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Qt编程涉及的术语和名词

本节我们来介绍一下使用 Qt 编程过程中常用的术语和名字,它们不一定专属于 Qt,在其它的 C/C++ 开发过程中也会使用到。

Project

Project 的中文翻译是“项目”或者“工程”,这里的项目是指为实现某个相对独立功能的程序代码合集,这些代码不单单是放在一块,而是有相互之间的关联性,并且有专门负责管理该项目的项目文件,比如:
  • Qt 使用 .pro 文件管理项目;
  • VC++ 则使用 .vcproj 作为项目文件。

集成开发环境通常都是依据项目文件(.pro/.vcproj)管理和构建项目。

Makefile

即生成脚本,虽然可以直接调用编译器如 g++ 编译程序,但是如果项目里的代码文件变多了,哪些代码文件更新了需要重新编译,哪些代码没有改不需要重新编译等等,靠程序员自己记忆去处理是比较麻烦的事,还有哪些代码需要预处理或是链接哪些库文件, 这些都是繁杂的过程。为了规范程序的编译生成过程,产生了规范化的生成脚本,就是 Makefile,生成器 make 可以依据规范的 Makefile 自动生成目标程序或库文件。

简单的说,就是定义好 Makefile ,让程序员只需要去关注如何编写代码,而生成程序过程中的脏活累活都交给 make 程序。

现在 Makefile 通常都有工具自动生成,如 qmake 工具, 这样就大量减轻了程序员的负担。

Debug 和 Release

Debug 即调试,Release 即发行。代码编写之后,生成的目标程序或库文件通常不会绝对正确,或多或少有些毛病(bug), 因此需要进行纠错调试(Debug)。调试过程中需要源代码和二进制目标程序之间一一对应的关系, 这样才能定位到错误代码,所以 Debug 版本的程序是臃肿而不进行优化的。

与之相对的是 Release 发行版,在纠正了发觉到的错误后,需要发布程序用于实际用途,实际应用时强调运行效率高,减少冗余代码,因此会对二进制程序进行大量优化,提升性能。这样发布的二进制目标程序就是 Release 版。

Debug 版本和 Release 版本使用的库文件不一样:
  • Debug 版本程序通常链接的也是 Debug 版本的库文件,比如 libQt5Guid.a/Qt5Guid.dll,库文件的简短名(不含扩展名)都是以 d 结尾的,Debug 库通常都比较大 。
  • Release 版本程序链接的通常就是 Release 版本的库文件,Release 版本库文件名字比 Debug 版本库文件少一个字母 d ,如 libQt5Gui.a/Qt5Gui.dll,而且 Release 版本库一般都比 Debug 版本小很多,运行效率也高很多。

C++11 标准

时代在变化,C++ 标准也在前进。C++ 正式公布标准有 C++98、C++03、C++11。最新的 C++11 标准是2011年8月12日公布的,在公布之前该标准原名为 C++0x 。这是一次较大的修订和扩充,建议读者专门学一下。

Qt 从 4.8 版本就开始用 C++11 新特性了。编译器里面开始支持 C++11 的版本是 MSVC 2010、GCC 4.5、Clang 3.1,这之后版本的编译器都在逐步完善对 C++11 的支持,现在新版本编译器对新标准的支持都比较全面了。

Qt 官方在编译 Qt5 库的时候都是开启 C++11 特性的,如果我们要在自己项目代码启用新标准,需要在 .pro 文件里面添加一行:

CONFIG += c++11

如果是 Qt4 版本则是添加:

gcc:CXXFLAGS += -std=c++0x

MSVC 编译器默认开启 C++11 特性,GCC(g++命令)则需要自己添加选项 -std=c++0x ,上面 CXXFLAGS 就是为 GCC 编译器(g++命令)添加 -std=c++0x 选项。

Dynamic Link 和 Static Link

Dynamic Link 即动态链接,Static Link 即静态链接。

动态链接库

目标程序通常都不是独立个体,生成程序时都需要链接其他的库,要用到其他库的代码。对于多个程序同时运行而言,内存中就可能有同一个库的多个副本,占用了太多内存而干的活差不多。

为了优化内存运用效率,引入了动态链接库(Dynamic Link Library),或叫共享库(Shared Object)。使用动态链接库时,内存中只需要一份该库文件,其他程序要使用该库文件时,只要链接过来就行了。由于动态库文件外置,链接到动态库的目标程序相对比较小,因为剥离了大量库代码,而只需要一些链接指针。

使用动态库,也意味着程序需要链接到如 *.dll 或 *.so 文件,得提前装好动态库文件,然后目标程序才能正常运行。

静态链接库

静态库就是将链接库的代码和自己编写的代码都编译链接到一块,链接到静态库的程序通常比较大,但好处是运行时依赖的库文件很少,因为目标程序自己内部集成了很多库代码。

库文件后缀

Linux/Unix 系统里静态库扩展名一般是 .a,动态库扩展名一般是 .so 。Windows 系统里 VC 编译器用的静态库扩展名一般是 .lib,动态库扩展名一般是 .dll 。

MinGW 比较特殊,是将 GNU 工具集和链接库从 Linux/Unix 系统移植到 Windows 里, 有意思的情况就出现了,MinGW 使用的静态库扩展名为 .a ,而其动态库扩展名则为 .dll, .a 仅在生成目标程序过程中使用,.dll 则是在目标程序运行时使用。

Explicit Linking 和 Implicit Linking

Explicit Linking 即显式链接,Implicit Linking 即隐式链接,这两种都是动态链接库的使用方式。

动态链接库通常都有其导出函数列表, 告知其他可执行程序可以使用它的哪些函数。可执行程序使用这些导出函数有两种方式:一是在运行时使用主动加载动态库的函数,Linux 里比如用 dlopen 函数打开并加载动态库,Windows 里一般用 LoadLibrary 打开并加载动态库,只有当程序代码执行到这些函数时,其参数里的动态库才会被加载,这就是显式链接。显式链接方式是在运行时加载动态库,其程序启动时并不检查这些动态库是否存在。

隐式链接是最为常见的,所有的编译环境默认都是采用隐式链接的方式使用动态库。隐式链接会在链接生成可执行程序时就确立依赖关系,在该程序启动时,操作系统自动会检查它依赖的动态库,并一一加载到该程序的内存空间,程序员就不需要操心什么时候加载动态库了。比如 VC 编译环境,链接时使用动态库对应的 .lib 文件(包含动态库的导出函数声明,但没有实际功能代码),在 .exe 程序运行前系统会检查依赖的 .dll,如果找不到某个动态库就会出现类似下图对话框:

找不到动态链接库

MinGW 是将动态库的导出函数声明放在了 .a 文件里,程序运行依赖的动态库也是 .dll 。

请注意,VC 链接器使用的 .lib 文件分两类,一种是完整的静态库,体积比较大,另一种是动态库的导出声明,体积比较小。MinGW 链接器使用的 .a 文件也是类似的,Qt 官方库都是按照动态库发布的,静态库只有自己编译才会有。

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