12.2 Qt/Embedded開發(fā)入門
　　12.2.1 Qt/Embedded介紹
　　1．架構(gòu)
　　Qt/Embedded以原始Qt為基礎(chǔ)，并做了許多出色的調(diào)整以適用于嵌入式環(huán)境。Qt/Embedded通過Qt API與Linux I/O設(shè)施直接交互，成為嵌入式Linux端口。同Qt/X11相比，Qt/Embedded很省內(nèi)存，因?yàn)樗恍枰粋€(gè)X服務(wù)器或是Xlib庫，它在底層拋棄了X lib，采用framebuffer（幀緩沖）作為底層圖形接口。同時(shí)，將外部輸入設(shè)備抽象為keyboard和mouse輸入事件。Qt/Embedde的應(yīng)用程序可以直接寫內(nèi)核緩沖幀，這避免開發(fā)者使用繁瑣的Xlib/Server系統(tǒng)。圖12.1所示比較了Qt/Embedded與Qt/X11的架構(gòu)區(qū)別。
　　
　　使用單一的API進(jìn)行跨平臺的編程可以有很多好處。提供嵌入式設(shè)備和桌面計(jì)算機(jī)環(huán)境下應(yīng)用的公司可以培訓(xùn)開發(fā)人員使用同一套工具開發(fā)包，這有利于開發(fā)人員之間共享開發(fā)經(jīng)驗(yàn)與知識，也使得管理人員在分配開發(fā)人員到項(xiàng)目中的時(shí)候增加靈活性。更進(jìn)一步來說，針對某個(gè)平臺而開發(fā)的應(yīng)用和組件也可以銷售到Qt支持的其他平臺上，從而以低廉的成本擴(kuò)大產(chǎn)品的市場。
　　（1）窗口系統(tǒng)。
　　一個(gè)Qt/Embedded窗口系統(tǒng)包含了一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程，其中的一個(gè)進(jìn)程可作為服務(wù)器。該服務(wù)進(jìn)程會分配客戶顯示區(qū)域，以及產(chǎn)生鼠標(biāo)和鍵盤事件。該服務(wù)進(jìn)程還能夠提供輸入方法和一個(gè)用戶接口給運(yùn)行起來的客戶應(yīng)用程序。該服務(wù)進(jìn)程其實(shí)就是一個(gè)有某些額外權(quán)限的客戶進(jìn)程。任何程序都可以在命令行上加上“-qws”的選項(xiàng)來把它作為一個(gè)服務(wù)器運(yùn)行。
　　客戶與服務(wù)器之間的通信使用共享內(nèi)存的方法實(shí)現(xiàn)，通信量應(yīng)該保持最小，例如客戶進(jìn)程直接訪問幀緩沖來完成全部的繪制操作，而不會通過服務(wù)器，客戶程序需要負(fù)責(zé)繪制它們自己的標(biāo)題欄和其他式樣。這就是Qt/Embedded庫內(nèi)部層次分明的處理過程。客戶可以使用QCOP通道交換消息。服務(wù)進(jìn)程簡單的廣播QCOP消息給所有監(jiān)聽指定通道的應(yīng)用進(jìn)程，接著應(yīng)用進(jìn)程可以把一個(gè)插槽連接到一個(gè)負(fù)責(zé)接收的信號上，從而對消息做出響應(yīng)。消息的傳遞通常伴隨著二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸，這是通過一個(gè)QDataStream類的序列化過程來實(shí)現(xiàn)的，有關(guān)這個(gè)類的描述，請讀者參考相關(guān)資料。
　　QProcess類提供了另外一種異步的進(jìn)程間通信機(jī)制。它用于啟動(dòng)一個(gè)外部的程序并且通過寫一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的輸入和讀取外部程序的標(biāo)準(zhǔn)輸出和錯(cuò)誤碼來和它們通信。
　　（2）字體
　　Qt/Embedded支持4種不同的字體格式：True Type字體（TTF），Postscript Type1字體，位圖發(fā)布字體（BDF）和Qt的預(yù)呈現(xiàn)（Pre-rendered）字體（QPF）。Qt還可以通過增加Qfont-
　　Factory的子類來支持其他字體，也可以支持以插件方式出現(xiàn)的反別名字體。
