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Qt (Bibliothek)

plattformübergreifende C++-Klassenbibliothek
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Qt ist eine Klassenbibliothek für die plattformübergreifende Programmierung grafischer Benutzeroberflächen für viele Programmiersprachen. Qt wird besonders in den Bibliotheken des K Desktop Environments verwendet.

Qt

Basisdaten

Maintainer Volker Hilsheimer
Entwickler Trolltech
Erscheinungsjahr 20. Mai 1995
Aktuelle Version 4.3.1
(8. August 2007)
Aktuelle Vorabversion 6.7 Beta 1[1]
(20. Dezember 2023)
Betriebssystem Unix, Linux (mit X Window System – X11), Mac OS X, Windows
Programmier­sprache C++[2]
Kategorie Klassenbibliothek
Lizenz Duales Lizenzsystem (Proprietär und GPL/QPL)
deutschsprachig nein
Trolltech

Qt wird von der norwegischen Firma Trolltech (früher Quasar Technologies) entwickelt, und ist für verschiedene Betriebssysteme bzw. Grafikplattformen wie X11 (Unix-Derivate), Mac OS X, Windows und als PDA-Version erhältlich. Neben der Entwicklung von grafischen Benutzeroberflächen bietet Qt umfangreiche Funktionen zur Internationalisierung sowie Datenbankfunktionen und XML-Unterstützung an.

Die Klassenbibliothek steht sowohl unter der GNU General Public License (GPL) als auch unter einer kommerziellen Lizenz, welche allerdings nur benötigt wird, falls mit der Umgebung Produkte entwickelt werden sollen, die nicht wiederum unter einer freien Lizenz stehen. (siehe Duales Lizenzsystem)

Qt verwendet eine Erweiterung der Programmiersprache C++. Es gibt auch Implementierungen für Python[3], Ruby[4], C#[5], Java[6] (Qt Java), PHP[7] und Perl[8], die allerdings nicht von Trolltech betreut werden.

Inzwischen gibt es aber auch eine Qt-Anbindung für Java von Trolltech namens Qt Jambi.

Geschichte

Anfänge und Namensentwicklung

Haavard Nord und Eirik Chambe-Eng (die ursprünglichen Entwickler von Qt und mittlerweile CEO und Präsident von Trolltech) starteten die Entwicklung von Qt im Jahre 1991, drei Jahre bevor die Firma Quasar Technologies gegründet wurde. Später änderten sie den Namen in Troll Tech und dann in Trolltech.

Ursprünglich stand die Abkürzung Qt für Quasar toolkit. Quasare sind die dauerhaft am stärksten strahlenden Objekte im Universum (sie werden nur kurzzeitig von den Gammablitzen übertroffen). Durch den Bezug auf solche unvorstellbar energieintensiven Objekte sollte wohl der ehrgeizige Anspruch der Entwickler zum Ausdruck kommen, ein bedeutendes Programmierwerkzeug zu schaffen, weswegen ihre Firma Trolltech wohl auch ursprünglich Quasar Technologies hieß. Eine andere Herleitung des Namens Qt ist, dass das Q nach Haavard Nords Geschmack besonders schön in seinem Emacs anzusehen war und das t an Xt (das X-Toolkit) erinnerte.[9]

Heute hat die Abkürzung Qt jedoch nicht mehr diese Bedeutung und wird offiziell wie das englische Wort cute ausgesprochen. Dieses Wort soll die Ansicht der Entwickler ausdrücken, dass der Quelltext und die API von Qt eben cute sei, was auf Deutsch unter anderem so viel wie süß, hübsch usw. aber auch pfiffig heißt.

