Qt布局管理(5)：自定义布局器(QLayout、QLayoutItem、QSpacerItem、QWidgetItem)
若对C++语法不熟悉，建议参阅《C++语法详解》一书，电子工业出版社出版
自定义布局需要使用QLayout和QLayoutItem类(布局项目)，其中QLayoutItem类描述了QLayout布局中的项目信息。
5.5.1 QLayout抽象类中的公有成员函数
QLayout继承自QObject和QLayoutItem类，该类是一个抽象类。该类中的成员在前文基本上都见过了
1、QLayout类中的属性
sizeConstraint：SizeConstraint //大小约束，详见前文
spacing：int //设置部件之间的空白距离，详见前文。
2、QLayout类中的公有函数(其余函数见后文)
①、QLayout(); QLayout(QWidget* parent); //构造函数
②、void addWidget(QWidget *w); //将w添加到布局，该函数使用addItem()
③、QWidget* parentWidget() const;
返回该布局的父部件，若未安装在任何部件上则返回0。若该布局是子布局，则返回父布局的父部件。
④、void removeItem(QLayoutItem* item);
void removeWidget(QWidget* widget);
以上函数表示，从布局中移除部件widget(注意：并未删除)或布局项目item，在调用之后，调用者有责任给widget一个合理的几何尺寸，或者把该部件放回布局中，或者明确隐藏。对于item，则调用方有责任将其删除。注意：widget的所有权与添加时相同。item可以是布局(因为QLayout是QLayoutItem的子类)。
⑤、QLayoutItem* replaceWidget(QWidget* from, QWidget* to,
Qt::FindChildOptions options = Qt::FindChildrenRecursively); //qt5.2
使用部件to替换部件from(注意：from并未被删除)，如果成功，则返回包含部件from的布局项目，若options为Qt::FindChildrenRecursively(默认值)，则还会搜索子布局，因此返回的布局项目有可能不属性此布局，而是属于子布局的。返回的布局项目不再属于此布局，应把该项目删除或插入到其他布局中，部件from不再由布局管理，可能需要删除或隐藏，from的父部件保持不变。此函数适用于Qt内部调用，可能不适用于自定义布局。
⑥、bool isEnabled() const;
void setEnabled(bool enable);
以上函数用于获取和设置布局是否启用。若布局被禁用，其行为就像该布局不存在一样，默认情况下布局都可用。
⑦、QRect contentsRect() const; //返回布局的几何尺寸(即布局的大小)，包括内容边距。
⑧、QMargins contentsMargins() const;
void getContentsMargins(int *left, int *top , int *right, int *bottom) const;
void setContentsMargins(int left, int top, int right, int bottom);
void setContentsMargins(const QMargins &margins);
以上函数用于设置或获取内容边距(即页边距)，大多数平台上，所有方向的边距默认都为11像素。
⑨、bool setAlignment(QWidget* w , Qt::Alignment alignment);
bool setAlignment(QLayout* l, Qt::Alignment alignment);
将部件w或布局l的对齐方式设置为alignment，若在该布局(不包括子布局)中找到w或l，则返回true，否则返回false。
⑩、void setMenuBar(QWidget* widget);
把菜单栏部件widget，放置在parentWidget()的QWidget::contentsMargins()之外的顶部，所有子窗口部件都放置在菜单栏底部的下方。
⑪、QWidget* menuBar() const; //返回布局的菜单栏，若没有菜单栏则返回0。
⑫、void update();
bool activate()
以上函数分别表示，更新或重新设置parentWidget()的布局，以上函数在合适的时候会自动调用，因此通常不需调用。若布局重设，则activate()返回true。
⑬、virtual int indexOf(QWidget* widget) const; //虚拟的
返回widget的索引，若没有找到，则返回−1，默认实现使用itemAt()迭代所有项。
5.5.2 QLayoutItem、QSpacerItem、QWidgetItem类
布局项目(QLayoutItem)指的是添加到布局中由布局管理的元素，布局管理器并不能直接管理QWidget类型的子对象，而是管理QLayoutItem及其子类型的对象(为讲解方便，把其称为QLayoutItem对象)，对于QWidget这种非QLayoutItem对象的对象，需要把其转换为QLayoutItem对象，才能使用布局进行管理。
QLayoutItem类是用于描述QLayoutItem对象的一个抽象基类，除非需要创建自定义的QLayoutItem对象，否则不需要用户子类化该类，因此该类通常很少被使用，而是使用他的子类QSpacerItem、QWidgetItem、QLayout，自定义布局时通常子类化QLayout类。另外，该类除了纯虚函数(见5.5.3节)外，以下函数被子类(比如QWidgetItem类)重新实现后，也会被用到
①、virtual QWidget *QLayoutItem::widget() //虚函数，返回布局项目所管理的QWidget类型的部件
②、virtual QSizePolicy::ControlTypes QLayoutItem::controlTypes() const; //虚函数
返回布局项目所管理的部件的类型，使用QSizePolicy::ControlType枚举见表5-13
QSpacerItem类在前文已讲解并使用过，这个类主要用来创建一个空白项目，以使布局看起来更合理，在此就不重述了。
QWidgetItem类，其主要作用是可以根据QWidget部件产生一个可由布局管理的QWidgetItem对象，使用方法如下：
QWidget *w = new QWidget;
