Qt и SQLite и вообще, программирование БД в Qt

Ниже пойдет речь о том, как использовать SQLite в Qt. Автор постарался как можно подробнее рассматривать программирование баз данных в Qt.

Об этих двух замечательных продуктах можно прочитать следуя приведенным выше ссылкам, а мы будем конкретно рассматривать программирование БД в Qt, в частности, на примере SQLite. Скажу только, что SQLite несколько отличается от «обычных» баз данных, таких как MySQL тем, что «не обладает» клиент-серверной архитектурой. То есть движок БД не является отдельно работающим процессом, с которым взаимодействует программа. SQLite представляет собой библиотеку, с которой компонуется ваша программа и, таким образом, движок становится составной частью программы. То есть представьте вы решили сохранять все данные, с которыми «сталкивается» ваша программа в обычный файл. В один прекрасный день вы решаете сохранять данные в файле, но организовав это с «реляционной» точки зрения. После этого вы поняли, что новая структура файла должна «распознаваться особым образом». С этого, как минимум, следует, что вам нужно предоставить некоторый API, обеспечивающий связь между этим файлом данных с приложением. В общем, следуя логической постановке приведенного сценария у вас рождается система БД, не требующая сервера БД и собственно, клиента. Получается достаточно быстрая по сравнению с «клиент-серверной» БД система, и сама программа упрощается.

Я состою в дружеских отношениях с Qt и недавно мне понадобилось ее БД функциональность. С MySQL я тоже в достаточно дружеских отношениях и попытался использовать Qt с MySQL в программе, в то время разрабатываемой мной. Имея нехватку времени и нервов, чтоб «связать» MySQL с Qt, решил воспользоваться SQLite, для чего в Qt есть, так сказать, встроенная поддержка, то есть ничего нового установить/конфигурировать не надо было (это не относиться к случаю, если ваш Qt собран с поддержкой «считанных» модулей, без подключения модуля QtSql). И еще, если мне придется установить программу в другой компьютер, я не буду «вынужден» установить сервер MySQL и т.д. (спорная тема — знаю).

FIY

На данный момент я использую программу SQLiteManager для создания БД, таблиц и т.д., использую недавно, но программа сразу понравилась. В моей «рабочей лошадке» установлен(a?) Qt Windows SDK и я использую QtCreator, сразу скажу — просто блеск (не ИМХО, и вправду отличная IDE).

И так, Qt и базы данных

Как уже неявно упомянулось выше, в Qt есть отдельный модуль, предоставляющий удобный «сервис» использования БД —QtSql. Если у вас есть опыт работы с Qt, то о файле .pro вам известно, если нет — познакомьтесь. Помните только, что нужно добавить следующую строку в .pro файл:

QT += sql

Это, чтоб использовать модуль QtSql, а для работы с ее классами, нужно включать одноименный заголовок.

#include <QtSql>

В книгах по Qt говорится о трех уровнях модуля QtSql:

1. Уровень драйверов
2. Программный уровень
3. Уровень пользовательского интерфейса

Уровень драйверов

К уровню драйверов относятся классы для получения данных на физическом уровне, такие, как:

• QSqlDriver
• QSqlDriverCreator<T*>
• QSqlDriverCreatorBase,
• QSqlDriverPlugin
• QSqlResult

