Graafisen käyttöliittymän ohjelmointi Syksy 2011grako/2013/luennot/13qml.pdf · QML •QML (Qt Meta Language tai Qt Modeling Language) on deklaratiivinen kieli käyttöliittymien

Graafisen käyttöliittymän ohjelmointi Syksy 2013

Luento 13

QML

Antti Nieminen

Sisältö

• Johdanto

• QML:n perusteita

• JavaScript QML:ssä

• C++ ja QML

QML

• QML (Qt Meta Language tai Qt Modeling Language) on deklaratiivinen kieli käyttöliittymien tekoon

• Käytetään erityisesti mobiilikäyttöliittymissä

• Qt Quick = ”QML:n standardikirjasto”

• Nämä kalvot käsittelevät QML:n ja Qt Quick:in versiota 2.0 sekä Qt:n versiota 5.0 ellei toisin mainita

QML:n etuja

• Yksinkertainen, deklaratiivinen syntaksi

• Renderöidään OpenGL:llä

– > nopea ja kaunis käyttöliittymä

• JavaScript-tuki

• Helposti liitettävissä C++-koodiin

– Voidaan toteuttaa esim. käyttöliittymä QML:llä ja sovelluslogiikka C++:lla

Esimerkki 1

import QtQuick 2.0 Rectangle { width: 360 height: 360 Text { anchors.centerIn: parent text: "Hello World“ } MouseArea { anchors.fill: parent onClicked: { Qt.quit(); } } }

QML-tiedoston suoritus

• QML-tiedoston voi suorittaa mm.

1. Qt:n mukana tulevalla qmlscene-sovelluksella

• qmlscene tiedostoni.qml

2. Luomalla Qt Creatorilla Qt Quick –projektin

3. Tavallisessa Qt C++ -projektissa

• Tästä lisää kalvojen loppupuolella

QML on deklaratiivinen

• QML on deklaratiivinen kieli

• Deklaratiivisellä kielellä kuvataan millainen lopputulos halutaan

– vs. imperatiivinen kieli: määritellään vaiheet jotka suorittamalla lopputulokseen päästään

• QML-dokumentti voi sisältää myös imperatiivisia osia

– Toteutetaan JavaScript-kielellä

Deklaratiivinen vs. imperatiivinen

Rectangle { id: laatikko color: ”blue” MouseArea { onClicked: { laatikko.color = ”red”; } } }

QML-dokumentti

• QML-dokumentti koostuu olioista, jotka muodostavat puumaisen rakenteen – Yhdessä dokumentissa tasan yksi korkeimman tason olio – Olion vanhempaan voi viitata parent-attribuutin kautta

Rectangle { color: ”red” Rectangle { color: parent.color } }

QML-olio

• QML-oliolle täytyy määritellä sen tyyppi • Lisäksi olio voi sisältää erilaisia attribuutteja sekä

lapsiolioita

<OLIOTYYPPI> { <ATTRIBUUTTI1>: <ARVO1> <ATTRIBUUTTI2>: <ARVO2> … <LAPSIOLIO1> <LAPSIOLIO2> … }

QML-oliotyypit

• Visuaaliset oliot (visual objects) – Rectangle, Image, Text, … – Kaikki periytyvät Item-tyypistä

• Syötteenlukuoliot (user input objects) – MouseArea, Keys, PinchArea, …

• Asemointioliot (positioning objects) – Positioner, Row, Column, …

• Ja paljon muita – http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qtquick/qtquick-

qmltypereference.html

• Myös omia tyyppejään voi luoda – Joko QML:llä tai C++:lla

QML-tiedostot

• Samassa hakemistossa oleviin QML-dokumentteihin voidaan viitata suoraan tiedoston nimellä (ilman päätettä) – > näin voidaan luoda omia oliotyyppejä