QWidgetItem *pi = new QWidgetItem(w); //把w转换为QWidgetItem对象，并存储在pi中。
使用QWidgetItem类重新实现的widget()函数可实现上述相反的转换，比如
QWidget *pw = pi->widget(); //返回由布局项目pi管理的部件
示例5.22：部件的移除与删除(设计的界面见图5-45)
//m.h文件的内容
#ifndef M_H
#define M_H
#include<QtWidgets>
class B:public QWidget{ Q_OBJECT
public: QVBoxLayout *pv; QHBoxLayout *ph;
QLayoutItem* pi; QWidget *pw; //用于保存值
QPushButton *pb,*pb1,*pb2,*pb3,*pb4,*pb5,*pb6,*pb7;
B(QWidget* p=0):QWidget(p){ pw=0; pi=0; //初始化为0；
pv=new QVBoxLayout;
pb=new QPushButton("AAA"); pb1=new QPushButton("BBB"); pb2=new QPushButton("CCC");
pb3=new QPushButton("DDD"); pb4=new QPushButton("replace");
pb5=new QPushButton("remove"); pb6=new QPushButton("take"); pb7=new QPushButton("del");
pv->addWidget(pb); pv->addWidget(pb1); pv->addWidget(pb2);
ph=new QHBoxLayout;
ph->addWidget(pb4); ph->addWidget(pb5); ph->addWidget(pb6); ph->addWidget(pb7);
//主布局
QVBoxLayout *pv1=new QVBoxLayout; pv1->addLayout(ph); pv1->addLayout(pv);
setLayout(pv1);
connect(pb4,&QPushButton::clicked,this,&B::f); //替换repaceWidget
connect(pb5,&QPushButton::clicked,this,&B::f1); //移除removeWidget
connect(pb6,&QPushButton::clicked,this,&B::f2); //takeAt
connect(pb7,&QPushButton::clicked,this,&B::f3); } //彻底删除，构造函数结束
public slots:
void f(){ pi=pv->replaceWidget(pb,pb3); //把pb替换为pb3，但pb未被删除。
if(pi->controlTypes()==QSizePolicy::PushButton) { //若pi管理的部件是按钮。
pw=pi->widget();} } //把pi管理的部件赋值给pw
void f1(){ pv->QLayout::removeWidget(pb1); //移除但不删除pb1，
pw=pb1; }
void f2(){ pi=pv->QBoxLayout::takeAt(0); /*使用QBoxLayout类重新实现的takeAt函数，移除但不删除索引为0的部件，注：QLayout并未实现takeAt纯虚函数*/
if(pi->controlTypes()==QSizePolicy::PushButton){ pw=pi->widget();} }
void f3(){ //该函数用于删除项目和部件
//若仅仅删除布局项目pi，并不会把布局所管理的部件pw删除掉，因此部件需明确的删除。
if(pi!=0) {delete pi; pi=0;} if(pw!=0) {delete pw; pw=0;} } };
#endif // M_H
#include "m.h"
int main(int argc, char *argv[]){ QApplication a(argc,argv);
B w; w.resize(300,200); w.show(); return a.exec(); }
运行结果及说明见图5-46
5.5.3 自定义布局的实现
注意：布局不能管理非QLayoutItem对象，QWidget对象需转换为QLayoutItem对象才能被布局管理。
虽然纯虚函数可由用户自行实现任意功能，但是这些纯虚函数通常需要由Qt内部调用，因此，若用户实现的纯虚函数不满足Qt内部的要求，则不但达不到预期的效果，还有可能使程序出错。因此纯虚函数的功能也是需要了解的。
要自定义布局，需要重新实现QLayout类中的以下纯虚函数
count(); addItem(); itemAt(); takeAt(); sizeHint(); setGeometry();
其中，setGeometry()函数不是必须重新实现的，但该函数管理着怎样对子部件进行布局(设置其大小、位置等)，因此通常还需要重新实现该函数。
1、以下为QLayout类中的纯虚函数(自定义布局时，必须重新实现以下函数)
①、virtual int count() const = 0; //纯虚函数，返回布局中项目的数量。
②、virtual void addItem(QLayoutItem* item)=0; //纯虚函数
把项目item添加到布局中，该函数必须在子类中重新实现，以添加特定于每个子类的项目，该函数通常不需要在程序中调用，因为QLayout的子类提供了相关的函数，比如要添加布局，可使用子类的addLayout()函数，要添加部件，使用addWidget()函数等。
③、virtual QLayoutItem itemAt(int index) const = 0; //纯虚函数
返回索引index处的布局项目，若没有这样的项目，则必须返回0，项目从0开始编号，若项目被删除，则其他项目将被重新编号。
④、virtual QLayoutItem* takeAt(int index) = 0; //纯虚函数
从布局中删除索引index处的布局项目，并返回该项目。若没有这样的项目，该函数必须什么也不做并返回0，项目的编号从0开始，若项目被删除，则其他项目会被重新编号。下面是安全删除布局中项目的方法
QLayoutItem *c; while((c = layout -> takeAt(0)) != 0) {…….; delete c;}
2、以下函数为QLayout类重新实现的父类QLayoutItem中的纯虚函数
