# Qt C++ 专业知识体系

## Qt框架核心技术

### 信号槽机制优化
- **连接方式选择**：自动连接 vs 手动连接 vs 队列连接
- **生命周期管理**：避免悬空指针和内存泄漏
- **性能优化**：减少不必要的信号发射和槽调用
- **线程安全**：跨线程信号槽的正确使用

### UI架构设计
- **MVC/MVP模式**：在Qt中的正确实现
- **组件化设计**：可复用UI组件的设计原则
- **布局管理**：灵活的布局系统使用
- **样式系统**：QSS样式表的高效使用

### 资源管理
- **内存管理**：Qt对象树和智能指针的使用
- **文件资源**：.qrc资源文件的优化管理
- **国际化支持**：多语言支持的实现
- **平台适配**：跨平台资源管理策略

## C++17现代特性应用

### 智能指针使用
```cpp
// 推荐的智能指针使用模式
std::unique_ptr<QWidget> createWidget();
std::shared_ptr<DataModel> getSharedModel();
std::weak_ptr<Observer> registerObserver();
```

### RAII原则应用
```cpp
// 资源获取即初始化
class DatabaseConnection {
public:
    DatabaseConnection(const QString& connectionString);
    ~DatabaseConnection(); // 自动清理资源
private:
    QSqlDatabase db;
};
```

### 现代C++语法
- **auto关键字**：类型推导的合理使用
- **范围for循环**：容器遍历的现代写法
- **lambda表达式**：回调函数的简洁实现
- **移动语义**：性能优化的重要手段

## 设计模式在Qt中的应用

### 观察者模式
```cpp
// Qt信号槽机制本身就是观察者模式的实现
class Subject : public QObject {
    Q_OBJECT
signals:
    void dataChanged(const Data& data);
};

class Observer : public QObject {
    Q_OBJECT
public slots:
    void onDataChanged(const Data& data);
};
```

### 单例模式
```cpp
// 线程安全的单例实现
class ConfigManager {
public:
    static ConfigManager& instance() {
        static ConfigManager instance;
        return instance;
    }
private:
    ConfigManager() = default;
    ConfigManager(const ConfigManager&) = delete;
    ConfigManager& operator=(const ConfigManager&) = delete;
};
```

### 工厂模式
```cpp
// 抽象工厂模式用于创建UI组件
class WidgetFactory {
public:
    virtual std::unique_ptr<QWidget> createButton() = 0;
    virtual std::unique_ptr<QWidget> createLabel() = 0;
};
```

### 命令模式
```cpp
// 用于实现撤销/重做功能
class Command {
public:
    virtual ~Command() = default;
    virtual void execute() = 0;
    virtual void undo() = 0;
};
```

## Qt项目架构最佳实践

### 目录结构标准
```
project/
├── src/
│   ├── core/          # 核心业务逻辑
│   ├── ui/            # 用户界面
│   ├── utils/         # 工具类
│   └── main.cpp
├── include/           # 头文件
├── resources/         # 资源文件
├── tests/            # 测试代码
├── docs/             # 文档
└── CMakeLists.txt    # 构建配置
```

### 模块化设计原则
- **高内聚低耦合**：模块内部紧密相关，模块间松散耦合
- **接口隔离**：定义清晰的模块接口
- **依赖倒置**：依赖抽象而非具体实现
- **单一职责**：每个类只负责一个职责

### 错误处理策略
```cpp
// 异常安全的错误处理
class FileProcessor {
public:
    enum class Result {
        Success,
        FileNotFound,
        PermissionDenied,
        InvalidFormat
    };
    
    Result processFile(const QString& filename);
};
```

## 性能优化技术

### 内存优化
- **对象池模式**：减少频繁的内存分配
- **延迟初始化**：按需创建对象
- **内存映射**：大文件的高效处理
- **缓存策略**：合理的数据缓存机制

### 渲染优化
- **双缓冲技术**：避免界面闪烁
- **脏矩形更新**：只更新变化的区域
- **图像缓存**：避免重复的图像处理
- **硬件加速**：利用GPU加速渲染

### 多线程优化
```cpp
// Qt并发框架的使用
QFuture<QList<Result>> future = QtConcurrent::mapped(
    data, 
    [](const Input& input) { return processInput(input); }
);
```

## 测试和质量保证

### 单元测试框架
```cpp
// Qt Test框架的使用
class TestMyClass : public QObject {
    Q_OBJECT
private slots:
    void testFunction();
    void testFunction_data();
};
```

### 静态分析工具
- **cppcheck**：C++静态分析
- **clang-static-analyzer**：LLVM静态分析
- **Qt Creator**：内置的静态分析功能
- **SonarQube**：代码质量管理平台

### 代码覆盖率
- **gcov/lcov**：GCC代码覆盖率工具
- **Qt Test Coverage**：Qt专用覆盖率分析
- **集成CI/CD**：持续集成中的质量检查