QSqlDriver является абстрактным базовым классом, предназначенный для доступа к специфичным БД. Важно, что класс не должен быть использован «прямо», взамен нужно/можно воспользоваться QSqlDatabase. Хотя, если вы хотите создать свой собственный драйвер SQL, то можете наследовать от QSqlDriver и реализовать чисто виртуальные, и нужные вам виртуальные функции.
QSqlDriverCreator — шаблонный класс, предоставляющий фабрику SQL драйвера для специфичного типа драйвера. Шаблонный параметр должен быть подклассом QSqlDriver.
QSqlCreatorBase — базовый класс для фабрик SQL драйверов, чтобы возвращать экземпляр специфичного поскласса классаQSqlDriver, который вы хотите предоставить, нужно «перефразировать» метод createObject().
QSqlDatabase несет ответственность за загрузку и управление плагинов драйверов баз данных. Когда база данных добавлена (это делается функцией QSqlDatabase::addDatabase()), необходимый плагин драйвера загружается (используяQSqlDriverPlugin). QSqlDriverPlugin предоставляет собой абстрактный базовый класс для пользовательских QSqlDriverплагинов.
QSqlResult сам говорит о себе (как и все Qt-шные классы), этот класс предоставляет абстрактный интерфейс для доступа к данным специфичных БД. С практической точки зрения мы будем использовать QSqlQuery вместо QSqlResult, посколькуQSqlQuery предоставляет обертку («обобщенную») для БД-специфичных реализации QSqlResult.
Так, поскольку уровень драйверов, как оказалось, актуально использовать при создании собственного драйвера, то привожу пример кода (для наиболее заинтересованных), который может быть использован как каркасс для драйвера:

class XyzResult : public QSqlResult
 {
 public:
     XyzResult(const QSqlDriver *driver)
         : QSqlResult(driver) {}
     ~XyzResult() {}

 protected:
     QVariant data(int /* index */) { return QVariant(); }
     bool isNull(int /* index */) { return false; }
     bool reset(const QString & /* query */) { return false; }
     bool fetch(int /* index */) { return false; }
     bool fetchFirst() { return false; }
     bool fetchLast() { return false; }
     int size() { return 0; }
     int numRowsAffected() { return 0; }
     QSqlRecord record() const { return QSqlRecord(); }
 };

 class XyzDriver : public QSqlDriver
 {
 public:
     XyzDriver() {}
     ~XyzDriver() {}

     bool hasFeature(DriverFeature /* feature */) const { return false; }
     bool open(const QString & /* db */, const QString & /* user */,
               const QString & /* password */, const QString & /* host */,
               int /* port */, const QString & /* options */)
         { return false; }
     void close() {}
     QSqlResult *createResult() const { return new XyzResult(this); }
 };

Программный уровень

Для соединения с базой данных прежде всего нужно активизировать драйвер используя статический методQSqlDatabase::addDatabase(). Метод получает строку как аргумент, обозначающий идентификатор драйвер СУБД. Нам понадобится «QSQLITE».

QSqlDatabase sdb = QSqlDatabase::addDatabase("QSQLITE");
sdb.setDatabaseName("db_name.sqlite");

if (!sdb.open()) {
       //....
}

У статической функции addDatabase есть перегруженный «брат», получающий не имя драйвера, а сам драйвер(QSqlDriver*).
Соединение осуществляется методом open(). Класс QSqlDatabase представляет соединение с БД. Соединение предоставляет доступ к БД через поддерживаемый драйвер БД. Важно, что можно иметь несколько соединений к одной БД.
Если при соединении (метод open()) возникла ошибка, то получить информацию об ошибке можно через методQSqlDatabase::lastError() (возвращает QSqlError).

if (!sdb.open()) {
      qDebug() << sdb.lastError().text();
}

Рассмотрим как Qt позволяет исполнять команды SQL. Для этого можно воспользоваться классом QSqlQuery. Класс может быть использована не только для исполнения DML (Data Manipulation Language) выражений, таких, как SELECT, INSERT,UPDATE и DELETE, но и DDL (Data Definition Language) выражений, таких, как CREATE TABLE. Обратите внимание, что может быть выполнена и БД-специфичная команда, не ялвяющийся стандартом SQL (например, для PSQL — «SET DATESTYLE=ISO»).
Удачно выполненные запросы устанавливают состояние запроса в «активный», так, isActive() возвратит true, в противоположном случае состояние устанавливается в неактивное. Запросы оформляются в виде обычной строки, которая передается в конструктор или в метод QSqlQuery::exec(). В первом случае, при передаче конструктору, запуск команды будет производиться автоматически (при конструировании объекта).
Что очень интересно, так это возможность навигации, предоставляемый QSqlQuery. Например, после запроса SELECT можно перемещаться по собранным данным при помощи методов next(), previous(), first(), last() и seek().

