从C++到Qt（命令行编译，讲解原理）

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Qt 是 C++ 的库，Qt 在 ansi C++ 的基础上进行了一点扩展。

但国内似乎比较浮躁，学Qt的很多连基本的C++如何编译似乎都不太清楚。本文舍弃IDE或qmake、cmake等工具的束缚，尝试通过几个例子，一步一步从标准 C++ 的编译过渡到 Qt 的编译。

本文涉及的都是最基本的东西，或许可以说，只要你用C++ Qt，不管是通过哪种工具(qmake、cmake、boost.build、qtcreator、vs2008、Eclipse、...)，本文的内容都是需要理解的(尽管真正写程序时，我们都不会直接用C++编译器来编译Qt程序)。

如果你对命令行比较恐惧，或许愿意先看看我原来整理的这个 GCC新手入门

例子一：简单的控制台程序

一个很简单的例子，没用到Qt扩展：(也就是说，这是一个普通的C++程序)

#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QtCore/QDebug>
int main(int argc, char** argv)
{
QCoreApplication app(argc, argv);
qDebug()<<"hello qt!";
app.exec();
}

我们都知道，编译一个C++的程序，无非是编译预处理，编译、链接

编译预处理器：头文件路径和必要的宏
编译器：一些编译参数
链接器：一些链接参数和要链接的库

g++

简单一行命令，即可生成 main.exe (linux下，则生成可执行程序 main)

g++ main.cpp -DQT_CORE_LIB -Ie:\Qt\4.7.0\include -o main -Le:\Qt\4.7.0\lib -lQtCore4

单行命令，很简单：

-I 指定头文件路径
-L 指定库文件路径
-l 指定需要链接的库
-D 定义必要的宏(其实对这个小程序，这个宏也没必要用)
-o 指定生成的可执行文件名

cl

简单一行命令，即可生成 main.exe

cl main.cpp -ID:/Qt/4.7.0/include -DQT_CORE_LIB -Femain -link -LIBPATH:D:/Qt/4.7.0/lib QtCore4.lib

依然很简单

-I 头文件路径
-D 定义必要的宏
-Fe 指定可执行程序文件名
-link 后面是链接器参数
- -LIBPATH 库文件路径

例子二：简单的GUI程序

这次稍微复杂一点，不是单一的控制台程序，而是一个简单的GUI程序

main.cpp
#include <QtGui/QApplication>
#include "widget.h"int main(int argc, char** argv)
{
QApplication app(argc, argv);
Widget w;
w.show();
return app.exec();
}
widget.h
#include <QtGui/QWidget>
class Widget : public QWidget
{
public:
Widget(QWidget * parent=NULL);
};
widget.cpp
#include "widget.h"Widget::Widget(QWidget * parent)
:QWidget(parent)
{
}

同样，这个程序未使用Qt的扩展，直接用C++的编译器编译：

g++

g++ main.cpp widget.cpp -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -Ie:\Qt\4.7.0-beta2\include -o main -Le:\Qt\4.7.0-beta2\lib -lQtCore4 -lQtGui4

因为我们使用了QtGui模块，所以和前面相比：

增加了 -DQT_GUI_LIB 和 -lQtGui4
多了一个文件 widget.cpp

注意: Windows下

如果在非windows平台下，这条命令就可以了。但windows下，你知道的：分console和windows两个链接子系统，而且入口函数分 main 和 WinMain 。

这条命令，编译出的 main.exe 会弹出控制台。要想不要控制台，则使用下面的命令：

g++ main.cpp widget.cpp -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -DQT_NEEDS_QMAIN -Ie:\Qt\4.7.0-beta2\include -o main -Le:\Qt\4.7.0-beta2\lib -lQtCore4 -lQtGui4 -lqtmain -Wl,-subsystem,windows

多了两个选项：

qtmain 该库中一个WinMain 函数，它会调用我们的代码的main函数。即对编译器来说：入口函数的名字变了
-Wl,-subsystem,windows 你知道的，链接windows子系统
对与MinGW来说，此处多了一个宏 QT_NEEDS_QMAIN，这个东西很有意思。在Qt Windows下链接子系统与入口函数(终结版) 中我们详细提到了这个。(在此处，不过你可以忽略它，不会出错，而且也不会有可感觉到的差异)

cl

同windows下的g++基本一样，带控制台：

cl main.cpp widget.cpp -ID:/Qt/4.7.0/include -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -Femain -link -LIBPATH:D:/Qt/4.7.0/lib QtCore4.lib QtGui4.lib

不带控制台：

cl main.cpp widget.cpp -ID:/Qt/4.7.0/include -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -Femain /MD -link -LIBPATH:D:/Qt/4.7.0/lib -subsystem:windows qtmain.lib QtCore4.lib QtGui4.lib

