Qt 6.2C++程序设计与桌面应用开发 思政课件 第8章 模型视图结构

Qt6.2/C++程序设计与桌面应用开发21世纪高等学校计算机类课程创新规划教材–微课视频版教材目录第1章初识Qt框架第2章Qt开发基础第3章界面设计组件第4章主框架窗口第5章对话框设计第6章事件系统第7章文件与数据库第8章模型/视图结构第9章图形绘制第10章多媒体编程第11章网络编程第12章进程与线程教材目录第8章模型/视图结构8.1概述8.2数据模型8.3代理组件8.4视图组件8.1概述模型/视图结构是Qt中用界面组件显示与编辑数据的一种结构，它实现了数据和界面的分离，类似于M-V-C(Model-View-Controller)程序设计模式。8.1.1基本结构Qt的模型/视图结构由三部分组成，即模型(Model)、视图(View)和代理(Delegate)。如图8.1所示。8.1.1基本结构Data(数据)就是指实际的数据源，如计算机系统的磁盘文件结构、数据库的数据表或计算机系统内存中的字符串列表(QStringList)等；Model(模型)负责数据的提取与更新，并将数据提供给视图显示或编辑；View(视图)是应用程序的界面组件，它从模型获得数据项的模型索引(ModelIndex)，然后通过模型索引获取到实际的数据；Delegate(代理)的功能是让用户定制数据的界面显示和编辑方式，当视图中的数据被编辑时，代理通过模型索引与数据模型通信，并为数据的编辑提供一个合适的编辑器。8.1.2数据表示在Qt的模型/视图结构中，模型组件是核心，它为视图组件和代理组件提供存取数据的标准接口。不管数据源中的数据结构如何，Qt数据模型中的数据均以表格的层次结构来组织，视图组件通过这种逻辑结构来存取模型中的数据。在Qt中，常见的数据模型表现形式有3种，即列表模型(ListModel)、表格模型(TableModel)和树(TreeModel)模型。它们的数据表示方式如图8.2所示。从图中可以看出，虽然数据模型的表现形式不一样，但数据模型中存储数据的基本单元都是项(item)，每个项有一个行号、一个列号，还有一个父项(parentitem)。在列表和表格模式下，所有的项都有一个相同的顶层项(rootitem)；在树状结构中，尽管行号、列号、父项有点复杂，但是由这3个参数完全可以确定一个项的位置，从而存取项的数据。1、模型索引为了确保数据的表示与数据的获取相分离，Qt引入了模型索引(modelindex)的概念。通过数据模型存取的每一个数据都使用一个模型索引来表示，视图和代理都通过这个模型索引来获取实际的数据。通常情况下，数据模型中的模型索引就是一个Qt的QModelIndex对象，它是对一块数据的临时引用，可以用来检索或修改模型中的数据。注意，QModelIndex模型索引提供的存取数据的指针是临时的，因为数据模型随时都可能对内部数据的组织形式进行更改。如果需要使用持久性的模型索引，则要使用QPersistentModelIndex对象。例如，下面的代码：QModelIndexmodelIndex=model->index(row,column,parent);获取model数据模型中行号为row、列号为column位置的数据项的模型索引。其中，参数parent表示该数据项的父项的模型索引，它也是一个QModelIndex对象。2、行号和列号在Qt数据模型中，数据一般都是以表格的形式来组织的，所以，可以通过行(row)号和列(column)号来对需要访问的数据项进行定位。需要注意的是，这并不意味着数据源中的数据是以二维数组的方式存储的，使用行号和列号只是一种约定，以确保模型/视图结构中各组件间可以相互通信。注意，数据模型中数据项的行号和列号都是从0开始的。3、父项在Qt的数据模型中，列表模型或表格模型的所有数据项都以根项(Rootitem)为父项(parentitem)，所以，它们都是顶层数据项(Toplevelitem)。顶层数据项的父项模型索引统一用QModelIndex()来表示。例如，对于图8.3所示的表格模型中的3个数据项A、B和C，可以使用如下的代码来获取其模型索引。对于树模型来说，情况要复杂一些，因为并不是所有的数据项都处于顶层。树模型中的每一个数据项都可能拥有自己的父项，当然它也可能是其他数据项的父项。所以，在获取树模型数据项的模型索引时，必须明确指定其行号、列号和父项。例如，对于图8.4所示的树模型中的3个数据项A、B和C，可以使用如下的代码来获取其模型索引。4、项角色Qt数据模型中的数据项可以作为不同的角色(itemrole)在其他组件中使用，也可以为不同的情况提供不同类型的数据。例如，Qt::DisplayRole用于访问可以作为文本显示在视图中的字符串。通常情况下，数据模型中的数据项都包含了一些不同角色的数据，这些标准的角色由枚举变量Qt::ItemDataRole来定义，常用的角色如表8.1所示。