Lizenzierung

Kontroverse Auseinandersetzungen entstanden um das Jahr 1998, als sich abzeichnete, dass KDE sich als Standard-Desktop unter Linux durchsetzen würde. Da KDE zum großen Teil auf Qt basiert, machten sich ein großer Teil der Open-Source- und Free-Software-Gemeinde Sorgen, dass ein so wichtiger Teil des Systems unter kommerzieller Kontrolle stand. Dies hatte zwei Auswirkungen. Erstens wurde das Harmony-Toolkit entwickelt, welches die Funktionen von Qt exakt kopieren sollte, aber unter einer Freie-Software-Lizenz stehen sollte. Zweitens begann die Arbeit am GNOME-Desktop, der ähnliche Funktionen wie KDE bieten sollte, allerdings das GIMP Toolkit (GTK+) verwendete, welches Freie Software war, aber in C programmiert ist.

Bis Version 1.45 verwendete Trolltech die FreeQt-Licence für Qt. Diese war weder Open Source noch Freie Software. Es war zwar erlaubt, den Quellcode einzusehen, modifizierte Versionen durften allerdings nicht veröffentlicht werden. Mit dem Erscheinen von Version 2.0 wechselte Trolltech zur Q Public License (QPL), einer Open Source-Lizenz, die aber von der Free Software Foundation als inkompatibel zur GPL eingestuft wurde. Als der Druck auf Trolltech größer wurde und das Debian-Projekt sich wegen Lizenzproblemen weigerte, KDE zu vertreiben[10], änderte Trolltech im Jahre 2000 die Lizenz für die Linux-Variante des Toolkits. Seit Version 2.2 gab es fortan die Linux-Variante unter zwei Lizenzen: der GPL und der QPL. (siehe Duales Lizenzsystem)

Die erste Version von Qt hatte nur zwei Varianten, Qt/X11 für Unix und Qt/Windows für Windows. Die Windows-Variante war ausschließlich unter einer kommerziellen Lizenz verfügbar. Gegen Ende des Jahres 2001 veröffentlichte Trolltech Qt 3.0 mit zusätzlicher Unterstützung für die Mac-OS-X-Plattform. Die Mac-OS-X-Variante war auch nur unter einer kommerziellen Lizenz erhältlich, bis im Juni 2003 Trolltech die Version 3.2 der Mac-OS-X-Variante auch unter die GPL stellte.

Im Februar 2005 kündigte Trolltech an, Qt ab der Version 4.0 auch für die Windows-Plattform unter die GPL stellen zu wollen[11]. Dies bestätigte sich, als im Juni 2005 Trolltech ein einheitliches Duales Lizenzsystem für alle unterstützten Plattformen veröffentlichte. Heute gibt es für jede Plattform proprietäre Editionen und die Open Source Edition (GPL-Edition).

Absicherung über die KDE Free Qt Foundation

Noch bevor Qt doppellizenziert wurde, wurde die „KDE Free Qt Foundation“ ins Leben gerufen, um zu verhindern, dass Qt im Falle einer Insolvenz oder Übernahme von Trolltech unter eine restriktivere Lizenz als die QPL fiele. Sie besteht aus jeweils zwei Vertretern von Trolltech und dem KDE e. V., wobei letztere im Zweifelsfall bei Abstimmungen die Majorität haben. Falls Trolltech länger als zwölf Monate keine Aktualisierungen (Updates) unter einer Open-Source-Lizenz liefern sollte, ist die „KDE Free Qt Foundation“ berechtigt, die letzte freie Qt-Version unter der BSD-Lizenz freizugeben.

Versionen

Datum Version
10. Juli 1998 1.40
2. Oktober 1998 1.41
19. Dezember 1998 1.42
13. März 1999 1.44
26. Juni 1999 2.0
13. April 2000 2.1
7. Dezember 2000 2.2
??? 2.3
16. Oktober 2001 3
14. November 2001 3.1
24. Juli 2003 3.2
5. Februar 2004 3.3
29. Juni 2005 4
20. Dezember 2005 4.1
4. Oktober 2006 4.2
30. Mai 2007 4.3

