通过委托优雅的使用qgis_app模块（QGIS解耦合，QGIS二次开发，QGIS源码研究，面向对象设计原则）

浅浅的花香味﹌ 2022-09-08 14:51 336阅读 0赞

# 起因 #

最近在开发符号配置工具，最终的应用成果就是具备QGIS样式相关的所有功能，当然一些基本的功能（图层管理，坐标系等也要有）。然而，在开发过程中遇到了一个问题。  
由于符号配置工具和QGIS的区别就在于它只包含QGIS样式配置方面的功能，所以这个工具就特别像QGIS的应用层，很多API都是直接从qgis\_app（这是QGIS的主应用模块，打开QGIS那个主界面就与其密切相关）里获得，可当运行时就直接崩溃了。经过追踪，发现死在了这个函数 QgisApp::instance()->mapCanvas(),为什么，原因是我没有创建QgisApp实例，所以QgisApp::instance()返回的是null。这就尴尬了，我只是想独立的创建自己的应用（自己的窗口，布局，巴拉巴拉），结果还要创建QgisApp对象，这显然不合理。

# 探索 #

QGIS的core、gui模块提供了许多有用的API，但是这些API还是有一些偏底层。当我们去做一些和QGIS非常相似的功能，或者说QGIS主应用（特指app模块）已经有的很多功能时，我们经常会发现，app里有很多有用的API可以直接用，可真当你去用的时候，你会发现它们耦合在QgisApp类周围，这个玩意可是主窗口（继承自QMainWindow）,程序要想运行就必须创建它，不创建就很可能出现我遇到的问题。这就尴尬了，由于这个对象超级庞大，包含非常多我们不需要的东西，更重要的是，创建之后主窗口和QGIS几乎无异，那我创建你有何用？其实这个问题之前有人也提过，当时我看到没啥感觉，现在一开发，瞬间不开心了。有一种方法是把需要的源码拿过来修改，可是一些小的类还行，大的类就会发现牵连好多文件，而且我不能把所有与获取相关的源码都拿来改一遍吧。看来是得动一动这个app模块了。

# 研究 #

通过追踪源码发现，几乎都死在获取画布的地方，这就很无语，画布完全可以由我自己创建自己管理，非得从你app获取着实不爽。就因为获取一个画布导致程序死机实在令人唏嘘。如果能让app内部获取我自己的画布就好了，那该怎么办呢？

## 方案1 ##

最容易想到的就是引入中间类，当然要修改下源码。大致结构如下图  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAR0lT6Zi15Zyw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]  
Adapter是一个中间类，构造时需要一个我的应用的引用（就叫它MyApp吧）。其内部包含返回MyApp画布的函数。  
QgisApp增加了setAdapter函数（静态的）用于设置Adapter。  
使用时，在MyApp里构造好Adapter，再把Adapter设置到QgisApp。这样当Qgis内部调用获取画布的函数时，先判断QgisApp实例是否存在，若存在就返回QGIS的画布，否则返回Adapter的画布，也就是返回了MyApp的画布。这样做可以与原有代码兼容，灵活选择。但是这样就一个问题，就是adapter依赖了具体的对象，当别人想构造自己的应用时，不一定类名和我的相同。这就使得这个方案不具有普遍性，于是舍弃。

## 方案2 ##

经常搞面向对象的可能就迅速想到，依赖具体的不行，可以依赖抽象啊，这不正是面向对象的依赖倒置原则吗？的确是这样。当你真正遇到问题然后去想面向对象的这些原则时，你就会感觉，哇，好神奇，好厉害，好有趣。具体的做法大致如下图  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAR0lT6Zi15Zyw_size_19_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

从图中可以看出，原来Adapter依赖具体的MyApp现在改为了依赖抽象，而MyApp则实现该接口，这样一来，用户只需要实现该接口就可以使用了，确实不错。应该说，该方案用于解决获取画布问题已经可以了。但是实际使用中，我们可能获取的不止是画布，可能还有图层树等等，这个时候就需要在QgisApp的函数里都要进行判断QgisApp实例是否存在，然后决定是否使用Adapter，太麻烦了，有没有更好的办法呢？

