2026a

# 专题说明

本文介绍利用 Qt 进行开发。

# Qt 界面开发教程

Sysplorer 依赖于 Qt 对界面进行开发，因此推荐用户对 APP 的界面开发也使用 Qt 程序，以下简单介绍 Qt 相关教程，更详细教程可在网上进行学习。

Qt 是一个跨平台的 C++ 开发库，主要用来开发图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）程序，Qt 还存在 Python、Ruby、Perl 等脚本语言的绑定，也就是说可以使用脚本语言开发基于 Qt 的程序。下面主要介绍 C++ 平台利用 Qt 进行界面开发。

# VS2017 中配置 Qt5.14教程 (opens new window)

# Qt 界面设计教程

基于 VS2017 新建一个 Qt Application 工程：
双击打开对应的\*.ui文件，进入designer.exe程序如下：
软件主要界面介绍，详细介绍可查看相关官方教程。
创建一个用于设计的窗口：初次打开软件，应该已经直接创建了，若不存在可在 File>New 中打开，或者工具栏第一个，简略介绍如下：

直接选第一个，单击 Create，创建完成之后：
可将旁边的其他控件拖拽进主窗口中，进行界面的开发和设计，常用控件及介绍如下：
- 标签（Label）—— QLabel（PyQt5）
- 按钮（Button）—— QPushButton
- 行编辑（lineEdit）—— QLineEdit
- 组合框（ComboBox）—— QComboBox
- 复选框（CheckBox）—— QCheckBox
利用 Qt 开发完成的弹簧阻尼 APP 设计如下：

# Qt 信号和槽

什么是信号和槽？

信号和槽是用于对象之间的通信，它是 Qt 的核心机制，在 Qt 编程中有着广泛的应用。

举个例子，在一个十字路口，信号灯变成了绿色，对面的汽车看到后就启动了。信号灯就是发送信号的对象，绿灯亮是它发送的信号（signal），汽车是接收对象，汽车行驶是汽车对信号的响应，也叫槽（slot）。

再举一个例子，比如在一个主窗口内有一个关闭按钮，如果单击这个按钮，窗口就会关闭，那么关闭按钮是发送信号的对象，它发送的信号是单击，接收信号的对象是窗口，响应信号的槽是关闭窗口。

信号和槽代码实例

主要通过 connect + 宏的方式进行通信连接

connect（发送对象，信号，接收对象，槽函数），其中发送信号和槽函数需要用 SIGNAL() 和 SLOT() 来进行声明。

connect 函数声明如下：

[static] QMetaObject::Connection QObject::connect(const QObject *sender, const char *signal, const QObject *receiver, const char *method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

比如单击按钮关闭窗口的例子，代码可以这样写：

connect(ui->pushButton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(close()));

如果想自定义槽函数，需要先将槽函数的声明添加到类的 slots 中。比如我们对一个 QLineEdit 控件添加一个接收 textEdited 信号的槽函数 onTextEdited。

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private slots:
    void onTextEdited(QString);

private:
    Ui::MainWindow *ui;
};

然后实现函数，并用 connect 与信号连接。

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    connect(ui->pushButton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(close()));    
    connect(ui->lineEdit, SIGNAL(textEdited(QString)), this, SLOT(onTextEdited(QString)));
}

void MainWindow::onTextEdited(QString s)
{
    qDebug() << s;
}

使用 Qt Creator 界面添加信号的槽函数

另外一种方式不需要使用 connect 函数，可以通过 Qt Creator 界面来完成发送信号和槽函数的连接，比如我们右击一个按钮，然后选择转到槽：

选择信号，我们单击 QAbstractButton 的 clicked() 信号，表示按钮被右击：

接下来，Qt Creator 会自动为我们生成如下代码，首先是槽函数的声明：
```
class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private slots:
    void on_pushButton_clicked();
    
private:
    Ui::MainWindow *ui;
};
```
然后是槽函数的实现：
```
void MainWindow::on_pushButton_clicked()
{
    
}
```
使用这种方法我们不需要使用 connect 函数将信号与槽函数做连接。这里槽函数的命名有一定的规则，一般是 on_objectname_signal 这样来命名的。这种方法优点是减少了自己手动敲代码的工作量，缺点是究竟有哪些信号与槽函数做了连接不易被发现，没有 connect 函数看起来直观。

