Qt源碼的設(shè)計(jì)優(yōu)秀程度，相信使用過Qt的程序員都會(huì)有所感受。若深入源碼去體會(huì)，則感受更深。廢話不多說，先說目的。筆者希望通過解析Qt框架中使用到的設(shè)計(jì)模式和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則，讓讀者包括自己獲得兩方面的好處：
C++程序架構(gòu)設(shè)計(jì)能力的提升。解析Qt框架中的設(shè)計(jì)模式，能夠讓讀者體會(huì)到大佬們是如何使用設(shè)計(jì)模式的，從而領(lǐng)悟設(shè)計(jì)模式到底怎么用，至少清楚設(shè)計(jì)模式絕非雞肋。
精通Qt框架的使用，并且有能力修改Qt源代碼。Qt源代碼并非毫無漏洞，如果深度使用Qt進(jìn)行應(yīng)用軟件開發(fā)，遲早會(huì)遇到Qt中的坑（筆者遇到過早期版本中QSettings類解析ini文件的崩潰問題）。有一些bug在Qt后續(xù)版本中已經(jīng)進(jìn)行修復(fù)，可以通過更新Qt版本進(jìn)行修復(fù)。但如果沒有修復(fù)，且開發(fā)項(xiàng)目中繞不開這個(gè)問題，那就是考驗(yàn)程序員水平的時(shí)候了。
那么，Qt中如何體現(xiàn)出面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)模式？這里先簡單總結(jié)一下。關(guān)于面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則：
開閉原則（Open-Closed Principle，OCP）：Qt框架對擴(kuò)展開放，對修改封閉。例如，QWidget類的paintEvent()方法可以被子類重載，以實(shí)現(xiàn)不同的繪制行為，而無需修改QWidget類的源代碼。
里氏替換原則（Liskov Substitution Principle，LSP）：Qt框架中的很多類都可以通過繼承和多態(tài)來實(shí)現(xiàn)功能的替換和擴(kuò)展。例如，QPaintDevice是一個(gè)抽象基類，其子類包括QPixmap、QImage、QWidget等，這些子類都可以用來進(jìn)行繪圖，而用戶無需關(guān)心它們的具體類型。
依賴倒置原則（Dependency Inversion Principle，DIP）：Qt框架中的很多類都依賴于抽象而不是具體實(shí)現(xiàn)。例如，QPainter類可以在任何實(shí)現(xiàn)了QPaintDevice接口的類上進(jìn)行繪圖，而不是直接依賴于特定的類，如QPixmap或QWidget。
接口隔離原則（Interface Segregation Principle，ISP）：Qt框架將大的接口分解為小的、特定的接口，使得類可以只依賴于需要的接口。例如，QIODevice類有很多子類，如QFile、QBuffer、QTcpSocket等，它們都只實(shí)現(xiàn)了與自身功能相關(guān)的一部分接口。
單一職責(zé)原則（Single Responsibility Principle，SRP）：Qt框架中的每個(gè)類都有其單一的職責(zé)。例如，QFile類只負(fù)責(zé)文件的IO操作，而QTextStream類則負(fù)責(zé)提供文本流的接口，它們的職責(zé)清晰、明確。
合成復(fù)用原則（Composition over Inheritance，COI）：合成復(fù)用原則強(qiáng)調(diào)盡量使用組合/聚合關(guān)系達(dá)到復(fù)用的目的，而不是使用繼承。因?yàn)槔^承會(huì)導(dǎo)致過度耦合，并可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)變得不靈活。QGraphicsProxyWidget作為代理模式中的代理主題時(shí)，與QWidget的關(guān)系是組合，是一種對代理模式的靈活調(diào)整，體現(xiàn)出合成復(fù)用原則。
這些原則在Qt框架的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中起到了關(guān)鍵的作用，使得Qt框架具有良好的可維護(hù)性和擴(kuò)展性。