• Laatikko.qml: Rectangle { width: 100; height: 100 } • Toinen.qml: Row { Laatikko { color: ”blue” } Laatikko { color: ”red”} }

import

• QML-dokumenttiin voi importoida QML-moduuleja, QML-hakemistoja ja JavaScript-tiedostoja

• Oletuksena käytettävissä on kaikki saman hakemiston QML-tiedostot

• import QtQuick 2.0 – Tarvitaan käytännössä aina – Vanhemmat versiot: 1.0, 1.1 – Uudemmat: 2.1, 2.2, …

• http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qtqml/qtqml-syntax-imports.html

Attribuutit

• QML-oliot sisältävät erilaisia attribuutteja

– id

– Property-attribuutit (x,y,width,itse määritellyt, …)

– Erilaiset signal ja handler –attribuutit

• http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qtqml/qtqml-syntax-objectattributes.html

id-attribuutti

• Oliolle voi asettaa id:n, jolla siihen voi viitata muista olioista

Rectangle { Rectangle { id: laatikko1 color: ”red” } Rectangle { id: laatikko2 color: laatikko2.color } }

Property-attribuutit

• QML-olioiden property-attribuutit ovat tyypitettyjä – Perustyypit: int, real, string, color, …

– QML-oliotyypit: Rectangle, Item, …

– var-tyyppiset propertyt voivat sisältää mitä vain

• Oman propertyn määrittely, esimerkki:

Rectangle {

property string tervehdys: "Moro!"

}

Propertyn arvo

• Property-attribuutit voivat sisältää joko

– staattisen arvon:

• width: 100; color: "red";

– tai dynaamiseen lausekkeen:

• width: parent.width / 2

• color: checkbox1.checked ? "red" : "blue"

• Dynaamisessa tapauksessa propertyn arvo päivittyy automaattisesti lauseekkeen arvon muuttuessa ->

Property binding

• Propertyn arvon ”sitomista” riippumaan jostain muusta/muista property(i)stä kutsutaan nimellä property binding

• Esim: Rectangle { width: box1.width + box2.width + 50 }

• Aina kun jokin lausekkeen oikealla puolella olevista propertyistä muuttuu, muuttuu automaattisesti myös propertyn arvo

Esimerkki 2

import QtQuick 2.0 Rectangle { width: 400; height: 300; Rectangle { width: parent.width / 2 height: parent.height / 2 color: parent.width > parent.height ? ”red” : ”blue” } }

Olion sijainti

• QML-olion visuaalisen sijainnin määrittämiseen on useita tapoja

• x- ja y-attribuutit – suhteessa parent-olioon

• anchors-attribuutti – Asetetaan suhteessa parent- tai sisar-olioon – anchors.top: sisarolio.bottom

• Layoutit – Row, Column, Grid, Flow, …

• http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qtquick/qtquick-usecase-layouts.html

State

• QML-oliolle voi määritellä erilaisia tiloja (State) • Olion states-attribuutti sisältää listan State-olioita • State-oliossa määritellään erot olion perustilaan

– Perustila on nimeltään tyhjä merkkijono ””

State { name: “pohjassa”; when: mouseArea.pressed PropertyChanges { target: o1; color: “yellow”} }

Esimerkki 3

Import QtQuick 2.0 Rectangle { id: root width: 400; height: 300; color: "yellow" MouseArea: { id: mouseArea; anchors.fill: parent } states: [ State { name: "pohjassa" when: mouseArea.pressed PropertyChanges { target: root; color: "red"} } ] }

Transitiot ja animaatiot

• Transitioiden avulla voidaan määritellä miten siirrytään propertyn arvosta toiseen tai tilasta toiseen

• Siirtymä voidaan animoida jollakin Animation-oliolla – http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qtquick/qtquick-usecase-

animations.html

transitions: [Transition{

from: ””; to: ”pohjassa”

ColorAnimation { duration: 1000 }

}]

Signaalit

• QML-oliotkin lähettelevät signaaleja

• Valmiilla QML:n oliotyypeillä on signaaleja, esim. MouseArea:n clicked

• Signaaleja voi määritellä myös itse

– signal munSignaali(string parametri)