总结：Qt 使用 QDesigner 进行界面设计开发，并利用 Qt 语言结合 C++ 特性以及相关的信号和槽函数机制对界面相关事件进行处理，详细开发教程可通过网上资源 QT 学习教程 (opens new window)进行学习。

# 开发工程构建

基于 VS2017 版本进行开发，请确保已安装 VS2017 Qt 插件，并安装 Qt5.14.2 等相关开发环境。

# 新建工程

基于 VS2017 新建一个 Qt Application 工程，命名为 MassSpringDamperApp：

# 输出目录配置

将输出目录配置到安装的 SDK 路径的 bin 目录：$(MWBin)$(Configuration)
将 MWBin 换为实际 SDK 对应路径：SDK安装路径\bin\win_msvc2017x64
$(MWBin)、$(MoKeyerface)、$(MWInclude)需在电脑中的系统环境变量中将 SDK 安装路径配置上：

# 附加包含目录配置

包含目录添加 SDK 的 include 与 interface 目录：

.\GeneratedFiles
.
$(QTDIR)\include
.\GeneratedFiles\$(ConfigurationName)
$(QTDIR)\include\QtCore
$(QTDIR)\include\QtGui
$(QTDIR)\include\QtWidgets
$(MWInclude)
$(MWInclude)\boost161
$(MoKeyerface)
$(MoKeyerface)\modelica_services
$(MoKeyerface)\common_kits

MWInclude ——SDK安装路径/include
MoKeyerface ——SDK安装路径/interface

# 链接库依赖项配置

依赖库目录添加 SDK 的 bin\lib 与文件输出目录
```
$(OutDir)
$(QTDIR)\lib
$(MWBin)\lib
```

# 附加依赖项配置

Debug 下的附加依赖项设置为：

qtmaind.lib
Qt5Cored.lib
Qt5Guid.lib
Qt5Widgetsd.lib
mw_develop_d.lib
modelica_compiler_d.lib
mw_graphics_view_d.lib
mw_class_manager_d.lib
mw_global_d.lib
mw_help_d.lib
mw_sim_inst_d.lib
mw_sim_plot_d.lib
model_var_tree_d.lib

Release 下的附件依赖项设置为:

qtmain.lib
Qt5Core.lib
Qt5Gui.lib
Qt5Widgets.lib
mw_develop.lib
modelica_compiler.lib
mw_graphics_view.lib
mw_class_manager.lib
mw_global.lib
mw_help.lib
mw_sim_inst.lib
mw_sim_plot.lib
model_var_tree.lib

# 内置案例库

SDK 安装完成后，SDK 安装目录下的 examples 存在以下案例，使用 Visual Stiudio 2017 打开Examples_vs2017.sln可查看并运行对应案例的源码，文件目录如下所示：

案例中的代码运行环境需满足以下配置：

类型	环境
操作系统	Win7 SP1 及以上版本
Qt	Qt5.14.2 x86 或 x64 版本
IDE	Microsoft Visual Studio 2017
IDE插件	VS2017 的 Qt 开发插件
编译环境	Release x64 或 Debug x64

# MassSpringDamperApp

质量-弹簧-阻尼仿真模型软件，软件界面如下所示，代码详解请参见质量弹簧阻尼 APP 介绍。

# MwBatchSimPlugin

批量仿真插件开发，软件界面如下所示，代码详解请参见批量仿真 APP。

# MwVehicleApp

车辆综合模型软件，软件界面如下所示，代码详解请参见车辆仿真 APP。

# Step Forward Demo

本示例主要展示单步仿真，包括：

单步模式启动仿真、控制仿真
仿真结束显示变量曲线

MWORKS.SDK 曲线窗口类定义为 MwSimPlotWindow，本示例 CustomPlotWindow 继承自该类。

编译 PID_Controller 模型成功后，创建 MwSimData 并设置仿真模式为 Sim_InteractiveStepMode，然后启动仿真。

void CustomPlotWindow::SlotCompileFinish()
{
    compileThread->quit();
    this->setEnabled(true);