QSqlQuery query("SELECT country FROM artist");
while (query.next()) {
         QString country = query.value(0).toString();
         do_something(country);
}

Метод next() позволяет перемащатся на следующую строку данных, а вызов previous() на предыдущую строку, соответственно. first(), last() извлекают, соответственно, первую запись из результата. seek() получает целочисленный индекс, извлекая запись из результата по полученному индексу и «позиционирует запрос» на извлеченную запись. Проверить размер, вернее количество строк данных (результата) можно методом size(). Важно помнить, что первая запись находится в позиции 0, запрос должен быть в активном состоянии, а isSelect() возвращать true (это происходит, если последним запросом был SELECT) перед вызовом метода seek(). О методе seek() более подробно советую прочитать в официальной документации.
Выше упомянули, что если передавать строку запроса в конструктор класса QSqlQuery, то запрос выполнится при создании объекта — при конструировании. Используя метод exec() можно, так сказать, следить за временем выполнения запросов. Конструкция

QSqlQuery query("SELECT country FROM artist");

может быть представлена также так:

QSqlQuery query;
query.exec("SELECT country FROM artist");

Так, exec() получает запрос в виде QString. Выполняя запрос, в случае удачи этот метод возвращает true и устанавливает состояние в активное, в противоположном случае все «противоположное» указанным операциям. Конечно, следует еще и помнить, что строка запроса должна подчиняться синтаксическим правилам запрашиваемой БД (в частности, стандарту SQL).
Что интересно, так после исполнения, запрос позиционируется на инвалидный(ую?) запись, то есть для адекватного использования результатов, необходимо воспользоваться, скажем, методом next().
У метода exec() перегруженная альтернатива, не получающая никаких аргументов. Вызов этого варианта exec() исполняет до этого подготовленный запрос. Обратите внимание — «подготовленный». Для этого предназначен метод prepare(), который возвращает true в случае удачной подготовки запроса.
Важность или, можно сказать, уникальность метода в том, что запрос может содержать «заполнители» для связывания со значениями используая bindValue().

QSqlQuery my_query;
my_query.prepare("INSERT INTO my_table (number, address, age)"
                              "VALUES (:number, :address, :age);");
my_query.bindValue(":number", "14");
my_query.bindValue(":address", "hello world str.");
my_query.bindValue(":age", "37");

Еще можно использовать вариант безымянных параметров:

QSqlQuery my_query;
my_query.prepare("INSERT INTO my_table (number, address, age)"
                              "VALUES (?, ?, ?);");
my_query.bindValue("14");
my_query.bindValue("hello world str.");
my_query.bindValue("37");

И наконец, можно просто использовать подставляемые аргументы, которые предоставляет QString:

QSqlQuery my_query;
my_query.prepare(
          QString("INSERT INTO my_table (number, address, age) VALUES (%1, '%2', %3);")
                          .arg("14").arg("hello world str.").arg("37")
          );

Компилируемый (copy-paste-to-your-ide) пример:

#include <QtGui/QApplication>
#include <QtSql>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication app(argc, argv);

    QSqlDatabase dbase = QSqlDatabase::addDatabase("QSQLITE");
    dbase.setDatabaseName("my_db.sqlite");
    if (!dbase.open()) {
        qDebug() << "Что-то пошло не так!";
        return -1;
    }

    QSqlQuery a_query;
    // DDL query
    QString str = "CREATE TABLE my_table ("
            "number integer PRIMARY KEY NOT NULL, "
            "address VARCHAR(255), "
            "age integer"
            ");";
    bool b = a_query.exec(str);
    if (!b) {
        qDebug() << "Вроде не удается создать таблицу, провертье карманы!";
    }