分析同上：指定链接子系统，启用WinMain入口函数

多文件的程序如何管理

直接调用编译器有什么坏处呢？

参数多啊，每次手动输入，难免出错。（例子中我们用的参数已经尽可能少了，可能都还是让你眼晕了）。
其次呢，很重要的一点，每次只要一个文件修改，所有东西都要重新编译。

改变这种状况的办法，传统的就是写 Makefile，然后编译时只需要输入 make 就行了，他会判断哪些文件被改动需要重新编译。

另外就是VS等一些IDE自己提供的功能。下面简单看一下本例子对应makefile文件：

mingw32-make的Makefile文件

CPPFLAGS = -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -Ie:\Qt\4.7.0\include
LDFLAGS = -Le:\Qt\4.7.0\lib -lQtCore4 -lQtGui4 -lqtmain -Wl,-subsystem,windowsobjects = main.o widget.o
dest = main$(dest) : $(objects)
g++ -o $@ $(objects) $(LDFLAGS)

nmake的Makefile文件

CPPFLAGS = -ID:/Qt/4.7.0/include -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -MD
LDFLAGS = -LIBPATH:D:/Qt/4.7.0/lib -subsystem:windows qtmain.lib QtCore4.lib QtGui4.lib
objects = main.obj widget.obj
dest = main.exe
$(dest) : $(objects)
link $(objects) $(LDFLAGS)

对此不做介绍，因为Makefile编写也是一门学问。相当难写，所有才有qmake、cmake这些工具来帮我们生成Makefile文件

例子三：引入moc

Qt 对 C++ 的扩展主要是3个方面：

元对象系统，包含Q_OBJECT宏的文件(.h, .cpp等)需要 moc 预处理
资源系统，.qrc 文件需要 rcc 进行预处理
界面系统，.ui 文件需要 uic 进行预处理

这3者之中，元对象系统最复杂，也是 Qt 程序中重要的。其他两个你都可以不要，唯独这个不要就有点不像话了(没它还叫Qt程序么？像我们前面写的，只不过是普通的C++程序)

废话少说，看例子：（修改前面的widget.h，加入Q_OBJECT）

#include <QtGui/QWidget>
class Widget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
Widget(QWidget * parent=NULL);
};

如何编译这个程序呢？例子二中的命令还能用吗？不妨试试：

哇，输出好丰富啊！

来自 g++ 的问候：

main.o:main.cpp:(.text$_ZN6WidgetD1Ev[Widget::~Widget()]+0xb): undefined reference to `vtable for Widget'
main.o:main.cpp:(.text$_ZN6WidgetD1Ev[Widget::~Widget()]+0x15): undefined reference to `vtable for Widget'
widget.o:widget.cpp:(.text+0x39): undefined reference to `vtable for Widget'
widget.o:widget.cpp:(.text+0x43): undefined reference to `vtable for Widget'

来自 cl 的问候：

widget.obj : error LNK2001: 无法解析的外部符号 "public: virtual struct QMetaObject const * __thiscall Widget::metaObject(void)const " (?metaObject@Widget@@UBEPBUQMetaObject@@XZ)
widget.obj : error LNK2001: 无法解析的外部符号 "public: virtual void * __thiscall Widget::qt_metacast(char const *)" (?qt_metacast@Widget@@UAEPAXPBD@Z)
widget.obj : error LNK2001: 无法解析的外部符号 "public: virtual int __thiscall Widget::qt_metacall(enum QMetaObject::Call,int,void * *)" (?qt_metacall@Widget@@UAEHW4Call@QMetaObject@@HPAPAX@Z)发生了什么？

添加一个宏后，发生了什么？我们看看编译器将宏展开后是什么样子的：

#include <QtGui/QWidget>
class Widget : public QWidget
{
static const QMetaObject staticMetaObject;
virtual const QMetaObject *metaObject() const;
virtual void *qt_metacast(const char *);
virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **);
...
public:
Widget(QWidget * parent=NULL);
};

一下子多出来这么多函数，而且还没有函数体，不出错才怪。如何生成函数体呢？这正是moc所做的：

moc widget.h -o moc_widget.cpp

这样一来，这些函数都在 moc_widget.cpp 被实现了，只要我们将该文件一块编译链接就行了

对g++来说，在例子二的基础上，直接添加一个 moc_widget.cpp 文件，然后一切正常了：

g++ main.cpp widget.cpp moc_widget.cpp -DQT_CORE_LIB -DQT_GUI_LIB -Ie:\Qt\4.7.0-beta2\include -o main -Le:\Qt\4.7.0-beta2\lib -lQtCore4 -lQtGui4

对 cl 编译器，同样只要添加一个 moc_widget.cpp 即可。