主窗口

作为标准的应用程序主窗口，QMainWindow 类搭建了用户界面的基础框架。QMainWindow 类既可以像 QWidget 类那样创建简单（空白客户区域，无菜单栏、状态栏等组件）的顶层窗口，也可以构建功能相对完整的 SDI（单窗体应用程序）或 MDI（多窗体应用程序）窗口。

调用 setLayout 方法会破坏 QMainWindow 的布局，因为 QMainWindow 类拥有专用布局，这些布局使其能够管理菜单栏、工具栏、状态栏以及 Dock 窗口停靠栏。图11-1出自 Qt 的官方文档，它描述了 QMainWindow 类的布局。

Central Widget 是 QMainWindow 的内容区域(客户区域)，可以设置为 QWidget 对象或从 QWidget类派生的对象。

11.1.1 示例：设置主窗口的内容组件

本示例将演示如何使用 setCentralWidget 方法为 QMainWindow 设置内容组件。若要获取内容组件，可以调用 centralWidget 方法。

示例的核心代码如下：

当调用 setCentralWidget方法设置内容组件后，QMainWindow类自动把目标组件纳入子级对象列表中，并且会自动删除目标组件实例。因此，在本示例中，QFrame类在实例化时不需要指定父级对象。

示例程序的运行效果如图11-2所示。

11.1.2 示例：构建较复杂的主窗口

在菜单栏和工具栏的示例中，读者已了解过menuBar、addToolBar等方法的使用。本示例将在QMainWindow中创建菜单栏、工具栏和状态栏，并且设置内容组件。构建一个较为完整的应用程序窗口。

示例的实现步骤如下。

1. 初始化主窗口。

2. 创建 QAction 对象，可在菜单栏与工具栏之间共享。

3. 初始化菜单栏。

4. 初始化工具栏。本示例创建了两个工具栏实例。

5. 初始化状态栏。

6. 创建主窗口的内容组件。

上述代码创建了QPlainTextEdit组件实例，它与QTextEdit组件类似，用于输入/编辑普通文本内容。

调用 setFrameShape（NoFrame)的作用是去除边框，使QPlainTextEdit组件的整体外观与主窗口更协调。

7. 显示应用程序窗口。

示例程序的运行结果如图11-3所示。

11.1.3 示例：在运行阶段添加或删除工具栏

addToolBar方法可向主窗口添加工具栏，removeToolBar方法则用于删除主窗口中指定的工具栏。

removeToolBar方法在删除工具栏时仅仅是将其隐藏，并没有删除 QToolBar实例。本示例将演示通过QCheckBox组件添加或删除工具栏。

下面是MyMainWindow类的实现代码。

上述代码在 __init__ 方法中创建 6 个 QAction 对象，分别由两个 QToolBar 对象使用。两个 QCheckBox 组件用于控制添加或删除工具栏操作。toggled 信号分别与 onToggled1、onToggled2 方法连接。

由于用户可以通过 QCheckBox组件反复添加和删除工具栏，并且在删除工具栏时 QMainWindow类会把工具栏隐藏。因此，为了确保工具栏被添加到主窗口后能够正常显示，在调用addToolBar方法之后需要判断一下工具栏的isVisible方法是否返回False。如果返回False表示工具栏已隐藏，此时要调用 show方法将它显示出来。

运行示例程序，选中窗口上的复选框，即可显示工具栏，如图11-4所示。

取消复选框，工具栏就会删除，如图11-5所示。

QDockWidget 组件（停靠窗口）既可以停靠在主窗口（QMainWindow）内，也可以作为顶层窗口浮动于桌面上。当 QDockWidget 停靠在 QMainWindow 内部时，它会显示标题栏、关闭按钮和浮动按钮；单击 QDockWidget 组件的浮动按钮，就会切换到独立窗口状态，成为顶层窗口。浮动窗口上显示标题栏以及关闭按钮。

QDockWidget组件可以通过以下构造函数设置标题文本：

title参数可以指定停靠窗口的标题。如果在调用构造函数时未指定标题文本，还可以通过setWindowTitle方法来设置。若需要自定义整个标题栏，可以使用 setTitleBarWidget方法。该方法直接将QWidget对象设置为停靠窗口的标题栏，但标题文本、关闭按钮等元素需要开发人员自己完成。

QDockWidget组件默认只显示标题栏，不显示内容，需要调用 setWidget方法设置一个内容组件。

QDockWidget组件初始化完成后，可以调用 QMainWindow.addDockWidget方法将它添加到主窗口内。如果主窗口有工具栏，那么停靠窗口将位于工具栏和CentralWidget（主窗口的内容组件）之间，如图11-6所示。