Varianten

Es gibt derzeit die folgenden Varianten des Qt-Toolkits, die auf verschiedenen Plattformen laufen. Sie sind alle sowohl unter der GPL als auch unter einer proprietären Lizenz verfügbar, wobei Trolltech in den GPL-Varianten jedoch nur Unterstützung für den ebenfalls freien C++-Compiler der GNU Compiler Collection anbietet:

Aktuelle Version

Trolltech hat mit Qt 4 am 28. Juni 2005 fünf neue Technologien eingeführt:

  • Tulip – Ein Satz neuer Container-Klassen
  • Interview – Eine Modell-Ansicht-Architektur für elementbasierte Ansichten.
  • Arthur – Ein neues 2D-Zeichenframework
  • Scribe – Unicode-Textausgabe mit öffentlicher API zur Unterstützung von einfachen Textlayouts.
  • MainWindow – Eine modernere Hauptfenster-Architektur, die Symbolleisten, Menüs und andockbare Fenster ermöglicht.

Qt 4.1 wurde am 19. Dezember 2005 veröffentlicht und brachte SVG-Tiny-Unterstützung, ein PDF-Backend zum Qt-Drucksystem, und weitere Erweiterungen und Verbesserungen.[12].

Qt 4.2 erschien am 4. Oktober 2006 und brachte native CSS-Unterstützung zum Gestalten von Widgets. Auch wurden die QCanvas-Klassen von Qt 3.x zur Darstellung von zweidimensionalen Grafikobjekten durch ein Framework namens QGraphicsView zum Rendern von Grafikobjekten auf dem Bildschirm ersetzt.[13]

Seit dem 30. Mai 2007 steht Version 4.3 zur Verfügung. Sie brachte erweiterte Windows-Vista-Unterstützung, eine verbesserte OpenGL-Engine, sowie die Möglichkeit, SVG-Dateien zu erzeugen. Des Weiteren wurde eine ECMAScript-Engine namens QtScript und die Unterstützung von SSL-Verbindungen hinzugefügt.[14]

Editionen

von Trolltech

Es sind folgende vier Editionen von Qt erhältlich:

  • Qt Console – für die Entwicklung von Programmen ohne GUI
  • Qt Desktop Light – es fehlen Netzwerk- und Datenbankunterstützung
  • Qt Desktop – die vollständige Bibliothek
  • Open Source Edition – die vollständige Bibliothek zur Entwicklung von Open-Source-Anwendungen

Die ersten drei Editionen sind proprietär und werden unter einer kommerziellen Lizenz veröffentlicht. Dem entgegengesetzt ist die Open Source Edition unter der GPL erhältlich. Alle kommerziellen Editionen unterstützen eine große Anzahl von Compilern einschließlich des GCC C++-Compilers und im Falle der Qt/Windows-Version auch eine Integration in Microsoft Visual Studio. Die Qt Open Source Edition enthält nur Unterstützung für den C++-Compiler der GCC. An einer Integration in die freie Entwickungsumgebung eclipse wird gearbeitet.

von anderen Anbietern

Da es sich bei Qt um Freie Software handelt, gibt es auch Editionen anderer Anbieter:

  • Qt/Windows Free Edition – Das KDE/Cygwin-Projekt arbeitete an einer nativen Windows-Version von Qt 3, im Blick auf KDE, die vom freien Quellcode der Qt/X11-Variante portiert worden ist und somit auch vollständig GPL-lizenziert ist. Das Projekt wurde gestartet, um auch freie Software für Windows programmieren zu können. Mit dem Erscheinen von Qt 4 hat dieses Bestreben an Aufmerksamkeit verloren und wird nur noch mit kleineren Patches vom qtwin-Projekt weiter gepflegt. In Zukunft wird sich das Projekt weiter um Patches zur Qt Open Source Edition von Trolltech bemühen, so dass diese dann auch andere Compiler (Microsoft und Borland) unterstützt.

