Qt之ModleView编程

源数据由模型 (Model) 读取,然后在视图 (View) 组件上显示和编辑,在界面上编辑修改的数据又通过模型保存到源数据。Model/View 结构将数据模型和用户界面分离开来,分别用不同的实现,是一种显示和编辑数据的有效结构,在处理大型数据时尤其明显。

Model/View框架简介

核心思想

Model/View框架的核心思想是模型(数据)与视图(显示)相分离,模型对外提供标准接口存取数据,不关心数据如何显示,视图自定义数据的显示方式,不关心数据如何组织存储。

Model/View框架中数据与显示的分离,可以允许使用不同界面显示同一数据,也能够在不改变数据的情况下添加新的显示界面。为了处理用户输入,引入了委托(delegate)。引入委托的好处是可以自定义数据项的渲染和编辑。

flowchart LR
  Data <--> Model
  Model --渲染--> View  
  Model <--编辑--> Delegate((Delegate))
  Delegate <--渲染--> View
  style Data stroke-dasharray: 5 5
  style Model fill:#ffff99
  style View fill:#11ffff
  style Delegate fill:#00ee00

模型必须为每一个数据提供独一无二的索引,视图通过索引访问模型中的数据。

模型与数据源进行交互,为框架中其它组件提供接口。交互的本质在于数据源的类型以及模型的实现方式。视图从模型获取模型索引,通过将模型索引反向传给模型,视图又可以从数据源获取数据。在标准视图中,委托渲染数据项;在需要编辑数据时,委托使用直接模型索引直接与模型进行交互。

Model/View架构分为三部分:模型、视图和委托。每一个组件都由一个抽象类定义,抽象类提供了基本的公共接口以及一些默认实现。

工作机制

模型、视图和委托使用信号槽进行交互:

  • 底层维护的数据发生改变时,模型发出信号通知视图
  • 当用户与视图进行交互时,视图发出信号提供了有关用户与界面进行交互的信息
  • 当用户编辑数据项时,委托发出信号用于告知模型和视图编辑器的状态。

框架的类

所有的模型都是QAbstractItemModel的子类。QAbstractItemModel类定义了供视图和委托访问数据的接口。模型并不一定存储数据本身。

QAbstractItemModel提供的接口足够灵活,足以应付以表格、列表和树的形式显示的数据。如果要为列表或者表格设计自定义的模型,直接继承QAbstractListModel和QAbstractTableModel类会更好,因为这两个类已经实现了很多通用函数。

QT内置了多种标准模型:

classDiagram
QAbstractItemModel <|-- QAbstractListModel:列表
QAbstractItemModel <|-- QStandardItemModel:树结构的存储
QAbstractItemModel <|-- QAbstractTableModel:表结构的存储
QAbstractListModel <|-- QStringListModel:字符串列表
QAbstractItemModel <|-- QFileSystemModel:文件和目录信息
QAbstractTableModel <|-- QSqlQueryModel:数据库数据
QSqlQueryModel <|-- QSqlTableModel:数据库数据
QSqlTableModel <|-- QSqlRelationalTableModel:数据库数据

QT提供了多个预定义好的视图类:

classDiagram
QAbstractItemView <|-- QListView:显示列表
QAbstractItemView <|-- QTableView:显示表格
QAbstractItemView <|-- QTreeView:显示层次数据
QListView <|-- QListWidget:列表控件
QTableView <|-- QTableWidget:表格控件
QTreeView <|-- QTreeWidget:树控件

QAbstractItemDelegate 则是所有委托的抽象基类

自 Qt 4.4 以来,默认的委托实现是 QStyledItemDelegate。但是,QStyledItemDelegate 和QItemDelegate 都可以作为视图的编辑器,二者的区别在于,QStyledItemDelegate 使用当前样式进行绘制。在实现自定义委托时,推荐使用QStyledItemDelegate 作为基类,或者结合 Qt style sheets。

Model

模型简介

Model/View框架中,Model提供一种标准接口,供视图和委托访问数据。 QT中,Model接口由QAbstractItemModel类进行定义。不管底层数据是如何存储的,只要是QAbstractItemModel的子类,都提供一种表格形式的层次结构。视图利用统一的转换来访问模型中的数据。模型内部数据的组织方式并不一定和视图中数据的显示相同。

