Qt/Embedded開發(fā)入門

　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，因為它不需要一個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，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)備和桌面計算機環(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)驗與知識，也使得管理人員在分配開發(fā)人員到項目中的時候增加靈活性。更進一步來說，針對某個平臺而開發(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大產(chǎn)品的市場。
　?。?）窗口系統(tǒng)。
　　一個Qt/Embedded窗口系統(tǒng)包含了一個或多個進程，其中的一個進程可作為服務(wù)器。該服務(wù)進程會分配客戶顯示區(qū)域，以及產(chǎn)生鼠標和鍵盤事件。該服務(wù)進程還能夠提供輸入方法和一個用戶接口給運行起來的客戶應(yīng)用程序。該服務(wù)進程其實就是一個有某些額外權(quán)限的客戶進程。任何程序都可以在命令行上加上“-qws”的選項來把它作為一個服務(wù)器運行。
　　客戶與服務(wù)器之間的通信使用共享內(nèi)存的方法實現(xiàn)，通信量應(yīng)該保持最小，例如客戶進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，客戶程序需要負責繪制它們自己的標題欄和其他式樣。這就是Qt/Embedded庫內(nèi)部層次分明的處理過程?？蛻艨梢允褂肣COP通道交換消息。服務(wù)進程簡單的廣播QCOP消息給所有監(jiān)聽指定通道的應(yīng)用進程，接著應(yīng)用進程可以把一個插槽連接到一個負責接收的信號上，從而對消息做出響應(yīng)。消息的傳遞通常伴隨著二進制數(shù)據(jù)的傳輸，這是通過一個QDataStream類的序列化過程來實現(xiàn)的，有關(guān)這個類的描述，請讀者參考相關(guān)資料。
　　QProcess類提供了另外一種異步的進程間通信機制。它用于啟動一個外部的程序并且通過寫一個標準的輸入和讀取外部程序的標準輸出和錯誤碼來和它們通信。
　?。?）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，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，或者通過運行程序時加上“-savefonts”選項獲取。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10點陣大小的包含所有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。一個完整的16點陣的Unicode字體的存儲空間通常超過1MB，我們應(yīng)盡可能存儲一個字體的子集，而不是存儲所有的字，例如在一個應(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支持標準的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的使用有完整的認識。在一個無鍵盤的設(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、圖形化的標準鍵盤、Unicode鍵盤和基于字典方式提取的鍵盤。
　?。?）屏幕加速
　　通過子類化QScreen和QgfxRaster可以實現(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)動例子，同時可以按照協(xié)議編寫其他的驅(qū)動程序。
　　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)計器。UNIX下的開發(fā)者可以在PC機或者工作站使用虛擬緩沖幀，從而可以模仿一個和嵌入式設(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++編譯器和二進制工具。在開發(fā)的許多階段，一個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)的機器上以一個獨立的控制臺或者虛擬緩沖幀的方式來運行，對于后者來說，其實是有一個X11的應(yīng)用程序虛擬了一個緩沖幀。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)備在每個像素上保持一致。這樣每次調(diào)試應(yīng)用時開發(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、鏈接和運行周期。運行Qt的虛擬緩沖幀工具的方法是在Linux的圖形模式下運行以下命令：
　　qvfb （回車）
　　當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，我們在命令行運行這個程序，并在程序名后加上-qws的選項。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，有兩個最實用的工具是qmake和Qt designer（圖形設(shè)計器）。
　　n qmake是一個為編譯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，影子生成是指當工程的源代碼共享給網(wǎng)絡(luò)上的多臺機器時，每臺機器編譯鏈接這個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)計器可以使開發(fā)者可視化地設(shè)計對話框而不需編寫代碼。使用Qt圖形設(shè)計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)計器是完全集成在一起的。
　　12.2.2 Qt/Embedded信號和插槽機制
　　1．機制概述
　　信號和插槽機制是Qt的核心機制，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制，它獨立于標準的C/C++語言，因此要正確地處理信號和插槽，必須借助一個稱為moc（Meta Object Compiler）的Qt工具，該工具是一個C++預(yù)處理程序，它為高層次的事件處理自動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作做出響應(yīng)。例如，當用戶單擊了一個菜單項或是工具欄的按鈕時，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)機制是易崩潰的，不夠健壯的，同時也不是面向?qū)ο蟮摹?br /> 　　以前，當使用回調(diào)函數(shù)機制把某段響應(yīng)代碼和一個按鈕的動作相關(guān)聯(lián)時，通常把那段響應(yīng)代碼寫成一個函數(shù)，然后把這個函數(shù)的地址指針傳給按鈕，當那個按鈕被單擊時，這個函數(shù)就會被執(zhí)行。對于這種方式，以前的開發(fā)包不能夠確?；卣{(diào)函數(shù)被執(zhí)行時所傳遞進來的函數(shù)參數(shù)就是正確的類型，因此容易造成進程崩潰。另外一個問題是，回調(diào)這種方式緊緊地綁定了圖形用戶接口的功能元素，因而很難進行獨立的開發(fā)。
　　信號與插槽機制是不同的。它是一種強有力的對象間通信機制，完全可以取代原始的回調(diào)和消息映射機制。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。