Design

 
Das Qt-Built-System im Detail

Bibliotheksaufbau

Seit Version 4.0 ist die gesamte Bibliothek in Module gegliedert, welches kleinere und schnellere Programme möglich macht, da nur die verwendeten Module eingebunden werden müssen:

  • QtCore – Kern-Klassen, die von allen anderen Modulen genutzt werden
  • QtGui – Komponenten, die zur Gestaltung von grafischen Benutzeroberflächen (GUIs) dienen
  • QtNetwork – Klassen zur Netzwerk-Programmierung
  • QtOpenGL – Unterstützung von OpenGL
  • QtSql – Klasse zur Datenbankintegration mit SQL
  • QtScript – Klassen zur Verarbeitung von ECMAScript
  • QtSvg – Klassen zur Verwendung von SVG-Dateien
  • QtXml – Klassen zur Verwendung von XML
  • QtDesigner – Klassen zur Erweiterung des Qt-Designers
  • QtUiTools – Klassen zur Verwendung von Qt-Designer-Form in Anwendungen
  • QtAssistant – Unterstützung für Online-Hilfe
  • Qt3Support – Kompatiblitätsklassen zu Qt 3
  • QtTest – Werkzeuge zum Testen der eigenen Anwendungen

In der kommerzielen Edition sind noch die Module QAxContainer und QAxServer für die Unterstützung von ActiveX vorhanden. Auch enthalten die Unix-Varianten ein Modul namens QtDBus zur Interprozesskommunikation mit Hilfe des D-Buses.

Signal-Slot-Konzept

Eine Besonderheit ist die Verwendung von „signals“ und „slots“, die auf einfache Art und Weise die Kommunikation zwischen einzelnen Objekten ermöglicht. Bei den meisten anderen Klassenbibliotheken wird dies durch Rückruffunktionen (callback function) realisiert. Aus der Sicht der Entwickler haben Rückruffunktionen zwar den Vorteil einer höheren Ausführungsgeschwindigkeit, jedoch Nachteile bei der Pflege der Programme, da diese keine statische Typprüfung ermöglichen.

GUI-Emulation

Qt benutzt seine eigene Zeichenengine und Steuerelemente. Es emuliert das unterschiedliche Aussehen auf den verschiedenen Plattformen (GUI-Emulation). Das machte das Portieren einfacher, da nur sehr wenige Klassen in Qt von der verwendeten Plattform abhängig sind. Der Nachteil war aber, dass Qt das Aussehen jeder Plattform präzise nachahmen musste, was nicht immer möglich war. In der neusten Version von Qt hat man von diesem Konzept Abstand genommen und verwendet, wie viele andere Toolkits (wxWidgets oder SWT), auch die plattformeigenen Elemente zur Implementierung.

Werkzeuge

Zusätzlich zu den Bibliotheken enthält Qt noch eine Reihe weiterer zusätzlicher Tools, die teilweise unersetzlich für die Arbeit mit Qt sind.

 
Der Qt-Designer in der Version 4.2.1
  • Folgende Programme werden vom Programmierer genutzt um XML-Dateien mit einer komfortablen Oberfläche zu bearbeiten:
    • Qt-Designer – zum Erstellen grafischer Oberflächen für Qt und Qt/Embedded (*.ui (XML) und *.qrc (XML))
    • Qt-Linguist – für Übersetzungen des Programms (*.ts (XML))
  • Folgende Programme ermöglichen eine einfache Übersetzung. Zur Steuerung wird die Qt-Projekt-Datei verwendet:
    • lupdate – Extrahiert aus allen Quellcodedateien die zu übersetzenden Strings (→ *.ts (XML))
    • lrelease – *.ts (XML) → *.qm
  • qmake – Erstellt mit der Qt-Projekt-Datei (*.pro) ein Makefile, welches denn Erstellungsprozess steuert. Neben den üblichen Programmen wie Compiler und Linker werden auch folgende Tools verwendet.
    • moc – Meta-Object-Compiler, erstellt Meta-Informationen über Klassen des Programms (*.h → moc_*.cpp), siehe unten.
    • uic – Userinterface-Compiler, erstellt C++-Quellcode aus UI-Dateien (*.ui (XML) → ui_*.cpp und ui_*.h)
    • rcc – Ressourcen-Compiler (*.qrc (XML) → qrc_*.cpp)

Für die Benutzung der Online-Dokumentation wird der Qt-Assistant verwendet, der auch in eigene Projekte eingebunden werden kann.