11.2.1 DockWidgetArea

Qt.DockWidgetArea枚举定义了QDockWidget组件在主窗口内的停靠位置，它的成员如下（该枚举值可以组合使用)。

1. NoDockWidgetArea：无停靠区域。
2. LeftDockWidgetArea：停靠区域为主窗口的左侧。
3. RightDockWidgetArea：停靠区域为主窗口的右侧。
4. TopDockWidgetArea：停靠区域为主窗口的顶部。
5. BottomDockWidgetArea：停靠区域为主窗口的底部。
6. AllDockWidgetAreas：所有停靠区域。

需要注意的是，调用 QMainWindow.addDockWidget 方法时，NoDockWidgetArea 和 AllDockWidgetAreas无效。

11.2.2 示例：简单的 Dock 窗口

本示例将初始化3个QDockWidget实例，依次停靠于主窗口的左侧、底部和右侧，具体实现步骤如下。

1. 初始化主窗口。

2. 实例化 3 个 QDockWidget 对象。

3. 分别设置 3 个 QDockWidget 对象的内容组件。

4. 将 3 个 QDockWidget 对象添加到主窗口中。

5. 设置主窗口的内容组件。

6. 显示主窗口。

运行示例程序，效果如图11-7所示。

用鼠标左键按住停靠窗口的标题栏，然后进行拖动，可以调整停靠窗口的位置。如图11-8所示，拖动“数据库”窗口到主窗口的顶部区域，主窗口会显示可停靠提示。

松开鼠标左键，原本位于主窗口底部的“数据库”窗口就被移动到顶部区域了，如图11-9所示。

11.2.3 allowedAreas 属性

该属性（包含 allowedAreas 和 setAllowedAreas 方法）用于设置 QDockWidget 允许的停靠区域。此设置仅限制用户在拖动窗口时的可用区域，对 QMainWindow.addDockWidget方法所指定的停靠区域没有影响。

假设 QDockWidget.setAllowedAreas 方法指定的值是 RightDockWidgetArea，而 QMainWidget.addDockWidget 方法指定 QDockWidget 对象的停靠位置为 TopDockWidgetArea。那么在应用程序运行后，QDockWidget 对象的初始位置是主窗口的顶部。当用户拖动 QDockWidget 对象后，由于受到 allowedAreas 属性的约束，用户只能把 QDockWidget 对象拖放到主窗口的右侧区域，其他区域均失效。

上述内容可通过以下示例来验证。

上述代码将QDockWidget对象的有效停靠区域限制为主窗口的顶部或底部，但在添加到主窗口时设定的位置是窗口左侧。应用程序运行后，QDockWidget对象位置窗口左侧，如图11-10所示。

按住鼠标左键拖动停靠窗口的标题栏，并在主窗口内部移动。此时，只有窗口的顶部和底部区域能接受停靠窗口，如图11-11所示。

11.2.4 示例：QDockWidget 与菜单栏

默认情况下，如果主窗口中包含菜单栏或工具栏，其上下文菜单中会自动添加所有 QDockWidget窗口的标题选项。通过上下文菜单可以显示或关闭QDockWidget窗口。但是，如果主窗口不包含菜单栏和工具栏，当所有QDockWidget窗口都关闭后，就无法重新打开（除非重新运行应用程序)。本示例将演示如何通过菜单栏重新打开 QDockWidget 窗口。

QDockWidget 类公开 toggleViewAction 方法，返回与当前 QDockWidget 关联的 QAction 对象。该QAction对象可以直接添加到菜单中，Qt已实现显示/关闭QDockWidget窗口的功能。

本示例创建了自定义类MyWindow，它派生自QMainWindow类，具体代码如下：

上述代码中主窗口中先创建两个 QDockWidget 实例，接着初始化菜单栏。最后访问 toggleViewAction 方法，分别将两个 QDockWidget 实例相关的 QAction 对象添加到菜单栏中。

运行示例程序后，将窗口左、右两侧的停靠窗口关闭，然后执行菜单“窗口”→“窗口1”重新显示“窗口1”，如图11-12所示。

重新显示“窗口2”的方法也一样。另外，在菜单栏的空白区域右击，也可以使用上下文菜单来显示或关闭停靠窗口。这是 Qt 内部已实现的功能。

MDI（Multiple Document Interface，多文档界面）应用程序可以同时打开多个文档，如 Web 浏览器的标签页能在同一时间加载不同的页面。MDI应用程序在未打开任何文档时仅显示主窗口；当打开文档时，MDI应用程序会创建子窗口，并在子窗口中加载文档。子窗口同样具备标题栏、最大化、最小化、关闭按钮以及窗口框架。虽然子窗口在形制上与普通窗口一样，但它们只能在MDI主窗口内活动，不能放置到主窗口外。

