто применяют при разработке мобильных приложений и игр.

QML. Это язык для создания интерфейсов от команды Qt. Он основан на среде JavaScript и помогает быстро описывать графические интерфейсы. В Qt реализована полная поддержка QML, а сам язык встроен в инструмент Qt Quick.

Метаобъектная система в Qt

Так называется часть ядра, которая отвечает за взаимодействие процессов и объектов между собой. В Qt это взаимодействие построено на системе слотов и сигналов.

• Каждый компонент может посылать сигнал об изменении состояния.
• У других компонентов есть специальные функции-слоты, которые принимают сигналы и в зависимости от них совершают либо не совершают действие.

Это реализация идеи «Наблюдатель и наблюдаемое», позволяющая не повторять одинаковый код. Чтобы внедрить эту систему в C++, нужна метаобъектная компиляция. Она дополняет возможности «чистого» языка. Так объекты способны хранить больше информации, поэтому им можно добавить сигналы и слоты.

Такое взаимодействие нужно при построении графических интерфейсов. Например, программа должна реагировать на определенные действия пользователя. Также система необходима при асинхронном или многопоточном программировании.

Преимущества Qt

Кросс-платформенность. Qt — кросс-платформенный фреймворк. Это значит, что он существует для всех популярных операционных систем: Windows, Linux, iOS и Android. Фреймворк используют при разработке под любые устройства: от микроконтроллеров до суперкомпьютеров.

Высокая скорость. Программы на C++ быстро обрабатываются и запускаются. Также C++ — компилируемый язык программирования. Это значит, что компилятор транслирует исходный код на C++ в исполняемый файл, который содержит набор машинных инструкций, что тоже влияет на скорость.

Удобная среда разработки. Qt Creator — среда, в которой легко разобраться. В ней есть все необходимое, важные компоненты находятся под рукой, а сам инструмент интуитивно понятен. В нем удобно организована отладка, поэтому разработчику легче находить проблемные участки кода.

Быстрое создание GUI. Дополнительные инструменты помогают быстро спроектировать интерфейс и разработать дизайн. Благодаря Qt Creator и его возможностям фреймворк отлично подходит для создания приложений с упором на графический интерфейс.

Взаимодействие процессов. Благодаря метаобъектной системе Qt может более гибко управлять межпроцессным взаимодействием, чем «чистый» C++. Сейчас это преимущество не так актуально, потому что появились версии C++ 11 и выше. Но много проектов пользуется легаси-кодом, написанным на старых версиях языка. Там особенности взаимодействия все так же важны.

Документация. На официальном сайте представлена подробная документация, которая поможет разобраться с особенностями работы с Qt.

Недостатки Qt

Сложности с лицензией. У Qt тройное лицензирование. Существуют три варианта библиотеки, каждый из них — под своей лицензией. Один предназначен для коммерческой разработки, второй — для проектов с открытым исходным кодом, третий — для собственнических проектов. Для коммерческих проектов нельзя использовать бесплатную версию.

Большой вес приложений. Qt добавляет много новых сущностей, все они занимают место. Итоговый проект быстро работает, но много весит. Для десктопных приложений это не так критично, как для мобильных.

Обратная совместимость. Из-за обратной совместимости со старыми версиями разработчики поддерживают в том числе неоптимальные решения.

Сложность. C++ — сложный язык. В нем много абстракций, он не интуитивно понятный. Новичкам бывает трудно в нем разобраться.

Распространенность. В основном C++ используется только там, где нужна высокая скорость работы. Это программное обеспечение для сложных промышленных систем, медицинской техники, автомобилей, роботов. Для пользовательских приложений язык применяется реже, чем раньше. Поэтому Qt встречается не так часто, как другие фреймворки.

Как начать работу с Qt

Бесплатную версию фреймворка можно скачать на официальном сайте. Небольшая программа-инсталлятор Qt Installer подгрузит и установит необходимые компоненты. Можно воспользоваться бесплатной версией либо приобрести лицензию. Она подходит для крупных коммерческих проектов. Для тестирования инструмента достаточно триальной версии (полная версия Qt со сроком действия 10 дней).