【Qt开发】显示类控件（二）-＞ QLCDNumber

目录

1 -> 概览

2 -> 核心属性

3 -> 核心功能与特性

4 -> 经典应用场景

5 -> 优点和局限性

6 -> 代码示例：倒计时

7 -> 总结

1 -> 概览

在构建现代软件界面时，开发者不仅追求功能强大，也日益注重视觉表现和用户体验。有时，为了契合特定主题（如工业控制、音频播放器、科学实验模拟或经典游戏），我们需要一种能够瞬间唤起用户时代感或专业感的界面元素。Qt 框架中的 QLCDNumber 控件，正是为此而生的经典组件。

QLCDNumber 是一个用于显示数字的小部件。其核心设计理念是模拟老式的七段数码管（Seven-segment display）或点阵式液晶显示（LCD）效果。这种显示方式在计算器、电子钟表、仪器仪表等领域极为常见。它不像普通的标签（QLabel）那样直接渲染字体，而是通过点亮特定的“段”来组合成数字或少量字母，从而呈现出一种独特的、带有浓厚技术复古风的视觉效果。

2 -> 核心属性

3 -> 核心功能与特性

1. 数字显示

QLCDNumber 最主要的功能是清晰地显示整型或浮点型数字。它可以自动处理数字的对齐方式（通常为右对齐），并支持显示一个额外的小数点。

2. 数码位数设置

开发者可以预先设定控件能够显示的数码位数。当数字的整数部分超出设定位数时，控件会显示溢出（通常为一连串的“E”或类似提示）；当数字位数不足时，则会在左侧以零或空格进行填充，这非常符合传统电子设备的显示习惯。

3. 多种显示模式

控件提供了几种经典的显示模式，允许开发者根据整体UI风格进行选择：

• 十六进制（Hex）：可以显示数字0-9和字母A-F，适用于需要显示内存地址等信息的场景。

• 十进制（Dec）：最常用的模式，用于显示常规数字。

• 八进制（Oct）：显示八进制数字。

• 二进制（Bin）：以二进制形式显示数字，每一位都清晰可见。

4. 视觉风格定制

• 段样式（Segment Style）：QLCDNumber 允许选择数码管的视觉风格，例如“轮廓（Outlined）”、“填充（Filled）”和“扁平（Flat）”，以适应不同深浅的背景色，确保显示清晰易读。

• 颜色：虽然传统LCD是单色的（通常是深色背景上的亮色数字），但Qt允许你设置任意颜色作为数字（“段”）的颜色和背景色，从而创造出诸如暗黑模式下的绿色数字、复古的琥珀色或现代感的蓝色效果。

5. 溢出与特殊值处理

当显示的数字超出控件范围或为非数值（NaN）时，控件会有一个明确的视觉指示（如显示“E”），这为调试和用户提示提供了便利。

4 -> 经典应用场景

• 计时器/秒表：显示经过的时间或剩余时间，是 QLCDNumber 最经典的应用。

• 媒体播放器：显示当前播放进度和总时长，完美复刻了传统音响设备的UI。

• 计算器应用：作为计算结果的显示区域，是其最原始、最自然的用途。

• 工业控制与仪表盘模拟：显示温度、转速、压力等实时数据，营造出专业的工业HMI（人机交互界面）氛围。

• 游戏界面：在赛车游戏中显示速度，在模拟游戏中显示分数或资源数量，能有效增强游戏的特定时代感或科技感。

• 系统监控工具：显示CPU占用率、内存使用量等数值信息。

5 -> 优点和局限性

优点：

• 风格独特：能快速为应用界面确立特定的视觉基调，这是使用标准字体无法轻易实现的。

• 清晰可读：在高亮或大尺寸显示下，LCD风格的数字非常醒目，易于远距离或快速识别。

• 轻量级：作为Qt内置控件，它非常高效，无需依赖外部资源。

局限性：

• 显示内容有限：基本上只能用于显示数字和极有限的字母（A-F, ‘E’等），无法显示普通文本或复杂符号。

• 风格固定：其外观是高度风格化的，如果与应用的整体现代扁平设计风格不搭，则会显得格格不入。它更适合作为“点睛之笔”而非主要信息展示控件。

6 -> 代码示例：倒计时

1. 在界面上创建一个 QLCDNumber，初始值设为 10

objectName 设为默认

2. 修改 widget.h 代码，创建一个 QTimer 成员，和一个 handle 函数

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

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

    void handle();

private:
    Ui::Widget *ui;
    QTimer* timer;
};
#endif // WIDGET_H

3. 修改 widget.cpp，在构造函数中初始化 QTimer

• QTimer 表示定时器。通过 start 方法启动定时器之后，就会每隔一定周期，触发一次 QTimer::timeout 信号。
• 使用 connect 把 QTimer::timeout 信号和 Widget::handle 连接起来，意味着每次触发 QTimer::timeout 都会执行 Widget::handle。