与MDI应用程序相对应的是 SDI（Single Document Interface，单文档界面）应用程序。SDI应用程序在同一时间只能打开一个文档，一般只有主窗口，不具备子窗口。

要在 QMainWindow 成为 MDI 主窗口，需要使用 QMdiArea类。该类派生自 QAbstractScrollArea，在QMdiArea的构造函数中已禁用滚动条，因此MDI区域默认是不会显示滚动条的。调用QMainWindow.setCentralWidget方法将 QMdiArea 设置为内容组件后，就可以呈现 MDI子窗口了。

11.3.1 添加子窗口

子窗口由QMdiSubWindow类封装，包含子窗口的基础框架和标题栏，其内容区域由自定义的QWidget 对象组成。QMdiArea的子级对象必须是 QMdiSubWindow类型。

调用 QMdiArea类的 addSubWindow方法可以添加子窗口。该方法的声明如下：

如果widget参数引用的是QMdiSubWindow类型的组件，那么直接添加到子窗口列表中；如果widget参数是 QWidget 或其他自定义组件类型，那么需要先创建 QMdiSubWindow 实例，再将 widget 设置为QMdiSubWindow实例的内容组件，最后才将QMdiSubWindow实例添加到子窗口列表中。要从QMdiArea中删除某个子窗口，请调用removeSubWindow方法。

在调用QMdiSubWindow类的构造函数时将QMdiArea对象传递给parent参数，也可以添加子窗口，即将 QMdiArea 对象作为新QMdiSubWindow实例的父级对象，如下面的代码所示：

11.3.2 示例：简单的MDI应用程序

本示例将演示一个简单的 MDI 应用程序。主窗口的工具栏上有 3 个按钮，分别用于新建子窗口、删除活动窗口、关闭所有子窗口。

具体的实现步骤如下。

1. 定义CustContentWidget类，基类是QWidget，该类将用作子窗口的内容组件。

上述内容组件中包含一个标签（QLabel)，通过 setContentText方法为QLabel对象设置文本。

2. 定义 MyWindow 类，从 QMainWindow 类派生。

3. 在__init__方法中初始化 QMdiArea 组件。

创建 QMdiArea 实例后，还需要调用 QMainWindow 类的 setCentralWidget 方法将 QMdiArea 对象设置为内容组件。

4. 调用setToolButtonStyle方法修改工具栏按钮的呈现方式为图标和文本，且文本位于图标的下方。

在QMainWindow实例上调用setToolButtonStyle方法会修改整个主窗口内所有工具栏的按钮呈现方式。若操作只针对某个工具栏，那么应当调用QToolBar实例的 setToolButtonStyle方法。

5. 初始化工具栏，其中包含3个QAction对象。

6. 处理每个 QAction 对象的 triggered 信号，以实现工具栏按钮的功能。

对于关闭所有子窗口的QAction 对象，它的 triggered信号可以直接与 QMdiArea 对象的closeAllSubWindows 方法连接。

7. 实现 onNewWindow方法，实现创建子窗口的功能。

先实例化 CustContentWidget 对象，然后把它传递给 QMdiArea.addSubWindow 方法来创建新的子窗口。QMdiSubWindow实例创建后，其界面不可见，需要调用 show方法以显示窗口。

8. 实现 onRemoveWindow 方法，从MDI 容器中删除活动的窗口。

先调用QMdiArea对象的 activeSubWindow方法，查看是否有处于活动状态的子窗口。如果有，就通过 removeSubWindow 方法将其移除。

9. 实例化并显示主窗口。

运行示例程序，单击工具栏上的“新建窗口”按钮，添加新的子窗口，如图11-13所示。

单击工具栏上的“关闭所有窗口”按钮，刚刚添加的所有子窗口全部关闭，如图11-14所示。

11.3.3 示例：打开多个文本文件

本示例将演示在MDI窗口中打开文件，每打开一个文件，就会创建新的子窗口来显示文件内容。

程序菜单栏中有两组菜单：“文件”菜单包含“打开文件”和“退出”命令；“窗口”菜单下将显示打开的子窗口列表。

示例的实现步骤如下。

1. 定义 MyWindow类，它派生自 QMainWindow类。

2. 定义initMenuBar方法，功能是初始化菜单栏。

“退出”菜单的 triggered 信号直接与 QApplication.quit方法连接即可，当命令被触发时，调用quit方法，退出应用程序。

3. 定义 initMdiArea 方法，初始化 QMdiArea 组件。

4. 在 MyWindow 类的 __init__ 方法中调用上述两个初始化方法。

5. 实现 onFileOpen方法，它与“打开…”菜单的触发信号连接，功能是弹出打开文件对话框让用户选择文本文件。在用户做出选择后，就创建子窗口，加载用户所选的文件。

