Qt子窗口设计原则探讨

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子窗口是界面程序中常见的部件之一。设计子窗口时，不仅要注意界面的美观、操作逻辑、人机交互等UI设计方面的内容，还应考虑程序设计方面的内容。本文从设计子窗口的几个典型环节来探讨Qt中子窗口的设计原则。

1.窗口的建立

Qt中建立子窗口的典型方法有两种：指针模式和局部变量模式。指针模式要求在父窗口类中保存子窗口的指针，需要显示子窗口时调用该指针，代码示例：

局部变量模式则是在需要的时候用局部变量实例化一个子窗口类，该变量作用域结束后子窗口随即销毁，代码示例：

我们从内存使用、窗口建立速度这两个角度来分析两种模式的特点。

（1）内存使用

指针模式保存子窗口指针的开销可以忽略。这种模式的主要特点是，子窗口建立后，关闭子窗口只是将其隐藏而不是销毁，如果不通过代码主动delete掉为子窗口分配的内存，那么这部分内存会一直被占用。如果设置了父对象，父对象析构时会释放这部分内存。

而局部变量模式中，子窗口一般在函数结束后被析构，不会一直驻留内存。

从内存使用方面来看，可以得出结论，如果子窗口的建立需要很大的内存开销，而程序内存资源较为紧张时，优先使用局部变量模式。当然也可以选择指针模式，然后添加代码，在适当的时机销毁子窗口，但这样更容易出错。

如下图中这个子窗口，建立后连接了数据库，占用了较多的系统资源，所以我们希望能及时的释放这些资源，所以采用了局部变量的模式。

（2）窗口建立速度

程序设计中时间和空间一般是一对矛盾。从内存使用的分析中可以看出，指针模式建立子窗口仅在第一次建立过程中需要花费较多时间，而后以驻留在内存中为代价获得了很快的建立速度。而局部变量模式的子窗口每次建立都要花费同样的时间。因此，如果软件中为了不影响用户体验，需要让某个复杂的子窗口有较快的建立速度，那么可以考虑使用指针模式。

2.数据交互

子窗口与主窗口的数据交互可以有以下几种：

（1）在子窗口类的构造函数中传递数据。此时子窗口类构造函数一般为如下形式：

子窗口通过主窗口传递过来的数据指针来获得和修改数据。这种方法适用于子窗口和主窗口有大量数据交互的情况。该方法封装性比较好，子窗口和主窗口仅通过Data来交互，调整代码时不易出错，代码结构也比较清晰。缺点是需要定义交互数据的结构。

如下图所示，这个子窗口和主窗口有较多的数据交互，所以我们使用了这种方法。

（2）子窗口通过获得主窗口指针来调用主窗口的接口。代码一般如下所示：

这种方法直接违反了接口隔离原则。一般情况下，子窗口仅需要用到主窗口的部分接口，而直接操作主窗口指针显然不合理。这种方法容易出错，一般不推荐使用。但该方法又比较简单，灵活性大，所以在项目中还是可以见到。

（3）使用指针模式时连接子窗口中的信号与主窗口中的槽，然后在槽函数中使用子窗口的指针来调用子窗口接口。因为子窗口类中的Ui部件一般是私有的，这时应当在子窗口类中添加接口或者将UI部件设为公有，以便于主窗口访问。这种方法在一些特殊情况下是不可替代的。典型的例子是实现查找窗口。当子窗口是非模态窗口时，可以考虑使用该方法交互数据。

（4）使用Qt的信号与槽机制。

这种适用场景有限，一般在子窗口操作较为简单时使用。如下图中这个子窗口，仅仅有两个选项，所以使用了这种方法。

从上文中分析中可以总结出设计子窗口的一般步骤：

（1）分析用户需求，设计合理的数据交互方式。

（2）根据用户需求与数据交互方式选择合适的窗口建立方式。

（3）实现子窗口的程序逻辑。

（4）美化子窗口界面，优化操作逻辑，提升用户体验。