通过为每个角色提供适当的项目数据，模型可以为视图和代理提供提示，告诉它们数据应该怎样展示给用户。角色指出了从模型中引用哪种类型的数据，视图可以使用不同的方式来显示不同的角色，如图8.5所示。8.1.3相关Qt类模型/视图结构功能是通过众多的Qt类共同实现的，这些类按功能分为3组，分别为模型类、视图类和代理类。1、模型类模型类也被称为数据模型类或数据模型组件。在Qt中，所有基于项数据(itemdata)的数据模型都是基于QAbstractItemModel类的，这个类定义了视图和代理存取数据的接口。2、视图类在Qt的模型/视图结构中，与视图相关的几个主要类及其描述，如表8.3所示。3、代理类在Qt的模型/视图结构中，与委托代理相关的几个主要类及其描述如表8.4所示。8.2数据模型数据模型是Qt模型/视图结构的核心，它实现了数据与视图的分离。下面介绍几种常用的数据模型的使用方法。8.2.1QAbstractListModel模型QAbstractListModel是所有一维列表数据模型的抽象基类，它继承自QAbstractItemModel类，又被QStringListModel、QVirtualKeyboardSelectionListModel和QWebEngineHistoryModel类直接继承。QAbstractListModel类是抽象类，不能直接实例化，程序中使用其子类来创建数据模型。下面是QStringListModel数据模型类的继承关系【例8.1】编写一个Qt应用程序演示QStringListModel数据模型的使用方法。(1)启动QtCreator集成开发环境，创建一个名为examp8_1的Qt应用程序。该应用程序主窗口基于QMainWindow类。(2)双击项目界面文件mainwindow.ui，打开QtDesigner界面设计工具。在QtDesigner中设置应用程序主窗口界面，设计工具栏上的功能按钮及相应的槽函数，添加列表项单击信号的槽函数。界面对象名称及属性请参见教材源码。(3)在项目主窗口类MainWindow中添加QStringListModel数据模型指针model，以及初始化数据模型和列表视图的私有成员函数initModel()和initView()。代码如下：(4)打开mainwindow.cpp文件，添加成员函数initModel()和initView()的实现代码。(5)在MainWindow类的构造函数中调用initModel()和initView()函数，完成数据模型和视图的初始化工作。(6)在槽函数中添加代码，实现工具按钮的相应功能。代码如下：(7)实现状态栏信息提示功能。当用户单击列表项中的数据项时，在应用程序状态栏中显示该数据项的行号和列号信息。代码如下：(8)构建并运行程序。8.2.2QFileSystemModel模型QFileSystemModel数据模型用于访问本机文件系统数据，将该数据模型与视图组件QTreeView结合，可以实现本机文件系统资源的目录树显示。QFileSystemModel类继承于QAbstractItemModel，它没有被其他类继承。该类提供了丰富的成员函数，可以使用这些成员函数来创建目录、删除目录、重命名目录，获取文件名称、目录名称、文件大小和详细信息等。【例8.2】使用QFileSystemModel数据模型，实现一个简单的文件资源浏览器。(1)启动QtCreator集成开发环境，创建一个名称为examp8_2的Qt应用程序。选择主窗口基类QWidget，不生成界面文件。(2)创建模型及视图对象。打开项目文件widget.h，在其中添加如下代码，为主窗口类Widget创建私有访问权限的数据模型及视图组件对象。(3)初始化数据模型及视图对象。打开项目文件widget.cpp，在主窗口类Widget的构造函数中添加代码，对主窗口、数据模型及视图进行初始化。代码如下：(4)构建并运行程序。8.2.3QStandardItemModel模型QStandardItemModel是以项数据为基础的标准数据模型类，它继承自QAbstractItemModel，没有直接子类。其部分成员函数及功能如表8.7所示。【例8.3】编写一个Qt应用程序，演示QStandardItemModel数据模型的使用方法。(1)启动QtCreator集成开发环境，创建一个名为examp8_3的Qt应用程序。该应用程序主窗口基于QWidget类。(2)打开Widget.h头文件，在Widget类中添加数据模型对象指针model及成员函数createModel()和initView()。代码如下：(3)打开Widget.cpp文件，编写createModel()和initView()函数的实现代码，并在Widget类的构造函数中调用它们。