QFileDialog.getOpenFileName 方法的原型如下：

parent参数指定对话框的父窗口，通常是当前应用程序窗口，该参数可以为None。caption参数指定文件对话框的标题文本，如“打开一个文件”。dir参数指定打开对话框时的初始目录，此参数可以为空，对话框默认选择应用程序的当前目录。filter参数用于筛选文件类型，只有符合条件的文件才会显示，如上述代码中的“本文件(*.txt)”，即只显示后缀为.txt的文件。当filter参数指定了多个文件类型筛选器时，selectedFilter参数指定默认的筛选器。options参数是 QFileDialog组件相关的选项。本示例省略 selectedFilter 和 options 参数。

getOpenFileName方法返回两个字符串对象：第一个是用户选择的文件路径，第二个是与该文件相关的筛选器（filter）。

读取文件时先创建QFile实例，然后调用 open方法打开文件，否则无法读写。使用QTextStream类以文本流的方式读出文件中的文本，readAll方法读取文件中所有文本。

在子窗口中，使用QPlainTextEdit组件来加载已读取的文本内容。

6. “窗口”菜单的aboutToShow信号在菜单项弹出之前发出。连接此信号，可以在显示菜单前添加子窗口列表。以下是updateWindowMenu方法的实现代码。

上述代码先清除“窗口”菜单中所有命令，然后根据已打开的子窗口来创建菜单命令。在添加QAction对象时，将子窗口的引用关联到QAction对象的用户数据中（调用 setData方法）。当与子窗口对应的菜单命令被触发时，可以从data中获取 QMdiSubWindow对象的引用。

7. 实现 onWindowMenuAction方法。当“窗口”菜单下的命令被触发时会调用 onWindowMenuAction方法。

在向菜单添加 QAction 对象时，已将子窗口引用设置到 data属性中，因此访问 QAction 对象的 data方法可以得到 QMdiSubWindow 对象的引用。最后调用 QMdiArea 对象的 setActiveSubWindow 方法使子窗口处理活动状态。

运行示例程序，单击“文件”→“打开…”菜单，在打开文件对话框中选择文本文件，打开后文本内容将显示在子窗口中，如图11-15所示。

单击“窗口”菜单，可以从中选择要激活的窗口，如图11-16所示。

11.3.4 示例：排列子窗口

本示例将演示在 QMdiArea 中排列子窗口的方法，主要用到 cascadeSubWindows 和 tileSubWindows方法。具体实现步骤如下。

1. 定义 MyWindow 类，基类是 QMainWindow。

2. 定义 __init__ 方法。

3. 初始化 QMdiArea 组件。

4. 添加4个子窗口。

子窗口的内容组件使用的是 CustWidget 类，它的实现代码如下：

setFillColor方法用于设置图形的填充颜色，setStrokeColor方法用于设置图形轮廓的颜色，setStrokeWidth方法设置轮廓线条的宽度。

CustWidget类重写了paintEvent方法，在组件的客户区域内绘制矩形。

5. 初始化工具栏。在工具栏上放入两个QPushButton组件。它们的clicked信号分别连接到QMdiArea对象的 cascadeSubWindows 和 tileSubWindows 方法。

cascadeSubWindows方法会以层叠方式排列子窗口，所有子窗口将被折叠，并按Z次序排列。

tileSubWindows方法将以平铺方式排列子窗口，窗口的大小相等，并在MDI容器的有效空间内自动排列。

6. 实例化 MyWindow窗口，并显示于屏幕上。

运行应用程序，单击工具栏上的“层叠排列”按钮，所有子窗口被折叠，如图11-17所示。

单击“平铺排列”按钮，子窗口将平均分配MDI容器的空间，如图11-18所示。

虽然平铺窗口使所有子窗口处于可见状态，但同一时间只能有一个活动窗口。

11.3.5 示例：标签页视图

QMdiArea.setViewMode 方法可以切换 MDI的视图，默认值是 SubWindowView，即子窗口视图。若要切换到标签页视图，应当调用 setViewMode方法，参数值为 TabbedView。

另外，还有几个辅助方法成员。

1. setTabsClosable：标签是否呈现关闭按钮。若为True，标签文本右侧会出现“×”按钮，单击后可关闭子窗口。
2. setTabsMovable：标签是否可移动。若为True，拖动标签可以调整其排序。
3. setTabPosition：设置标签栏的位置——在窗口视图的上、下、左、右。与QTabWidget组件一样，方位使用东、西、南、北。
4. setTabShape：设置标签形状，与QTabWidget组件相同。

本示例将在MDI容器中创建3个子窗口，视图模式改为标签页。核心代码如下：

示例程序的运行结果如图11-19所示。