　　每個(gè)TTF或者TYPE1類型的字體首次在圖形或者文本方式的環(huán)境下被使用時(shí)，這些字體的字形都會以指定的大小被預(yù)先呈現(xiàn)出來，呈現(xiàn)的結(jié)果會被緩沖。根據(jù)給定的字體尺寸（例如10或12點(diǎn)陣）預(yù)先呈現(xiàn)TTF或者TYPE1類型的字體文件并把結(jié)果以QPF的格式保存起來，這樣可以節(jié)省內(nèi)存和CPU的處理時(shí)間。QPF文件包含了一些必要的字體，這些字體可以通過makeqpf工具取得，或者通過運(yùn)行程序時(shí)加上“-savefonts”選項(xiàng)獲取。如果應(yīng)用程序中使用到的字體都是QPF格式，那么Qt/Embedded將被重新配置，并排除對TTF和TYPE1類型的字體的編譯，這樣就可以減少Q(mào)t/Embedded的庫的大小和存儲字體的空間。例如一個(gè)10點(diǎn)陣大小的包含所有ASCII字符的QPF字體文件的大小為1300字節(jié)，這個(gè)文件可以直接從物理存儲格式映射成為內(nèi)存存儲格式。
　　Qt/Embedded的字體通常包括Unicode字體的一部分子集，ASCII和Latin-1。一個(gè)完整的16點(diǎn)陣的Unicode字體的存儲空間通常超過1MB，我們應(yīng)盡可能存儲一個(gè)字體的子集，而不是存儲所有的字，例如在一個(gè)應(yīng)用中，僅僅需要以Cappuccino字體、粗體的方式顯示產(chǎn)品的名稱，但是卻有一個(gè)包含了全部字形的字體文件。
　　（3）輸入設(shè)備及輸入法。
　　Qt/Embedded 3.0支持幾種鼠標(biāo)協(xié)議：BusMouse、IntelliMouse，Microsoft和MouseMan.Qt/
　　Embedded還支持NECVr41XX和iPAQ的觸摸屏。通過從QWSMouseHandler或者Qcalibra-
　　tedMouseHandler派生子類，開發(fā)人員可以讓Qt/Embedded支持更多的客戶指示設(shè)備。
　　Qt/Embedded支持標(biāo)準(zhǔn)的101鍵盤和Vr41XX按鍵，通過子類化QWSKeyboardHandler可以讓Qt/Embedded支持更多的客戶鍵盤和其他的非指示設(shè)備。
　　對于非拉丁語系字符（例如阿拉伯、中文、希伯來和日語）的輸入法，需要把它寫成過濾器的方式，并改變鍵盤的輸入。輸入法的作者應(yīng)該對全部的Qt API的使用有完整的認(rèn)識。在一個(gè)無鍵盤的設(shè)備上，輸入法成了惟一的輸入字符的手段。Qtopia提供了4種輸入方法：筆跡識別器、圖形化的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、Unicode鍵盤和基于字典方式提取的鍵盤。
　　（4）屏幕加速
　　通過子類化QScreen和QgfxRaster可以實(shí)現(xiàn)硬件加速，從而為屏幕操作帶來好處。Troll-
　　tech提供了Mach64和Voodoo3視頻卡的硬件加速的驅(qū)動(dòng)例子，同時(shí)可以按照協(xié)議編寫其他的驅(qū)動(dòng)程序。
　　2．Qt的開發(fā)環(huán)境
　　Qt/Embedded的開發(fā)環(huán)境可以取代那些我們熟知的UNIX和Windows開發(fā)工具。它提供了幾個(gè)跨平臺的工具使得開發(fā)變得迅速和方便，尤其是它的圖形設(shè)計(jì)器。UNIX下的開發(fā)者可以在PC機(jī)或者工作站使用虛擬緩沖幀，從而可以模仿一個(gè)和嵌入式設(shè)備的顯示終端大小，像素相同的顯示環(huán)境。
　　嵌入式設(shè)備的應(yīng)用可以在安裝了一個(gè)跨平臺開發(fā)工具鏈的不同的平臺上編譯。最通常的做法是在一個(gè)UNIX系統(tǒng)上安裝跨平臺的帶有l(wèi)ibc庫的GNU C++編譯器和二進(jìn)制工具。在開發(fā)的許多階段，一個(gè)可替代的做法是使用Qt的桌面版本，例如通過Qt/X11或是Qt/Windows來進(jìn)行開發(fā)。這樣開發(fā)人員就可以使用他們熟悉的開發(fā)環(huán)境，例如微軟公司的Visual C++或者Borland C++。在UNIX操作系統(tǒng)下，許多環(huán)境也是可用的，例如Kdevelop，它也支持交互式開發(fā)。