代码如下：(4)构建并运行程序。8.2.4QAbstractTableMode模型QAbstractTableMode是所有表格数据模型的抽象基类，它继承自QAbstractItemModel其直接子类为QSqlQueryModel类，间接子类还有QSqlTableModel类和QSqlRelationalTableModel类。这些类之间的继承关系如图8.10所示。QAbstractTableMode类定义了一些表模型的公共接口，它不能被直接实例化，实际编程时需要使用它的3个子类对象。1、QSqlQueryModelQSqlQueryModel是一个基于SQL查询的只读数据模型。它封装了执行SELECT语句从数据库查询数据的功能，只能作为只读数据源使用，不能对数据库中的数据进行编辑。【例8.4】编写一个Qt应用程序，演示QSqlQueryModel数据模型的使用方法。(1)创建一个名为qt_examp8_4db的MySQL数据库，并在库中添加一张名为students的数据表。Students数据表的字段及测试数据如图8.12所示。(2)启动QtCreator集成开发环境，创建一个名为examp8_4的Qt应用程序。该应用程序主窗口基于QMainWindow类。(3)双击mainwindow.ui界面文件，打开QtDesigner设计工具。删除默认的菜单栏；在主窗口中心区域添加一个名tableView的QTableView视图组件；创建一个名为“打开”的Action，并将其添加到工具栏上。(4)打开mainwindow.h文件，为类MainWindow添加2个私有成员变量db和model，分别表示数据库和数据模型。如下所示。(5)打开mainwindow.cpp文件，在“打开”Action的槽函数中编写代码。如下所示。(6)构建并运行程序。2、QSqlTableModelQSqlTableModel

继承自QSqlQueryModel类，它是一个直接根据数据表名称来对数据表进行读/写的数据模型。使用该模型不需要熟悉SQL命令语法，只需要调用相应的函数即可。例如，下面的代码：【例8.5】编写一个Qt应用程序，演示QSqlTableModel数据模型的使用方法。(1)复制例8.4中的examp8_4项目，将项目名称修改为examp8_5。(2)启动QtCreator集成开发环境，打开项目examp8_5，将主窗口标题修改为“例8.5”。(3)打开mainwindow.cpp文件，修改槽函数on_action_open_triggered()中的代码如下所示。将原代码中的：

model=newQSqlQueryModel(this);model->setQuery("select*fromstudents");修改为：

model=newQSqlTableModel(this);model->setTable("students");model->select();(4)构建并运行程序。3、QSqlRelationalTableModelQSqlRelationalTableModel继承自QSqlTableModel类，并且对其进行了扩展，提供了对数据表中外键的支持。也就是说，QSqlRelationalTableModel是可以处理关系数据表的数据模型。QSqlRelationalTableModel类的主要函数与QSqlTableModel类相同。不同的是，它新增了一个名为setRelation()成员函数，用于设置外键的关联数据表和关联字段。【例8.6】编写一个Qt应用程序，演示QSqlRelationalTableModel数据模型的使用方法。(1)创建一个名为qt_examp8_6db的MySQL数据库，并在库中创建students、departments和majors三张数据表。数据表字段名称及测试数据如图8.14~8.16所示。(2)复制例8.5中的examp8_5项目，将项目名称修改为examp8_6。(3)启动QtCreator集成开发环境，打开项目examp8_5，将主窗口标题修改为“例8.6”。(4)打开mainwindow.cpp文件，修改槽函数MainWindow::on_action_open_triggered()中的代码，如下所示。(5)构建并运行程序。8.3代理组件在Qt的数据模型/视图结构中，代理组件主要用于数据的编辑，分为缺省代理和自定义代理两大类。8.3.1缺省代理一般情况下，模型/视图结构中的视图组件都会提供一个缺省的代理组件，来实现视图与数据模型之间数据的同步更新。8.3.1缺省代理【例8.7】一个简单的缺省代理应用实例。(1)复制例8.5中的项目examp8_5，并将名称修改为examp8_7。(2)启动QtCreator集成开发环境，打开项目examp8_7。