    QString sim_dir = QFileInfo(QApplication::applicationDirPath() + "\\..\\..\\..\\examples\\StepForward\\Sim").absoluteFilePath();
    QString sim_result_path = QFileInfo(sim_dir + "\\Result.msr").absoluteFilePath();
    simData = new MwSimData(L"PID_Controller", sim_result_path.toStdWString(), sim_dir.toStdWString());
    if (!simData->InitializeSimInst())
    {
        simData = nullptr;
        return;
    }
    simCtrl->RebindSimData(simData);
    MwExperimentData exp_data;
    exp_data.stopTime = 10.0;
    exp_data.intervalLength = 1;
    exp_data.numberOfIntervals = 10;
    simData->ApplyExperimentData(&exp_data);
    simCtrl->StartSimulate(MwSimControl::Sim_InteractiveStepMode);
    progressBar->setValue(0);
    labelTime->setText("0.0s");
}

单步模式下，每一步都会触发 SigSimStep 信号，并暂停仿真。需调用 SimulateNextStep 恢复仿真。

void CustomPlotWindow::SlotSimStep(double cur_time)
{
    progressBar->setValue(cur_time * 10);
    labelTime->setText(QString::number(cur_time) + "s");
    this->setEnabled(true);
}

仿真结束后，调用 MwSimPlotWindow 的接口 AddCurveToCurrentView 将变量曲线添加到曲线视图中。

void CustomPlotWindow::SlotSimStopped(int exit_code)
{
    this->setEnabled(true);
    progressBar->reset();
    labelTime->setText("0.0s");
    this->AddCurveToCurrentView("PI.y", simData);
    actionSimStep->setEnabled(false);
}

# Component Parameter Panel Demo

本示例主要展示自定义修改组件参数面板，包括：

调整参数面板的列顺序
组件参数的显示与隐藏

MWORKS.SDK 组件参数面板的类定义为 MwModelParameterTabWidget，本示例 CustomParameterTabWidget 继承自该类。

MWORKS 组件参数面板的默认列顺序为：参数名称、参数值、参数单位、参数说明，本示例将其调整为：参数说明、参数值、参数单位、参数名称。

此外，函数 IsNeedToDisplay() 让用户决定每个参数的显示或隐藏。系统默认是每个参数都显示。

CustomParameterTabWidget::CustomParameterTabWidget(MwMoGraphicsViewController* mo_controller,
    MwParamEditMode pem, QWidget* parent)
    : MwModelParameterTabWidget(mo_controller, pem, parent)
{
    //调整列顺序
    this->SetColumnOrder(3, 1, 2, 0);
}

CustomParameterTabWidget::~CustomParameterTabWidget()
{

}
bool CustomParameterTabWidget::IsNeedToDisplay(const MwParamInfo& param) const
{
    if (iModelKey == 0)
    {
        return true;
    }
    MwClassManager *class_mgr = MainWindow::GetInstance()->GetClassManager();
    //模型全名
    std::string type_name = class_mgr->GetMoHandler()->GetFullnameProp(iModelKey);

    //隐藏参数集
    QList<std::string> hidden_params;
    hidden_params << "pi";

    if (hidden_params.count(param.ident))
    {
        return false;
    }
    return true;
}

# GraphicsViewDropEvent

本示例主要展示，将模型树上的组件拖拽到模型视图中：

主要通过在 TreeView 中重写startDrag函数，将拖拽的组件全名字符串与image/modelica-type进行绑定，设置到 QmimeData 数据中，主要代码如下：