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

#include <QDebug>
#include <QTimer>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    // 设置初始值
    ui->lcdNumber->display(20);

    // 创建一个 QTimer 实例
    timer = new QTimer(this);

    // 把 QTimer 的 timeout 信号和咱们自己的槽函数进行连接
    connect(timer, &QTimer::timeout, this, &Widget::handle);

    // 启动定时器, 参数是触发 timeout 的周期. 单位是 ms
    timer->start(1000);

}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

4. 修改 widget.cpp，实现 handle

• 通过 intValue 获取到 QLCDNumber 内部的数值。
• 如果 value 的值归 0 了，就停止 QTimer。接下来 QTimer 也就不会触发 timeout 信号了。

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

#include <QDebug>
#include <QTimer>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    // 设置初始值
    ui->lcdNumber->display(20);

    // 创建一个 QTimer 实例
    timer = new QTimer(this);

    // 把 QTimer 的 timeout 信号和咱们自己的槽函数进行连接
    connect(timer, &QTimer::timeout, this, &Widget::handle);

    // 启动定时器, 参数是触发 timeout 的周期. 单位是 ms
    timer->start(1000);

}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::handle()
{
    // 测试
    // qDebug() << "handle";
    int value = ui->lcdNumber->intValue();
    if (value <= 0)
    {
        timer->stop();
        return;
    }

    ui->lcdNumber->display(value - 1);

}

5. 执行程序，可以看到每隔一秒钟，显示的数字就减少 1

针对上述代码，存在两个问题：

1. 上述代码如果直接在 Widget 构造函数中，通过一个循环 + sleep 的方式是否可以呢？

int value = ui->lcdNumber->intValue();
    while (true) 
    {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
        if (value <= 0) 
        {
            break;
        }
        
        ui->lcdNumber->display(value - 1);
    }

显然，这个代码是不行的。循环会使 Widget 的构造函数无法执行完毕，此时的界面是不能正确构造和显示的。

2. 上述代码如果是在 Widget 构造函数中，另起一个线程，在新线程中完成 循环 + sleep 是否可以呢？

std::thread t([this]() 
    {
        int value = this->ui->lcdNumber->intValue();
        while (true) 
        {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
            if (value <= 0) 
            {
                break;
            }
            
            this->ui->lcdNumber->display(value - 1);
        }
    });

这个代码同样是不行的。Qt 中规定，任何对于 GUI 上内容的操作，必须在 主线程 中完成。像 Widget 构造函数，以及 connect 连接的 slot 函数，都是在主线程中调用的。而自己创建的线程则不是。

当我们自己的线程中尝试对界面元素进行修改时，Qt 程序往往会直接崩溃。

这样的约定主要是因为 GUI 中的状态往往是牵一发动全身的，修改一个地方，就需要同步的对其他内容进行调整。

比如调整了某个元素的尺寸，就可能影响到内部的文字位置，或者其他元素的位置。这里一连串的修改，都是需要按照一定的顺序来完成的。

由于多线程执行的顺序无法保障，因此，Qt 从根本上禁止了其他线程修改 GUI 状态，避免后续的一系列问题。

综上所述，使用定时器，是实现上述功能的最合理方案。

7 -> 总结

QLCDNumber 是Qt工具箱中一个极具特色的控件。它远不止是一个简单的数字显示器，更是一个强大的 “氛围营造者”。当你需要为用户界面添加一丝复古科技感、专业仪器感或清晰的数字焦点时，QLCDNumber 是一个简单而高效的选择。它省去了开发者用图像自己绘制数字的麻烦，通过简单的属性设置就能达到出色的视觉效果，是 Qt 为丰富开发者界面表达能力所提供的一件精致而实用的工具。

感谢各位大佬支持！！！

互三啦！！！