    // DML
    QString str_insert = "INSERT INTO my_table(number, address, age) "
            "VALUES (%1, '%2', %3);";
    str = str_insert.arg("14")
            .arg("hello world str.")
            .arg("37");
    b = a_query.exec(str);
    if (!b) {
        qDebug() << "Кажется данные не вставляются, проверьте дверь, может она закрыта?";
    }
    //.....
    if (!a_query.exec("SELECT * FROM my_table")) {
        qDebug() << "Даже селект не получается, я пас.";
        return -2;
    }
    QSqlRecord rec = a_query.record();
    int number = 0,
            age = 0;
    QString address = "";

    while (a_query.next()) {
        number = a_query.value(rec.indexOf("number")).toInt();
        age = a_query.value(rec.indexOf("age")).toInt();
        address = a_query.value(rec.indexOf("address")).toString();

        qDebug() << "number is " << number
                 << ". age is " << age
                 << ". address" << address;
    }

    return app.exec();
}

Для получения результата запроса следует вызвать метод QSqlQuery::value(), в котором необходимо передать номер столбца, для чего в примере воспользовались методом record(). Этот метод возвращает объект класса QSqlRecord, который содержит информацию, относящуюся к запросу SELECT. С помощью вызова QSqlRecord::indexOf() получаем индекс столбца.
Метод value() возвращает значения типа QVariant (класс, объекты которого могут содержать в себе значения разных типов), поэтому вы и преобразовали полученное значение, воспользовавшись методами QVariant::toInt() и QVariant::toString().

Уровень пользовательского интерфейса

Модуль QtSql поддерживает концепцию «Интервью», предоставляя ряд моделей для использования их в представлениях. Чтобы хорошенько познакомиться с этой концепцией — загляните сюда.
В качестве примера, класс QSqlTableModel позволяет отображать данные в табличной и иерархической форме. Как утверждается в литературе, интервью — самый простой способ отобразить данные таблицы, здесь не потребуется цикла для прохождения по строкам таблицы. Вот малюсенький пример:

#include <QtGui/QApplication>
#include <QtSql>
#include <QTableView>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication app(argc, argv);

    QSqlDatabase dbase = QSqlDatabase::addDatabase("QSQLITE");
    dbase.setDatabaseName("my_db.sqlite");
    if (!dbase.open()) {
        qDebug() << "Что-то не так с соединением!";
        return -1;
    }

    QTableView view;
    QSqlTableModel model;

    model.setTable("my_table");
    model.select();
    model.setEditStrategy(QSqlTableModel::OnFieldChange);

    view.setModel(&model);
    view.show();

    return app.exec();
}

После соединения создается объект табличного представления QTableView и объект табличной модели QSqlTableModel. Методом setTable() устанавливается актуальная база в модели, а вызов select() производит заполнение данными.
Класс QSqlTableModel предоставляет следующие стратегии редактирования (устанавливаемые с помощью setEditStrategy()):

• OnRowChange — производит запись данных, как только пользователь перейдет к другой строке таблицы.
• OnFieldChange — производит запись после того, как пользователь перейдет к другой ячейке таблицы.
• OnManualSubmit — записывает данные по вызову слота submitAll(). Если вызывается слот revertAll(), то данные возвращаются в исходное состояние.

Введение в Qt Quick для C++ разработчиков

Данная статья представляет собой первую часть перевода официального введения в технологию Qt Quick для C++ разработчиков, доступного на сайте Nokia. Упомянутое руководство содержит базовую информацию о языке QML и о том, как интегрировать QML с C++, чтобы использовать все лучшие возможности от этих языков: высокую производительность бизнес-логики на С++ и динамичный пользовательский интерфейс на QML.

Обзор Qt Quick

Qt Quick включает в себя язык QML и C++-модуль QtDeclarative, позволяющий связывать QML и объекты C++. Для разработки приложений с использованием Qt Quick можно использовать среду разработки Qt Creator.