20220901151555

List Model虽然是线性的列表,有一个 Root Item(根节点),线性的一个个数据可以看作是一个只有一列的表格,但是它是有层次的,因为有一个根节点。Table Model就比较容易理解,只是也存在一个根节点。Tree Model主要面向层次数据,而每一层次都可以都很多列,因此也是一个带有层次的表格。

模型索引

为了使数据的显示同存储分离,引入了模型索引(model index)的概念。通过模型索引,可以访问模型的特定元素的特定部分。视图和委托使用模型索引来请求所需要的数据。由此可以看出,只有模型自己需要知道如何获得数据,模型所管理的数据类型可以使用通用的方式进行定义。模型索引保存有创建的它的那个模型的指针,使同时操作多个模型成为可能。

    模型索引提供了所需要的信息的临时索引,用于通过模型取回或者修改数据。由于模型随时可能重新组织其内部的结构,因此模型索引很可能变成不可用的,此时,就不应该保存这些数据。如果你需要长期有效的数据片段,必须创建持久索引。持久索引保证其引用的数据及时更新。临时索引(也就是通常使用的索引)由QModelIndex类提供,持久索引则是 QPersistentModelIndex 类。

    为了定位模型中的数据,需要三个属性:行号、列号以及父索引。

    在类表格的视图中,比如列表和表格,行号和列号足以定位一个数据项。但对于树型结构,由于树型结构是一个层次结构,而层次结构中每一个节点都有可能是一个表格。所以,每一个项需要指明其父节点。由于在模型外部只能用过索引访问内部数据,因此,index()函数还需要一个 parent 参数:

QModelIndex index = model->index(row, column, parent);

数据角色

模型可以针对不同的组件(或者组件的不同部分,比如按钮的提示以及显示的文本等)提供不同的数据。例如,Qt::DisplayRole用于视图的文本显示。通常来说,模型中的数据项包含一系列不同的数据角色,数据角色定义在 Qt::ItemDataRole 枚举中。

    Qt::DisplayRole:文本表格中要渲染的关键数据

    Qt::EditRole:编辑器中正在编辑的数据

    Qt::ToolTipRole:数据项的工具提示的显示数据

    Qt::WhatsThisRole:项为"What's This?"模式显示的数据

    通过为每一个角色提供恰当的数据,模型可以告诉视图和委托如何向用户显示内容。不同类型的视图可以选择忽略自己不需要的数据,也可以添加所需要的额外数据。

View

Model/View 架构中,视图是数据从模型到最终用户的途径。数据通过视图向用户进行显示,但通常数据的显示同底层数据的存储是完全不同的。

    QAbstractItemModel提供标准的模型接口,使用QAbstractItemView提供标准的视图接口,可以将数据同显示层分离,在视图中利用前面所说的模型索引。视图管理来自模型的数据的布局:既可以直接渲染数据本身,也可以通过委托渲染和编辑数据。

    视图不仅用于显示数据,还用于在数据项之间的导航以及数据项的选择。另外,视图也需要支持很多基本的用户界面的特性,例如右键菜单以及拖放。视图可以提供数据编辑功能,也可以将编辑功能交由某个委托完成。视图可以脱离模型创建,但是在其进行显示之前,必须存在一个模型。对于用户的选择,多个视图可以相互独立,也可以进行共享。

    QT内置了QListView、QTreeView、QTableView视图类,QListView把model中的数据项以一个简单的列表的形式显示,或是以经典的图标视图的形式显示。QTreeView把model中的数据项作为具有层次结构的列表的形式显示,允许以紧凑的深度嵌套的结构进行显示。QTableView把model中的数据项以表格的形式展现。

Delegate

    委托就是供视图实现某种高级的编辑功能。Model/View 没有将用户交互部分完全分离。一般地,视图将数据向用户进行展示并且处理通用的输入。但是,对于某些特殊要求(比如这里的要求必须输入数字),则交予委托完成。这些组件提供输入功能,同时也能渲染某些特殊数据项。委托的接口由 QAbstractItemDelegate定义。