Meta-Object-Compiler

Der Meta-Object-Compiler, auch bekannt als moc, ist ein Werkzeug, welches die Quellcode-Dateien eines Projektes untersucht und Meta-Informationen über Klassen und sonstige Programmteile sammelt. Aus diesen Informationen erstellt er wiederum C++-Code, in dem Funktionen implementiert werden, die ohne weitere Bibliotheken in C++ nicht vorhanden sind, wie Introspektion und das Signal-Slot-Konzept.

Der Gebrauch eines zusätzlichen Werkzeuges wurde von einem Teil der C++-Programmierer kritisiert. Sie behaupteten, dass Qt-Programmierung keine C++-Programmierung mehr sei. In Wahrheit basiert die Implementation auf C-Makros, die bekanntlich nicht typsicher sind und den Namensraum verunreinigen. Dies ist aus der Sicht von Trolltech aber nötig, um das Signal-Slot-Konzept elegant zu implementieren. Als Qt 1.x veröffentlicht wurde, waren die Compilerunterschiede bezüglich generischer Programmierung noch zu groß, als dass man sich auf Templates hätte verlassen können.

Qt Script for Applications (QSA)

Qt Script for Applications ist ein plattformunabhängiges Werkzeug, welches Entwicklern erlaubt ihre Qt-Anwendungen mit Skriptfunktionen zu erweitern. Verwendung findet hier die Skriptsprache Qt Script, die auf ECMAScript/JavaScript basiert.

Andere Implementierungen

  • Qt Jambi – Seit Juni 2007 existiert eine von Trolltech selbst entwickelte Version für Java.
  • PyQt – Die britische Firma Riverbank Computing Ltd. hat unter diesem Namen eine Python-API entwickelt, die für Windows, Linux/Unix (X11) und Mac OS X wie auch Qt selbst wahlweise unter der GPL oder einer kommerziellen Lizenz erhältlich ist.
  • PHP-Qt – Open-Source-Projekt zur Verwendung von Qt in PHP-Skripten.
  • QtRuby - Auf der KDE-Projektseite[4] findet man Bindings für Ruby.

Beispiele

Prominente Beispiele, in denen das Qt-Toolkit zum Einsatz kommt, sind:

Siehe auch

Literatur

Quellen

  1. ↑ Qt 6.7 Beta 1 Released. 20. Dezember 2023 (englisch, abgerufen am 20. Dezember 2023).
  2. ↑ The qt Open Source Project on Open Hub: Languages Page. In: Open Hub. (abgerufen am 18. Juli 2018).
  3. ↑ http://www.commandprompt.com/community/pyqt/
  4. ↑ a b http://rubyforge.org/projects/korundum/
  5. ↑ http://cougarpc.net/qyoto/index.php
  6. ↑ http://developer.kde.org/language-bindings/java/qtjava.html Qt Java
  7. ↑ http://www.php-qt.org/
  8. ↑ http://perlqt.sourceforge.net/
  9. ↑ Jasmin Blanchette, Mark Summerfield: C++ GUI Programming with Qt 4, Seite XV, ISBN 0131872494
  10. ↑ Joseph Carter: „Why Debian Doesn't Include KDE“ (englisch) bei Freshmeat.net
  11. ↑ Trolltech: „Trolltech to Extend Dual Licensing to Qt for Windows“
  12. ↑ Trolltech Releases Qt 4.1
  13. ↑ Trolltech Brings Style Sheets to Desktop Applications with Qt 4.2
  14. ↑ Trolltech Releases Qt and Qtopia Core 4.3
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