QML предоставляет возможности для декларативного построения дерева объектов при помощи QML-элементов. QML обеспечивает интеграцию между существующей системой типов Qt, основанной на QObject, и кодом на языке JavaScript, добавляет поддержку автоматического привязывания свойств (property bindings) и предоставляет сетевую прозрачность (network transparency) на уровне языка.

QML-элементы являются основными строительными блоками языка QML. Они бывают графическими и поведенческими. Эти элементы объединяются вместе в документах QML для построения компонентов, сложность которых может варьироваться от простых кнопок и ползунков до целых интернет-приложений таких, как программа просмотра фотографий Flickr.

Qt Quick помогает программистам и дизайнерам сотрудничать при разработке богатых пользовательских интерфейсов, которые становятся обычным явлением в портативных пользовательских устройствах: таких, как мобильные телефоны, медиаплееры, игровые приставки и нетбуки. С помощью С++-модуля QtDeclarative можно загружать QML-файлы и работать с ними непосредственно из Qt-приложений.

Qt Quick создан на основе существующих возможностей Qt. Он может быть использован для расширения существующих приложений или для построения абсолютно новых приложений. QML можно расширять с помощью модуля QDeclarative, используя для этого код на C++.

Рис. 1. Пользовательский интерфейс среды Qt Creator для создания компонентов Qt Quick

Основные концепции QML

Центральное понятие в QML — элемент. Элементы представляют собой базовые строительные блок, из которых формируется программа на QML. QML поддерживает различные визуальные элементы (например, Rectangle и Text), элементы взаимодействия (MouseArea и Flipable), и элементы анимаций (RotationAnimation и Transition). Также имеются сложные типы элементов, которые позволяют программисту работать с данными, создавать представления в архитектуре модель-представление (Model—View), а также многие другие.

Элементы QML имеют свойства (например, color), которые могут устанавливаться и изменяться разработчиком, а также сигналы (например, onClicked), которые используются для обработки событий и изменения состояний.

Визуальные элементы. Hello World!

Рассмотрим классический пример Hello World. Ниже приведен код, который выводит строку "Hello World" внутри закрашенного прямоугольника:

import Qt 4.7
 Rectangle {
   width: 300
   height: 200
   Text {
      anchors.horizontalCenter: parent.horizontalCenter
      anchors.verticalCenter: parent.verticalCenter
      text: "Hello World"
   }
}

Рассмотрим этот код подробно. Он представляет собой QML документ —- законченный блок исходного кода на QML, который можно запускать на выполнение. QML документы обычно хранятся в текстовых файлах, однако также могут быть созданы «на лету» во время работы программы.

Документ QML всегда начинается с одной или более операций импорта. В данном примере импортируется Qt 4.7. Для того чтобы предотвратить влияние изменений будущих версий Qt Quick на существующие QML-документы, при импорте явно указывается номер версии используемого модуля.

Элемент Rectangle используется для создания активного объекта. Объекты могут содержать в себе другие объекты. В приведенном выше коде объект Rectangle — это родитель для объекта Text. Также элемент Rectangle определяет окно верхнего уровня, обеспечивающее также управление фокусом в пользовательском интерфейсе.

Техническое замечание: свойство children любого QML-элемента содержит список всех дочерних визуальных элементов. Свойство resources, соответственно, — список невизуальных объектов. Оба списка заполняются автоматически, хотя при необходимости их можно заполнить явно. Третье свойство data представляет собой список, объединяющий объекты обоих указанных выше списков. Его нельзя заполнить явно, однако оно может пригодиться, если необходимо перемещаться от элемента к элементу по спискам элементов, не различая, являются ли они визуальными или не визуальными. Таким образом, можно написать:

Item {
   Text {}
   Rectangle {}
   Timer {}
}

вместо
 

Item {
   children: [ // свойство по умолчанию и неявно заданное
      Text {},
      Rectangle {}
   ]
   resources: [ // свойство по умолчанию и неявно заданное
      Timer {}
   ]
}

В приведённом выше примере используется операция привязки свойства (binding). Синтаксис этой операции имеет вид: свойство : выражение. Здесь есть два нюанса.