    QAbstractItemDelegate 通过paint()和sizeHint()两个函数渲染用户内容(必须自己将渲染器绘制出来)。从QT4.4开始,QT提供了基于组件的子类:QItemDelegate和QStyledItemDelegate。默认的委托是QStyledItemDelegate。QItemDelegate与QStyledItemDelegate的区别在于绘制和向视图提供编辑器的方式。          QStyledItemDelegate使用当前样式绘制,并且能够使用Qt Style Sheet,在自定义委托时推荐使用QStyledItemDelegate作为基类。

    继承自QStyledItemDelegate或QItemDelegate的自定义委托类需要重写实现以下几个函数:

//创建编辑器,作为用户编辑数据时所使用的编辑器,从模型中接受数据,返回用户修改的数据。
[virtual] QWidget* createEditor(QWidget *parent, const QStyleOptionViewItem &option, const QModelIndex &index) const;

//设置编辑器的数据
[virtual] void setEditorData(QWidget *editor, const QModelIndex &index) const;

//将数据写入model
[virtual] void setModelData(QWidget *editor, QAbstractItemModel *model, const QModelIndex &index) const;

//更新编辑器布局
[virtual] void updateEditorGeometry(QWidget *editor, const QStyleOptionViewItem &option, const QModelIndex &index) const;

内置类使用

字符串展示

QStringListModel是一个可编辑的模型,可以为组件提供一系列字符串作为数据,是封装了QStringList的model。QStringListModel通常作为只有一列的视图组件的model,如QListView和QComboBox。

#include <QApplication>
#include <QStringListModel>
#include <QListView>
#include <QStringList>

int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication a(argc, argv);
QStringListModel* listModel = new QStringListModel;
QListView* view = new QListView;
QStringList nameList;
nameList<<"ZheDong Mao"<<"RenLai Zhou"<<"XiaoPing Deng"<<"ShaoQi Liu"<<"De Zhu"<<"DeHuai Peng";
listModel->setStringList(nameList);
view->setModel(listModel);
view->setEditTriggers(QAbstractItemView::AnyKeyPressed | QAbstractItemView::DoubleClicked);

view->setWindowTitle("QStringListModel");
view->show();

return a.exec();
}

文件系统展示

#include <QApplication>
#include <QFileSystemModel>
#include <QTreeView>
#include <QListView>

int main(int argc,char* argv[])
{
QApplication app(argc,argv);
//创建文件系统模型
QFileSystemModel model;
//指定根目录
model.setRootPath(QDir::currentPath());
//创建树形视图
QTreeView tree;
//为视图指定模型
tree.setModel(&model);
//指定根索引
tree.setRootIndex(model.index(QDir::currentPath()));
//创建列表视图
QListView list;
list.setModel(&model);
list.setRootIndex(model.index(QDir::currentPath()));
tree.show();
list.show();

return app.exec();
}

排序代理

QSortFilterProxyModel类提供在其他的model和view之间排序和过滤数据的支持。QSortFilterProxyModel不能单独使用,是一个代理,真正的数据需要另外的模型提供。QSortFilterProxyModel的作用是对数据进行排序和过滤。

#include <QApplication>
#include <QFileSystemModel>
#include <QSortFilterProxyModel>
#include <QTreeView>
#include <QListView>

int main(int argc,char* argv[])
{
QApplication app(argc,argv);
//创建文件系统模型
QFileSystemModel model;
//指定根目录
model.setRootPath(QDir::currentPath());
//创建树形视图
QSortFilterProxyModel proxymodel;
proxymodel.setFilterKeyColumn(0);
proxymodel.setSourceModel(&model);
QTreeView tree;
//为视图指定模型
tree.setModel(&proxymodel);
//指定根索引
tree.setRootIndex(proxymodel.index(0, 0, QModelIndex()));
//创建列表视图
QListView list;
list.setModel(&proxymodel);
list.setRootIndex(proxymodel.index(0, 0, QModelIndex()));

tree.show();
list.show();

return app.exec();
}

项选择模型

QItemSelectionModel简介

选择是视图中常用的操作。在列表、树或者表格中,通过鼠标点击可以选中某一项,选中项会变成高亮或者反色。在 QT中,选择也是使用了一种模型。在 Model/View架构中,选择模型提供了一种更通用的对选择操作的描述。对于一般应用而言,QT内置的选择模型已经足够,但QT也允许创建自己的选择模型,来实现一些特殊的操作。