## 最终方案 ##

我们想，其实我们要做的就是替换掉QgisApp里与获取相关的功能，把他们变成我们自己的，所以QgisApp::instance()返回的不应该是QgisApp而应该是我们的应用接口，然而这样做所有调用QgisApp::instance()的文件都要改，至少得包含一个接口头文件，而且这样做还不能和源码兼容，当使用官方版主应用时，一定会出现问题。所以我们是不是可以让QgisApp和我的应用共同继承一个玩意？于是下面的方案就出现了  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAR0lT6Zi15Zyw_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]  
CVBF\_DelegateQGISApp:是一个委托类抽象类，注意不是接口。能够被设置进QgisApp。  
MyApp:继承CVBF\_DelegateQGISApp。其内部的instance()获取的不再是QgisApp实例，而是CVBF\_DelegateQGISApp。  
这样我们只需要在instance这个函数里判断QgisApp对象是否存在就可以了，不需要在每个获取的地方都判断，判断完之后交给委托处理就行。  
当你按照上述结构重构完代码编译时，会发现报许多错误，原因就是CVBF\_DelegateQGISApp里面没有那些获取画布之类的函数。没关系，缺啥加啥就行，直到编译没有错误，这也是一劳永逸的方法。注意写这些函数的时候一定不要用纯虚函数，这也就是CVBF\_DelegateQGISApp不是接口而是抽象类的原因。如果使用接口则MyApp一定要实现这些接口，但MyApp可能只需要获取一个画布就行，所以没必要实现那么多。尽管这违反了里式替换原则，但是至少目前没啥问题，可以先用着。

# 成果 #

最后看一下修改后的代码吧

#ifndef VBF_DELEDATEQGISAPP
    #define VBF_DELEDATEQGISAPP
    
    #include <QMainWindow>
    #include <QgsCoordinateReferenceSystem.h>
    #include <QgsMapCanvas.h>
    #include <QgsClipboard.h>
    #include <QgsRectangle.h>
    
    class QgsMessageBar;
    class QgsAdvancedDigitizingDockWidget;
    class QgsLayerTreeView;
    class QAction;
    class QMenu;
    class QgsLayerTreeMapCanvasBridge;
    class QgsMapOverviewCanvas;
    class QgsVectorLayerTools;
    class QgsComposer;
    class QgsRasterLayer;
    class QgsPluginLayer;
    class QgisAppStyleSheet;
    class QgsVectorLayer;
    
    //QGIS主应用委托，用户可继承该类以代理QgisApp类的部分功能
    class CVBF_DelegateQGISApp : public QMainWindow
    { 
    
    public:
    	CVBF_DelegateQGISApp(QWidget * parent, Qt::WindowFlags fl)
    		: QMainWindow( parent, fl )
    	{ 
    