void ClassBrowserTreeWidget::startDrag(Qt::DropActions supported_actions)
{
    MoKey selected_key = GetSelectedKey();
    if (selected_key == 0)
    {
        return;
    }
    QStandardItem* item = treeModel->itemFromIndex(currentIndex());
    QModelIndexList index_list;
    index_list << currentIndex();
    QMimeData* mime_data = treeModel->mimeData(index_list);
    QByteArray item_data;
    QDataStream dataStream(&item_data, QIODevice::WriteOnly);
    QString selected_name = QString::fromStdString(ClassMgrPtr->GetMoHandler()->GetFullnameProp(selected_key));
    dataStream << selected_name;
    mime_data->setData("image/modelica-type", item_data);
    QDrag *drag = new QDrag(this);
    drag->setMimeData(mime_data);
    //Drag时图标
    {
        QIcon icon = item->icon();
        QPixmap pixmap;
        if (icon.isNull())
        {
            //获得默认图标
            pixmap = QPixmap();
        }
        else
        {
            pixmap = icon.pixmap(QSize(50, 50));
        }
        drag->setPixmap(pixmap);
        qreal adjust = 25;
        drag->setHotSpot(QPoint(adjust, adjust));
    }
    drag->exec(supported_actions);
}

# License 配置

为保证大型模型能够正常仿真，及相关功能能够正常使用，在调用 SDK API 前需提前设置 License 文件，SDK 提供 MwLicenseService 类用于设置相关 License，该类中提供了两种设置方法，通过有 UI 方式弹出 License 设置对话框或无 UI 方式接口配置 License。

MwLicenseService 类初始化：

//license
    MwLicenseService* pLicenseService = new MwLicenseService(nullptr);
    pLicenseService->Initialize();

弹出 License 设置对话框：

pLicenseService->StartupLicenseSetDialog();

接口方式配置 License，可以设置单机版 License 文件路径，也可以设置网络版 License 的 IP 地址和端口号：

bool load_license_success = pLicenseService->SetLicenseFilePath(L"E:\\File\\MWorks.Sysplorer\\License\\mworks_sdk.lic");

bool load_license_success = pLicenseService->SetLicenseIPAddress("172.16.1.18", "27000");

# MwGraphicsView 响应机制

# 模块结构

MwGraphicsView 模块是 Sysplorer.SDK 的图形模块，同时也是核心模块，为系统提供图形化建模和文本建模能力，其结构如下图所示：

整个 MwGraphicsView 模块使用 MVC（Model、View、Controller）设计模式。

图形模块中的基本图元充当 MVC 中的“M”（Model），基本实体主要包括：

线段
矩形
椭圆
多边形
文字
图片，支持多种格式（bmp、jpg、png、gif 等）

具体结构如下：

文本视图、图标视图和图形视图三种视图充当 MVC 中的“V”（View），相同的 Model 在不同 View 中有不同的表现形式，同样的组件在图标视图中表示图标，在组件视图表示组件，在文本视图中表示 Modelica 文本；图形视图（MwModelicaGraphicsView）是系统可视化建模最主要的场所，主要负责显示和编辑模型的组件图形数据：

显示图形元素；
交互添加图形元素；
编辑图形元素：拣选，拖动，旋转，翻转，对齐，调整显示顺序等；
进入组件模式，显示组件类型对应的模型视图。

图形视图控制器（MwMoGraphicsViewController）充当 MVC 中的“C”（Controller），主要负责响应底层模型变化，刷新图形视图状态并同步转发模型变化信号，以同步更新界面的其他组件状态。

# 运行机制

图形视图控制器（MwMoGraphicsViewController）定义了一组视图事件（MoGvEvent），这组事件包含：

非法事件：None
图元选择变化：SelectChanged
视图中组件层次变化：ComponentLevelChanged
视图类型变化：ViewChanged
模型窗口变化：MoWindowChanged
活动窗口变化：ActivateWindowChanged
模型数据变化：ModelDataChanged
模型添加信号：ModelAppended
模型移除信号：ModelRemoved

界面组件一方面通过视图控制器向全局发送视图事件信号，另一方面每个组件自身定义了 SlotUpdate 槽函数并与视图控制器的 SigUpdate 信号连接，各自响应全局视图事件信号。

除了视图事件信号外，图形视图控制器还响应内核模型添加（AppendClassSignals）、模型移除（RemoveClassSignals）、模型替换（ReplaceClassSignals）和模型更新（UpdateClassSignals）信号。响应完毕后同步转发到全局供界面控件各自刷新。