• Signaali lähetetään yksinkertaisesti kutsumalla sitä JavaScriptillä

– munSignaali(”moi”);

Signaalinkäsittelijät

• Signaaleja voi QML:ssä vastaanottaa signaalinkäsittelijöillä (signal handlers)

– kuten Qt:n slotit

• Signaalia nimeltä foo kuunnellaan määrittelemällä olioon käsittelijä nimellä onFoo

• Signaalinkäsittelijä toteutetaan JavaScript-kielellä

Esimerkki 4

import QtQuick 2.0 Rectangle { width: 400; height: 300; signal jotainTapahtui(string jotain) onJotainTapahtui: { teksti.text = ”tapahtui ” + jotain; } MouseArea { anchors.fill: parent onClicked: { jotainTapahtui(”klikkaus”); // lähetetään signaali } } Text { id:teksti, text:”klikkaa”} }

Propertyjen arvojen muutos

• Kun propertyn bar arvo muuttuu, lähtee tästä automaattisesti signaali barChanged

• Muutoksia voi siis kuunnella määrittelemällä käsittelijän onBarChanged

Rectangle { property real arvo onArvoChanged: { // … } }

JavaScript QML:ssä

• JavaScript-kieltä voidaan käyttää monella tapaa QML-dokumenteissa – Property binding –lausekkeet – Signaalinkäsittelijät – Itse määritellyt JavaScript-funktiot – Importoidut JavaScript-kirjastot

• QML:n JavaScript ei ole aivan yhtä salliva kuin webbiselaimissa – Esim. ”globaalia oliota” (global object) ei voi muokata

• http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qtqml/qtqml-javascript-expressions.html

JavaScript QML:ssä

• JavaScriptissa voi QML-olioihin viitata niiden id:llä

Text { id: teksti, text: ”moi” } Keys.onPressed: { teksti.text += ”!”; } • Olio nimeltä Qt sisältää joitain QML-erikoisuuksia

– Esim. Qt.quit(); – http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qtqml/qml-

qt.html#qmlglobalqtobject

JavaScript ja property binding

• Property binding –lauseke on käytännössä tavallinen JavaScript-lauseke, joka suoritetaan automaattisesti aina tarvittaessa – width: Math.max(box1.width, box2.width)

• Property binding voidaan tehdä myös JavaScript-koodissa – width = Qt.binding(function(){return box1.width;})

• Huom! Pelkkä sijoitus ei sido vaan ainoastaan asettaa arvon kertaalleen – width = box1.width

QtQuick:n moduuleita

• Controls

– ”Tavallisia” käyttöliittymäkomponentteja QML:ssä!

– Qt 5.1, QtQuick 2.1

• Window

– Tukea top-level-ikkunan toteutukseen

• Particles

– Partikkeliefektejä QML:ssä

• Jne.

Controls Gallery

• Demo

– qtquickcontrols/examples/quick/controls/gallery

QML:n toteutuksesta

• QML:n sisäinen toteutus kehittyy/muuttuu jatkuvasti

• Käyttöliittymän renderöinti – OpenGL

– Pyrkii hyödyntämään mahdollisimman paljon näytönohjaimen ominaisuuksia

• JavaScript-moottori – QML:ssä oma JavaScript-moottori

– Pohjana V8 Javascript Engine

– Räätälöity QML:n käyttötapauksiin

– http://blog.qt.digia.com/blog/2013/04/15/evolution-of-the-qml-engine-part-1/

QML ja C++

• QML-dokumentteja voi käsitellä Qt C++ -sovelluksella

• Qt C++:lla voi – luoda ja muutella QML-olioita – vastaanottaa QML-olioiden signaaleja – kutsua QML-olioiden JavaScript-metodeita – tarjota C++-olioiden metodeita QML:n käytettäväksi – määritellä omia QML-oliotyyppejä – jne.

