初学 Qt 之从零开始的中国象棋小游戏（一）

最近对 Qt 这个跨平台 C++ 图形应用程序框架很感兴趣，闲暇时间多学了一下，收获很多，也踩了不少坑，在这里记录一下，分享心得。

Qt 的安装

安装 Qt 并不麻烦，就是网速有点慢。推荐使用国内镜像代理下载。

首先进入 Qt 官网，在 Try Qt 处点击 Download Qt，填完基本信息后，点击提交就可以下载 Qt 下载器了。当然，你也可以直接去国内镜像站上下载 Qt 下载器。

打开 Qt 下载器，注册 Qt 账户，并登录，同意协议。若要使用国内镜像代理，点击左下角的配置图标。

然后从百度上选择一个国内镜像站，我这里选用中科大的镜像站，参考中科大镜像站上的帮助文档，我们需要把 http://mirrors.ustc.edu.cn/qtproject/online/qtsdkrepository/windows_x86/root/qt/ 加入到 repository 列中（注意这是在 Windows 操作系统下），加入后先别急着关，可以点击 test 测试一下镜像站连接是否成功。现在，下载器就会从国内镜像站中获取下载数据了，速度会快不少。

之后的安装就很无脑了，一路选择确定和安装位置，然后选择需要安装的 Qt 部件。推荐安装最新的 Qt 6 或者 Qt 5.12，最好选择所有的 Qt 核心功能，以及合适的编译器和调试器，当然别忘了相关的开发和设计工具，比如 Qt Creator 和 CMake、Ninja 等。

点击确认后，就可以等待下载完成了！

如果安装上遇到困难，或者单纯不想看文字，建议去b站上看视频跟着走一遍，亲测有效。

学习 Qt

网上关于 Qt 的学习资料相对丰富，但质量参差不齐。当然类似字典功能的官方文档是最好的选择，这里推荐几个比较详细的中文资料网站：

Qt 学习之路 2

Qt 快速入门系列教程

信号槽

上面的系列教程已经很详细地介绍了 Qt 相关知识。这里提取些重点简单强调一下。首先介绍信号槽，这是 Qt 框架中最有特点的机制，它可以帮助我们解耦复杂程序流程，增强技术设计能力。

信号槽的概念来自观察者模式。当某个事件被触发后（如按钮检测到自己被按下），该对象（按钮）就会发出一个信号。注意：这种发出是没有目的的，类似广播。接下来，若想让另一个对象（控制器开关）接受到该信号，它就会使用连接函数 connect()，将发送者（即按钮对象）和自己的一个触发函数（称为槽）连接起来，表示当发送者发出信号给接收者后，被连接的槽函数会自动回调。

为更好地说明，以程序中的一段代码为例：

connect(ui->startbutton, SIGNAL(clicked(bool)),this, SLOT(startGame()));void startGame(const QString& path = ":/opening.json");

上述代码的 connect() 函数使用的是 Qt 4 的版本。当 startbutton 被点击后，会发出 clicked(bool) 信号，而 this 是接收者，收到信号后就会调用 startGame() 槽函数。

在 Qt 4 中，信号和槽函数必须用 SIGNAL 和 SLOT 这两个宏包裹，且中间不能出现任何参数的变量名。从源代码中看到，这两个宏仅仅是将函数名转换成了字符串：

# define SLOT(a)     "1"#a
# define SIGNAL(a)   "2"#a

这样做的弊端非常明显：Qt 4 不支持将全局函数或者 Lambda 表达式传入 connect()。一旦出现连接不成功的情况，Qt 4 是没有编译错误的（因为一切都是字符串，编译期是不检查字符串是否匹配），而是在运行时给出错误。这无疑会增加程序的调试难度。

因此，尽量使用 Qt 5 提供的新机制：

connect(scene_->getRecorder(), &Recorder::recordHistory,this, &MainWindow::writeHistory);

Qt 5 中信号和槽是类型安全的：信号的签名必须与槽函数的签名兼容。其实槽函数的参数可以比信号的参数更少，从而忽略额外的参数。这时编译器可以基于函数指针的语法检测类型是否匹配。

Qt 的视图框架

Qt 采用了基于元素的视图框架，主要由三个部分组成：元素（item）、场景（scene）、视图（view）。基于元素意味着每一个组件都是一个独立的元素（item），它们都被独立地添加在场景（scene）中，而观众需要从不同的角度（view）观察整个场景。类比于歌舞剧，舞台即是场景，而演员和道具等都是元素，需要被加入到舞台中，视图便是布置在舞台周边的摄像机，给观众从不同角度欣赏歌舞剧。基于元素的视图框架是很多窗口开发框架都会用到的概念，它有别于面向过程式的描述方式（先确定两个端点，然后连线，最后形成矩形等），它要求程序员先创建一个场景，再加入各种元素，然后确定一个视图用于观察。

在象棋程序中，我创建了一个场景，加入了所有的棋子，并将它们放在数组中统一管理，尔后创建一个视图，用来反馈棋盘的信息（因为是象棋，视图处理相对简单）。因为棋手在下棋时需要指定移动的棋子和位置，因此很多的事件响应操作必须由场景完成。此外，行棋规则受限于棋子的类型和当前所处的位置，在对棋子的行为编程时也需要获得全局的棋盘信息。

具体到代码中，有以下几个类需要特别关注：

QGraphicsScene Qt 图形场景类
QGraphicsItem Qt 的图形元素基类
QGraphicsPixmapItem 有 Pixmap 的图形元素类
QGraphicsItemAnimation 关于元素的动画行为类

关于中国象棋

工程源代码可从 github 下载。所有模块使用 C++ 实现，AI 算法采用传统的最小最大搜索算法实现，其中，评价函数以及数值参考了《PC游戏编程——人机博弈》中的内容。下图是试运行画面：

目前进展如下：

已完成的

基本游戏界面搭建
基本行棋流程、行棋动画
悔棋功能
加载、保存游戏功能，使用 JSON 文件格式记录了每局的对战情况。
记录行棋历史功能
将军情况的检测（部分）
象棋的热座对战模式

还未完成的

回合限定计时功能
远程玩家对战功能（双人游戏）
对局的复盘模式
AI 对战情景的进一步优化