    	}
    
    	virtual void emitCustomSrsValidation(QgsCoordinateReferenceSystem &crs){ }
    	virtual void layerProperties(){ }
    	virtual void attributeTable(){ }
    	virtual QgsMapCanvas *mapCanvas(){  return new QgsMapCanvas(); }
    	virtual QSet<QgsComposer*> printComposers() const{  QSet<QgsComposer*> composers; return composers;}
    	virtual void openProject( const QString & fileName ){ };
    	virtual QgsClipboard *clipboard() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionToggleEditing() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionSaveActiveLayerEdits() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionAllEdits() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionSaveEdits() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionSaveAllEdits() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionRollbackEdits() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionRollbackAllEdits() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionCancelEdits() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionCancelAllEdits() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionLayerSaveAs() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionRemoveLayer() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionDuplicateLayer() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionDeleteSelected() {  return NULL; }
    	virtual void addUserInputWidget( QWidget* widget ) { }
    	virtual QgsAdvancedDigitizingDockWidget *cadDockWidget() {  return NULL; }
    	virtual QgsMessageBar *messageBar() {  return NULL; }
    	virtual void updateProjectFromTemplates(){ }
    	virtual QgsLayerTreeView *layerTreeView(){  return NULL;}
    	virtual void openProject( QAction *action ){ }
    	virtual int messageTimeout(){  return 0;}
    	virtual QMenu *panelMenu(){ return NULL;}
    	virtual void markDirty(){ }
    	virtual QAction *actionHideAllLayers() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionShowAllLayers() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionHideSelectedLayers() {  return NULL; }
    	virtual QAction *actionShowSelectedLayers() {  return NULL; }
    	virtual QgsLayerTreeMapCanvasBridge *layerTreeCanvasBridge() {  return NULL; }
    	virtual QgsMapOverviewCanvas* mapOverviewCanvas() {  return NULL; }
    	virtual QgsVectorLayerTools *vectorLayerTools() {  return NULL; }
    	virtual void saveEdits( QgsMapLayer *layer, bool leaveEditable = true, bool triggerRepaint = true ){ }
    	virtual void deleteSelected( QgsMapLayer *layer = nullptr, QWidget *parent = nullptr, bool promptConfirmation = false ){ }
    	virtual void editCopy( QgsMapLayer *layerContainingSelection = nullptr ){ }
    	virtual void editPaste( QgsMapLayer *destinationLayer = nullptr ){ }
    	virtual void openFile( const QString & fileName ){ }
    	virtual bool uniqueComposerTitle( QWidget *parent, QString& composerTitle, bool acceptEmpty, const QString& currentTitle = QString() ){  return true; }
    	virtual QgsComposer* createNewComposer( QString title = QString() ){  return NULL;};
    	virtual void deleteComposer( QgsComposer *c ){ }
    	virtual void toggleEditing(){ }
    	virtual QString crsAndFormatAdjustedLayerUri( const QString& uri, const QStringList& supportedCrs, const QStringList& supportedFormats ) const{  return QString();}
    	virtual void addVectorLayer(){ }
    	virtual bool addRasterLayer( QgsRasterLayer * theRasterLayer ){  return true; }
    	virtual QgsPluginLayer* addPluginLayer( const QString& uri, const QString& baseName, const QString& providerKey ) {  return NULL; }
    	virtual QgisAppStyleSheet *styleSheetBuilder(){  return NULL; }
    	virtual void showLayerProperties( QgsMapLayer *ml ){ }
    	virtual QAction *actionShowPinnedLabels() {  return NULL; }
    	virtual void showOptionsDialog( QWidget *parent = nullptr, const QString& currentPage = QString() ){ }
    	virtual void setIconSizes( int size ){ }
    	virtual void namUpdate(){ }
    	virtual bool toggleEditing( QgsMapLayer *layer, bool allowCancel = true ){  return true; }
    	virtual QgsRasterLayer *addRasterLayer( QString const & uri, QString const & baseName, QString const & providerKey ){  return NULL;}
    	virtual QgsComposer *duplicateComposer( QgsComposer *currentComposer, QString title = QString() ){  return NULL; }
    	virtual void setExtent( const QgsRectangle& theRect ){ };
    	virtual QgsVectorLayer *addVectorLayer( const QString& vectorLayerPath, const QString& baseName, const QString& providerKey ){ return NULL;};
    };
    
    #endif

//对于QgisApp的修改
    
    //1.
    class APP_EXPORT QgisApp : public CVBF_DelegateQGISApp, private Ui::MainWindow
    
    //2.
    //添加 设置委托 w_s_y
      static void SetDelegate(CVBF_DelegateQGISApp *delegate);
    //-----------------20210115
    
    //3.
    //修改 w_s_y 返回委托 如果QGIS主应用实例已经存在，则返回主应用，反之返回用户委托
    //static QgisApp *instance() { return smInstance; }
    //---------------------------------------------------------
    static CVBF_DelegateQGISApp *instance() {  return smInstance ? smInstance : m_instanceDelegate; }
    //---------------------------------------------------------
    
    //4.
    //添加 QGIS主应用代理 w_s_y
    static CVBF_DelegateQGISApp *m_instanceDelegate;
    //--------------------20200114

//如何使用，例如在CVBF_WndToolSymbolConfig中
    
    //1.继承
    class  CVBF_WndToolSymbolConfig : public CVBF_DelegateQGISApp //2重载 QgsMapCanvas *mapCanvas();
    
    //3.在构造函数里设置
    QgisApp::SetDelegate(this);

好了，接下来你就可以为所欲为的使用app模块了，再遇到崩溃，先看哪里崩，然后在你的APP里重载那个函数就行。以上是个人愚见，望大佬赐教！

[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAR0lT6Zi15Zyw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]: /images/20220829/c10fe562635f4dd4b4610bec579a9410.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAR0lT6Zi15Zyw_size_19_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]: /images/20220829/d06017b50ab74da38b532908f78f4d63.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAR0lT6Zi15Zyw_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]: /images/20220829/ca93daa7ceee45778f9071b56543e5ff.png