關(guān)于具體的設(shè)計(jì)模式方面，Qt使用了GoF中一部分的設(shè)計(jì)模式。從23種設(shè)計(jì)模式的三大類（創(chuàng)建型模式，結(jié)構(gòu)型模式和行為型模式）角度解析，包括：
- 創(chuàng)建型模式：
工廠方法（Factory Method）：筆者目前沒有在Qt中找到明顯的工廠方法模式的應(yīng)用。
抽象工廠（Abstract Factory）：筆者目前沒有在Qt中找到明顯的抽象工廠模式的應(yīng)用。
建造者（Builder）：筆者目前沒有在Qt中找到明顯的建造者模式的應(yīng)用。
原型（Prototype）：筆者目前沒有在Qt中找到明顯的原型模式的應(yīng)用。（其實(shí)這玩意和C++中通過復(fù)制構(gòu)造函數(shù)實(shí)現(xiàn)深拷貝是差不多的）。
單例（Singleton）：在Qt中，有些類只允許有一個(gè)實(shí)例，例如 QApplication。
- 結(jié)構(gòu)型模式：
適配器（Adapter）：筆者目前沒有在Qt中找到明顯的適配器模式的應(yīng)用。
橋接（Bridge）：在Qt的繪圖框架中，QPainter類提供了一個(gè)統(tǒng)一的接口，可以在不同的設(shè)備上進(jìn)行繪圖。具體解析可參考：Qt源碼中的設(shè)計(jì)模式：繪圖系統(tǒng)與橋接模式
組合（Composite）：在Qt中，QWidgets可以被組合成復(fù)雜的用戶界面。參考：Qt源碼中的設(shè)計(jì)模式：對象樹機(jī)制與組合模式
裝飾（Decorator）：筆者目前沒有在Qt中找到明顯的裝飾器模式的應(yīng)用。
外觀（Facade）：Qt的一些高級API，如QMediaPlayer，實(shí)際上隱藏了很多底層的復(fù)雜性。參考：Qt源碼中的設(shè)計(jì)模式：視頻播放器與外觀模式
享元（Flyweight）：筆者目前沒有在Qt中找到明顯的享元模式的應(yīng)用。
代理（Proxy）：Qt中模型/視圖框架的QSortFilterProxyModel類使用了代理模式。參考：Qt源碼中的設(shè)計(jì)模式：模型/視圖框架與代理模式
- 行為型模式：
責(zé)任鏈（Chain of Responsibility）：Qt的事件傳遞機(jī)制使用了責(zé)任鏈模式。參考：Qt源碼中的設(shè)計(jì)模式：事件傳播機(jī)制與責(zé)任鏈模式
命令（Command）：Qt的撤銷/重做框架（QUndoStack、QUndoCommand等類）使用了命令模式。參考：Qt源碼中的設(shè)計(jì)模式：撤銷/重做框架與命令模式
解釋器（Interpreter）：QRegExp是Qt中解釋器模式的一個(gè)示例，它解析并匹配正則表達(dá)式。
迭代器（Iterator）：Qt的容器類（如QList，QVector）提供了迭代器。
中介者（Mediator）：筆者目前沒有在Qt中找到明顯的中介者模式的應(yīng)用。
備忘錄（Memento）：Qt的QSessionManager提供了一種方式來保存和恢復(fù)應(yīng)用程序的會(huì)話狀態(tài)。
觀察者（Observer）：在Qt中，信號和槽的機(jī)制是一種特殊的觀察者模式。參考：Qt信號槽機(jī)制的底層實(shí)現(xiàn)是怎樣的？與ChatGPT老師促膝而談
狀態(tài)（State）：Qt的狀態(tài)機(jī)框架（QStateMachine，QState等類）使用了狀態(tài)模式。
策略（Strategy）：Qt的布局管理使用了策略模式。
模板方法（Template Method）：Qt的事件處理機(jī)制使用了模板方法模式。
訪問者（Visitor）：筆者目前沒有在Qt中找到明顯的訪問者模式的應(yīng)用。
關(guān)于這些設(shè)計(jì)模式的具體解析，以及如何在Qt框架中體現(xiàn)，會(huì)在后續(xù)的文章中逐一分析。讀者也可以根據(jù)這里提到的大綱，自行挖掘Qt源碼中如何使用了這些設(shè)計(jì)模式，相信會(huì)有不少的收獲。