　　如果Qt/Embedded的應(yīng)用是在UNIX平臺下開發(fā)的話，那么它就可以在開發(fā)的機(jī)器上以一個(gè)獨(dú)立的控制臺或者虛擬緩沖幀的方式來運(yùn)行，對于后者來說，其實(shí)是有一個(gè)X11的應(yīng)用程序虛擬了一個(gè)緩沖幀。通過指定顯示設(shè)備的寬度、高度和顏色深度，虛擬出來的緩沖幀將和物理的顯示設(shè)備在每個(gè)像素上保持一致。這樣每次調(diào)試應(yīng)用時(shí)開發(fā)人員就不用總是刷新嵌入式設(shè)備的Flash存儲空間，從而加速了應(yīng)用的編譯、鏈接和運(yùn)行周期。運(yùn)行Qt的虛擬緩沖幀工具的方法是在Linux的圖形模式下運(yùn)行以下命令：
　　qvfb （回車）
　　當(dāng)Qt嵌入式的應(yīng)用程序要把顯示結(jié)果輸出到虛擬緩沖幀時(shí)，我們在命令行運(yùn)行這個(gè)程序，并在程序名后加上-qws的選項(xiàng)。例如：$》 hello–qws。
　　3．Qt的支撐工具
　　Qt包含了許多支持嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的工具，有兩個(gè)最實(shí)用的工具是qmake和Qt designer（圖形設(shè)計(jì)器）。
　　n qmake是一個(gè)為編譯Qt/Embedded庫和應(yīng)用而提供的Makefile生成器。它能夠根據(jù)一個(gè)工程文件（.pro）產(chǎn)生不同平臺下的Makefile文件。qmake支持跨平臺開發(fā)和影子生成，影子生成是指當(dāng)工程的源代碼共享給網(wǎng)絡(luò)上的多臺機(jī)器時(shí)，每臺機(jī)器編譯鏈接這個(gè)工程的代碼將在不同的子路徑下完成，這樣就不會覆蓋別人的編譯鏈接生成的文件。qmake還易于在不同的配置之間切換。
　　n Qt圖形設(shè)計(jì)器可以使開發(fā)者可視化地設(shè)計(jì)對話框而不需編寫代碼。使用Qt圖形設(shè)計(jì)器的布局管理可以生成能平滑改變尺寸的對話框。
　　qmake和Qt圖形設(shè)計(jì)器是完全集成在一起的。
　　12.2.2 Qt/Embedded信號和插槽機(jī)制
　　1．機(jī)制概述
　　信號和插槽機(jī)制是Qt的核心機(jī)制，要精通Qt編程就必須對信號和插槽有所了解。信號和插槽是一種高級接口，應(yīng)用于對象之間的通信，它是Qt的核心特性，也是Qt區(qū)別于其他工具包的重要地方。信號和插槽是Qt自行定義的一種通信機(jī)制，它獨(dú)立于標(biāo)準(zhǔn)的C/C++語言，因此要正確地處理信號和插槽，必須借助一個(gè)稱為moc（Meta Object Compiler）的Qt工具，該工具是一個(gè)C++預(yù)處理程序，它為高層次的事件處理自動(dòng)生成所需要的附加代碼。
　　所謂圖形用戶接口的應(yīng)用就是要對用戶的動(dòng)作做出響應(yīng)。例如，當(dāng)用戶單擊了一個(gè)菜單項(xiàng)或是工具欄的按鈕時(shí)，應(yīng)用程序會執(zhí)行某些代碼。大部分情況下，是希望不同類型的對象之間能夠進(jìn)行通信。程序員必須把事件和相關(guān)代碼聯(lián)系起來，這樣才能對事件做出響應(yīng)。以前的工具開發(fā)包使用的事件響應(yīng)機(jī)制是易崩潰的，不夠健壯的，同時(shí)也不是面向?qū)ο蟮摹?br /> 　　以前，當(dāng)使用回調(diào)函數(shù)機(jī)制把某段響應(yīng)代碼和一個(gè)按鈕的動(dòng)作相關(guān)聯(lián)時(shí)，通常把那段響應(yīng)代碼寫成一個(gè)函數(shù)，然后把這個(gè)函數(shù)的地址指針傳給按鈕，當(dāng)那個(gè)按鈕被單擊時(shí)，這個(gè)函數(shù)就會被執(zhí)行。對于這種方式，以前的開發(fā)包不能夠確保回調(diào)函數(shù)被執(zhí)行時(shí)所傳遞進(jìn)來的函數(shù)參數(shù)就是正確的類型，因此容易造成進(jìn)程崩潰。另外一個(gè)問題是，回調(diào)這種方式緊緊地綁定了圖形用戶接口的功能元素，因而很難進(jìn)行獨(dú)立的開發(fā)。
　　信號與插槽機(jī)制是不同的。它是一種強(qiáng)有力的對象間通信機(jī)制，完全可以取代原始的回調(diào)和消息映射機(jī)制。在Qt中信號和插槽取代了上述這些凌亂的函數(shù)指針，使得用戶編寫這些通信程序更為簡潔明了。信號和插槽能攜帶任意數(shù)量和任意類型的參數(shù)，它們是類型完全安全的，因此不會像回調(diào)函數(shù)那樣產(chǎn)生core dumps。