Во-первых, выражение записывается на языке JavaScript. Это позволяет определять значение свойства с помощью математических выражений, условных операций и других более сложных действий.

Во-вторых, привязка — это не присваивание. Если свойству что-то присвоено, то его значение остается неизменным до тех пор, пока ему не присвоят что-то другое. Синтаксис присваивания — свойство = выражение. При привязке значение свойства постоянно зависит от результата привязанного выражения: обновился результат выражения — обновилось значение свойства.

Пример: рассмотрим изменение ориентации мобильного устройства с книжной на альбомную. Пусть имеются родительский и дочерний прямоугольники, причём родиельский прямоугольник занимает весь экран, а в дочернем содержится центрированный текст. В результате поворота устройства размеры родительского прямоугольника меняются — он поворачивается на 90 градусов. Тогда автоматически (ввиду того, что свойства привязаны) пересчитываются размеры дочернего прямоугольника, и при помощи привязанных якорей (text anchors) текст заново выравнивается по центру.

Техническое замечание: привязка свойства осуществляется с помощью сигнала NOTIFY внутри C++-объекта с помощью макроса Q_PROPERTY для классов, унаследованных от QObject.

Оператор anchors.horizontalCenter: parent.horizontalCenter выравнивает текст по центру родительского прямоугольника. Якоря (anchors) предоставляют возможность размещения элемента путем задания его положения по отношению к родительскому или соседнему элементу. Обратите внимание, что в онлайн-документации у элемента Rectangle нет свойства anchors.horizontalCenter. Это связано с тем, что элемент Rectangle наследует все свойства элемента QML Item, в котором это свойство определено.

В настоящее время доступно 17 свойств якоря, позволяющих выравнивать, центрировать и размещать элементы друг относительно друга, устанавливать поля и смещения. Например, следующий код показывает, как элемент Text крепится к элементу Image, горизонтально по центру и вертикально вниз, с отступом с краю. В приведённом ниже примере элемент label типа Text размещается под элементом pic типа Image. По горизонтали элементы располагаются вдоль общей оси, проходящей через их центры, а по вертикали делается отступ в 5 точек между ними.
 

	Text {    id: label    anchors.horizontalCenter:       pic.horizontalCenter    anchors.top: pic.bottom    anchors.topMargin: 5    ... }
Рис. 1. Использование якорей для выравнивания элементов

Размещение визуальных элементов

При размещении визуальных QML-элементов, они могут накладываться друг на друга с эффектом прозрачности. Для использования эффекта прозрачности используется следующий синтаксис: opacity: число, где число берётся из диапазона от 0 (абсолютная прозрачность) до 1 (абсолютная непрозрачность).

Ниже приведен код, который создает два частично наложенных друг на друга прямоугольника — красный и синий. При этом общая часть прямоугольников благодаря эффекту прозрачности оказывается будет фиолетовой. Обратите внимание, как дочерний (синий) прямоугольник наследует 50% прозрачности от своего родительского (красного) прямоугольника.

	Rectangle {    opacity: 0.5    color: "red"    width: 100; height: 100    Rectangle {       color: "blue"       x: 50; y: 50; width: 100;       height: 100    } }
Рис. 1. Использование прозрачности

Техническое замечание: элементы-потомки всегда наследуют свойства родительского элемента. Например, элемент Rectangle — это класс-потомок от Item, поэтому все свойства элемента Item будут доступны и в элементе Rectangle. Наследование также может реализовываться с помощью QGraphicsView: когда один элемент помещается в другой, свойства родителя (элемента-контейнера) оказывают влияние на его дочерние объекты. Например, в приведенном выше коде, элемент childRectangle получает 50% прозрачности элемента parentRectangle.