注意：QLayoutItem类共有7个纯虚函数，但QLayout只实现了6个，其中sizeHint()函数未重新实现。
①、virtual maximumSize() const; ②、virtual QSize minimumSize() const; ③、virtual bool isEmpty() const;
④、virtutal QRect geometry() const; ⑤、virtual setGeometry(const QRect& r);
当实现自定义布局时，setGeometry()函数的作用就是对布局中的子部件进行布局，即子部件的大小、排列等都在此函数内完成的，因此若要实现自定义布局，则此函数需重新实现。
⑥、virtual Qt::Orientations expandingDirections() const;
设置此布局的拉伸方式(即是否可以获得比QLayoutItem::sizeHint()更多的空间)，若值为Qt::Vertical或Qt::Horizontal则只能在垂直或水平方向拉伸，若值为Qt::Vertical | Qt::Horizontal(默认)则可在两个方向拉伸。子类会根据子部件的大小策略，重新实现该函数，以返回有意义的值。
示例5.23：自定义布局
这是一个简单的示例，该示例实现如图(5-47)所示效果的布局，当调整窗口大小时，子部件会自动调整至上一行或下一行，其中子部件不会拉伸或压缩
#ifndef M_H
#define M_H
#include<QtWidgets>
class B : public QLayout{
public: B(QWidget *parent): QLayout(parent) {} B() {} ~B();
//声明需要实现的成员函数
void addItem(QLayoutItem *item); QSize sizeHint() const;
int count() const; QLayoutItem *itemAt(int) const;
QLayoutItem *takeAt(int); void setGeometry(const QRect &rect);
void addw(QWidget* pw); /*使用一个自定义的函数向布局中添加QWidget对象，addItem函数不能直接接收QWidget对象，该函数主要起类型转换的作用。*/
QList<QLayoutItem*> list; //使用QList存储布局需要管理的对象。
}; //类B声明结束
void B::addItem(QLayoutItem *item){ list.append(item);} //把元素添加到列表。
void B::addw(QWidget* p){
addItem(new QWidgetItem(p)); //把p转换为QLayoutItem对象，非QLayoutItem对象不能由布局管理。
//addItem((QLayoutItem*)p); /*错误，强制类型转换指针的类型，会使内存的内容被重新解释，这可能会产生内存错误。比如int a=1; int *p=&a; 假设int占4字节，double占8字节，则*p只会读取4字节的内容，但是*(double*)p;则会读取8字节的内容(详见《C++语法详解》一书有关指针的讲解)。*/
}
QLayoutItem *B::itemAt(int i) const{return list.value(i);} //返回索引i处的项目。
QLayoutItem *B::takeAt(int i) //删除索引i处的项目
{ return i >= 0 && i < list.size() ? (QLayoutItem*)list.takeAt(i) : 0; }
int B::count() const{ return list.size(); } //返回布局中的项目数量
B::~B() { //因为QLayoutItem未继承自QObject，因此必须手动删除QLayoutItem对象。
QLayoutItem *item; while ((item = takeAt(0))) delete item;}
void B::setGeometry(const QRect &r) { //布置布局中的子项目
QSize s=parentWidget()->size(); //获取布局所在父部件的大小
int w=sizeHint().width(); int h=sizeHint().height();
int x=0; int y=0; //部件左上角的坐标。
for(int i=0;i<list.size();i++){
list.at(i)->setGeometry(QRect(x,y,w,h));
x=x+w; //第二个项目的水平坐标向后移第一个部件的宽度
if(x+w>s.width()) /*如果新添加的项目占据的位置超过了父部件的大小，则该部件添加到下一行的开头*/
{ y=y+h; x=0;} } }
QSize B::sizeHint() const{ return QSize(77,22); }
#endif // M_H
#include "m.h"
int main(int argc, char *argv[]){ QApplication a(argc,argv);
QWidget w;
QPushButton *pb=new QPushButton("AAA"); QPushButton *pb1=new QPushButton("BBB");
QPushButton *pb2=new QPushButton("CCC"); QPushButton *pb3=new QPushButton("DDD");
QPushButton *pb4=new QPushButton("DDD"); QPushButton *pb5=new QPushButton("DDD");
QPushButton *pb6=new QPushButton("DDD"); QPushButton *pb7=new QPushButton("DDD");
B *ph=new B;
ph->addWidget(pb); ph->addWidget(pb1); ph->addWidget(pb2);
ph->addWidget(pb3); ph->addWidget(pb4); ph->addWidget(pb5);
ph->addWidget(pb6); ph->addWidget(pb7);
w.setLayout(ph); w.resize(300,200); w.show(); return a.exec(); }
本文作者：黄邦勇帅(原名：黄勇)