为项目中添加2个新的工具栏按钮，其中“保存”按钮用于手动保存数据的更改；“撤销”按钮用于取消数据在保存之前的更改操作。为视图组件tableView添加一个双击信号的槽函数on_tableView_doubleClicked()。(3)打开mainwindow.cpp文件，在槽函数on_action_open_triggered()中添加如下代码，设置数据模型的数据保存方式。model->setEditStrategy(QSqlTableModel::OnManualSubmit);QSqlTableModel::OnManualSubmit为手动数据保存方式。(4)在槽函数on_action_save_triggered()、on_action_undo_triggered()和on_tableView_doubleClicked()中编写代码，实现数据保存及撤销功能。如下所示。(5)构建并运行程序。8.3.2自定义代理在一般的情况下，Qt模型/视图结构中的缺省代理编辑器可以满足应用程序开发的需要，但有时候仍然显得不够灵活。例如，双击图8.17中的“性别”数据单元格，显示的是QLineEdit类型的缺省代理编辑组件，对于枚举类型的数据使用文本框输入就不是很方便。此时，需要自己定义一个合适的代理编辑组件，比如QComboBox组合框组件，如图8.18所示。【例8.8】一个简单的自定义代理实例。本实例程序在例8.7项目基础上实现，运行结果如图8.18所示。(1)复制例8.7中的项目examp8_7，将项目名称修改为examp8_8。(2)启动QtCreator集成开发环境，打开项目examp8_8。在项目中添加一个名为ComboDelegate的C++类。(3)在类ComboDelegate中添加4个公有成员函数，分别为createEditor()、setEditorData()、setModelData()和updateEditorGeometry()。(4)在类ComboDelegate的实现文件中编写代码，实现自定义的4个成员函数的功能。(5)打开mainwindow.h文件，在MainWindow类添加一个私有的ComboDelegate对象。如下所示。private:ComboDelegatecomboDelegate;接着，打开mainwindow.cpp文件，在槽函数on_action_open_triggered()中添加代码，为视图组件添加自定义的代理组件。如下所示。ui->tableView->setItemDelegateForColumn(3,&comboDelegate);(6)构建并运行程序。8.4视图组件视图组件就是一些用于显示数据的界面部件，它们可以是Qt预定义的，当然也可以是自定义的。在前面的例题中，使用了几个Qt的预定义模型视图，如QListView、QTableView

和QTreeView8.4.1QAbstractItemView类QAbstractItemView类是使用QAbstractionModel的每个标准模型视图类的基类，该类提供了一个标准接口，用于通过信号和插槽机制与模型进行互操作，使子类能够随着模型的更改而保持最新。另外，该类为键盘和鼠标导航、视口滚动、项目编辑和选择提供了标准支持。【例8.9】编写一个Qt应用程序，使用QAbstractItemView类派生出一个模型视图，通过这个模型视图来渲染数据模型中的数据。程序运行结果如图8.19所示，主窗口左侧为标准模型视图QListView，右侧为自定义的平铺模型视图。(1)启动QtCreator集成开发环境，创建一个名称为examp8_9的Qt应用程序。选择主窗口基类QMainWindow，不生成界面文件。(2)为应用程序添加新的视图类，该类从QAbstractItemView继承。其头文件如下所示。(3)编写TiledListView类的实现代码，实现类中各个函数的功能。(4)在主框架窗口类MainWindow的构造函数中添加代码，设置数据模型并初始化主窗口中的组件。(5)构建并运行程序。8.4.2QListView视图QListView表示标准的列表模型视图；其继承关系如第3章的图3.1和图3.22所示。【例8.10】编写一个Qt应用程序，示例QListView视图组件的应用。(1)复制例8.1中的项目examp8_1，将项目名称修改为examp8_10。启动QtCreator集成开发环境，打开项目examp8_10。(2)双击mainwindow.ui文件打开界面设计器，在主窗口中增加一个名为toolBar2的工具栏，并为该工具栏添加一些测试用的Action。Action名称如图8.20所示。(3)打开mainwindow.cpp文件，为添加的Action编写代码。如下所示。(4)构建并运行程序