    QT使用QItemSelectionModel类获取视图中数据项的选择情况。QItemSelectionModel可以保持对视图中选中数据项的跟踪。视图中被选择的数据项的信息存储在一个QItemSelectionModel实例中。选中的数据项的模型索引与所有的视图都是独立的。一个模型设置多个视图时,可以实现在多个视图之间共享同一个选择模型,达到同步操作的目的。视图中总有一个当前数据项和一个选中的数据项,他们可以是同一个数据项。

    选择由选择区域组成。模型只将选择区的开始和结束的索引位置记录下来,以保证对大的选区也有很好的性能。非连续选区则由多个连续选择组成。

    标准视图类(QListView、QTreeView、QTableView)提供了默认的选择模型,足以满足大多数应用程序的需求。一个视图的选择模型可以通过 selectionModel()函数获取,然后使用setSelectionModel()提供给其它视图共享,因此,一般没有必要新建选择模型。

    如果需要创建一个选择区,需要指定一个模型以及一对索引,使用这些数据创建一个QItemSelection对象。索引指向给定的模型中的数据,并且作为一个块状选择区的左上角和右下角的索引。为了将选择区应用到模型上,需要将选择区提交到选择模型。这种操作有多种实现,对于现有选择模型有着不同的影响。

项选择模型使用

//构建7行4列的项目模型
QStandardItemModel *model = new QStandardItemModel(7,4,this);
for (int row=0; row < 7; row++)
{
    for (int col=0; col < 4; col++)
    {
        QStandardItem* item = new QStandardItem(QString("%1").arg(row*4+col));
        //为项目模型添加项目
        model->setItem(row,col,item);
    }
}

//添加视图,并将视图放在窗体中央
QTableview *view = new QTableView;
view->setModel(model);//为视图添加模型
setCentralWidget(view);

//定义左上,右下的索引,然后使用这两个索引创建选择
QModelIndex topLeft;
QModelIndex rightBottom;
QModelIndex parentIndex = QModelIndex();
topLeft = model->index(1,1,parentIndex);
rightBottom = model->index(5,2,parentIndex);

//设置被选择的数据项
QItemSelection selection(topLeft, rightBottom);
QItemSelectionModel * selectionModel = view->selectionModel();
selectionModel->select(selection,QItemSelectionModel::Select);

//视图间共享选择模型
QTableView *view2 = new QTableView;
view2->setWindowTitle("TableView2");
view2->setModel(model);//设置模型
view2->setSelectionModel(selectionModel);//设置共同的选择模型
view2->show();

//信号与槽函数的连接
connect(selectionModel,SIGNAL(selectionChanged(QItemSelection,QItemSelection)),this,SLOT(updateSelection(QItemSelection&,QItemSelection&)));
connect(selectionModel,SIGNAL(currentChanged(QModelIndex,QModelIndex)),this,SLOT(changeCurrent(QModelIndex,QModelIndex)));

//显示当前选择项的数据改变情况
void changeCurrent(const QModelIndex ¤t, const QModelIndex &previous)

{

    qDebug() << QString("move(%1,%2)to(%3,%4)")

                .arg(previous.row()).arg(previous.column())

                .arg(current.row()).arg(current.column());

}

//模型改变后的槽函数
void updateSelection(QItemSelection &selected, QItemSelection &deselected)
{
    QModelIndex index;
    QModelIndexList indexList = selected.indexes();
    foreach (index, indexList)
    {
        QString text = QString("(%1,%2)").arg(index.row()).arg(index.column());
        view->model()->setData(index,text);
    }
    indexList = deselected.indexes();
    //清空上一次选择的项目内容
    foreach (index, indexList)
    {
        view->model()->setData(index,"");
    }
}