• http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qtqml/qtqml-cppintegration-topic.html

QML:n käyttöönotto Qt C++ -projektissa

• Projektitiedostossa:

QT += qml quick

• C++:ssa esimerkiksi:

QQuickView view;

view.setSource(QUrl::fromLocalFile("file.qml"));

view.show();

QML-oliot C++:ssa

• Kutakin QML-oliotyyppiä vastaa jokin QObject:ista periytyvä luokka

• Visuaaliset oliot periytyvät luokasta QQuickItem

• C++-puolelta voi QML-olioita hakea niiden objectName-attribuutin perusteella

– Ei siis id:n

QML-oliot C++:ssa

• QML: Rectangle { Rectangle { objectName: ”olio1” } } • C++: QQuickView* view = new QQuickView(filename); QQuickItem* olio1 = view->rootObject()-> findChild<QQuickItem*>("olio1"); olio1->setProperty("color", "red");

QML-olioiden signaalit

• QML-olioiden signaaleja voidaan vastaanottaa C++:ssa kuin muitakin signaaleja

QQuickView* view = new QQuickView("view.qml"); QObject::connect(view->rootObject(), SIGNAL(munSignaali()), view, SLOT(close())); view.qml: Rectangle { signal munSignaali … }

JavaScript-funktion kutsuminen

• QML: Rectangle { function foo(s) { return s+”!”; } } • C++: QVariant paluuarvo; QVariant parametri = ”moi”; QMetaObject::invokeMethod(qmlObj, ”foo”, Q_RETURN_ARG(Qvariant, paluuarvo), Q_ARG(QVariant, parametri));

C++-olio QML:ssä

• C++-olioita on mahdollista määritellä QML:ssä käytettäväksi – Lisätään se QML-olion kontekstiin (QQmlContext) jollain

nimellä – Periydyttävä joko QObject- tai QVariant-luokasta

QVariant t = new QVariant(”Moro”); view->rootContext()->setContextProperty(“tervehdys”, t); QML: Text { text: tervehdys }

C++-metodin kutsuminen QML:ssä

• Jotta luokan metodia voi kutsua QML:stä on sen esittelyssä oltava Q_INVOKABLE-makro

class ExampleClass : public QObject { Q_OBJECT public:

Q_INVOKABLE QString exampleMethod(); … • Lisättynä QML-kontekstiin nimellä ”example”: Text { text: example.exampleMethod() }

C++-olioiden propertyt

• C++-olioillekin voi määritellä propertyjä – Q_PROPERTY-makro

Q_PROPERTY(QColor color READ color WRITE setColor NOTIFY colorChanged) public: Qcolor color() const; void setColor(const Qcolor &color); public signals: void colorChanged();

QML Qt-käyttöliittymässä

• QML-dokumentti on mahdollista "upottaa" tavalliseen Qt C++ -käyttöliittymän sisään

• Tätä varten QQuickWindow (tai QQuickView) on käärittävä QWidget:iin – Onnistuu funktiolla QWidget::createWindowContainer (Qt

5.1)

QQuickView* view = new QQuickView(filename); QWidget *container = QWidget::createWindowContainer(view); myLayout->addWidget(container);

Oliotyyppien määrittely C++:lla

• C++:lla voi määritellä myös oliotyyppejä QML:n käyttöön – QQmlEngine::qmlRegisterType

qmlRegisterType<PieChart>(”Charts”, 1, 0, ”PieChart”); QML: import Charts 1.0 PieChart { … }

QML-oliotyyppi C++:lla

• Esimerkki: PieChart

– Periytetty QQuickPaintItem-luokasta

– qtdeclarative/examples/qml/tutorials/extending

• http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qtqml/qtqml-cppintegration-definetypes.html

Yhteenveto: QML-olio

• QML-oliolla on kolme rajapintaa

– QML

– JavaScript

– C++ (QObject)

QML-olio

C++ JavaScript

QML