【学习笔记】QT/C++/Python软件编程全记录
之前的两篇，只是记录了软件开发的一些思路，软件的功能也并不完善，没有干货。这篇文章计划将软件编写的全流程做个记录，也将把源码贴上，最后会罗列一下自己遇到的坑，希望可以帮到大家。
目录
1. 开发背景
2.开发思路
3.软件功能详细说明
3.0 软件启动及登录
3.1 选取excel文件地址
3.2 外购件料号excel文件填写
编辑
3.2.1 料号填写错误
3.2.2 料号重复
3.2.3 料号正确且不重复
3. 3 G2及BOM的填写
3.4 软件功能、帮助按钮及最终保存
3.4.1 软件功能及帮助按钮
3.4.1 保存料号
4. 软件源码
4.1 方案框架：
4.2 登录窗口
4.3 ※主窗口
4.3.1 主窗口构造
4.3.2 打开某个excel文件
4.3.3 清空重选按钮
4.3.4 生成料号按钮
4.3.5 保存最终结果：
5. ※遇到的坑与解决
5.1 PyImport_ImportModule or PyObject_GetAttrString 返回NULL
5.2 PyType_Slot *slots冲突问题
5.3 QString转为std::String中文显示为“？？？”
5.4 PyBytes_AsString无法将结果转为string，返回Null
5.5 PyImport_ImportModule无法重复调用，写入异常问题
1. 开发背景
公司开发新品时，如果需要采购其他公司生产的零部件，且该部件为第一次采购时，就需要手动完成一个外购件料号的登记流程。即需要填写三个Excle表格，分别是“外购件料号登记表”、“G2"登记表及“BOM登记清单”。这三个表格，用户手动填写比较费时间，于是开发一个软件，可以一次性完成三个表格的填写。
其中，外购件料号登记表为了防止其他同事的误编辑，设置了访问密码，打开后显示如下：
表格内容如图：
而G2表格没有密码，每个项目都有独立的G2表格，内容如下：
BOM表格内容如图：
需要研发部填写的只有“HSI料号”一栏，也就是料号表格中的料号。
2.开发思路
明确了填写需求，开始构思开发思路。
我的思路就是，通过QT编写用户操作界面，后台完成对excel文件的读写。
我构思的软件界面如下（关于V1.0及V2.0请参考前面两篇文章）：
用户需要对应选择自己公盘下的excel文件地址，因为公盘使用one-drive上传，同一个excel文件，不同用户有不同的地址：某用户用户名\OneDrive...\公盘地址\xx.xlsx。
而需要填写在不同excel表格中的内容，用户在QT界面填写即可。最后填写完毕进行保存，下面对软件逻辑进行详细说明。
3.软件功能详细说明
3.0 软件启动及登录
因为外购件料号软件需要密码进行编辑，为了防止无权用户通过软件进行编辑，软件设置了登录密码，用户需要登录成功后才能进入软件主界面：
3.1 选取excel文件地址
当用户点选excel文件地址时，设置一个文件格式筛选，方便用户的同时也可以防止用户误选错误的文件。
而为了防止用户忘记选择，直接进行料号的生成等操作，我设置了在选取到excel地址前，阻止用户输入：
当用户已经选取了正确地址后，如果不确定是否进行了这次操作，我对按钮设置了提示：
会告诉用户，已经进行过选取操作了。
当然，这样就存在一种可能，用户选取了非对应的excel地址，如外购件料号地址选择了G2文件等，因此用户可以点击清空重选按钮，重新选择。
3.2 外购件料号excel文件填写
这里为了简化用户填写，将需要填写的分类通过下拉框进行选择，用户无需查阅手册即可填写。
填写完成，点击生成料号按钮获取填写的料号：
3.2.1 料号填写错误
当用户填写规则不符合手册时，将无法生成料号：
3.2.2 料号重复
因为只在第一次采购某种物料时才需要进行登记，那么就需要在用户登记时进行查重操作。如果物料号重复，告知用户，防止重复登记。
3.2.3 料号正确且不重复
料号正确且不重复时，在料号预览窗中预览最终结果：
3. 3 G2及BOM的填写
G2文件的填写，只需要选择应用领域、单位、原产国及发货国即可，填写过程和料号无异。唯一需要注意的就是，需要在料号成功生成后，即预览窗口正确显示料号后才可完成最终保存。
写到这也想到了一个优化方向，只有在用户正确生成料后，才允许在G2信息生成部分进行操作。
而BOM填写，只需将生成的料号保存在excel中即可，无需任何填写。
3.4 软件功能、帮助按钮及最终保存
3.4.1 软件功能及帮助按钮
这两个按钮，我直接设置了一个QMessageBox，用户点击跳出信息，很简单。
3.4.1 保存料号
当用户成功生成料号后，点击保存料号按钮，软件后台会打开对应的三个excel文件进行读写保存的操作，完成后弹出保存结果成功的提示窗口。
4. 软件源码
4.1 方案框架：
4.2 登录窗口
登录窗口，验证用户密码正确后，登录成功，跳转主软件窗口。密码我用明码保存在了源码中，很粗糙并且错误的方式。技术有限，只能用这种方式实现。或许后续学习一些用户名密码的数据库保存方式，进行优化。
loginWindow.h
-------------------------------
#ifndef LOGINWINDOW_H
#define LOGINWINDOW_H
#include
#include
#include "mainwindow.h"
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class loginWindow; }
QT_END_NAMESPACE
class loginWindow : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
loginWindow(QWidget *parent = nullptr);
~loginWindow();
void switchToMainWindow();
void login_btn_clicked();
void keyPressEvent(QKeyEvent* keyEvent);
private slots:
void keyBoard_login_btn_clicked();
private:
Ui::loginWindow* ui;
MainWindow* mainWindow;
};
#endif // LOGINWINDOW_H
4.3 ※主窗口
主窗口中，定义了许多方法，在贴上所有代码前，分别介绍一下方法的功能。
4.3.1 主窗口构造
通过QT代码，构造出我的主窗口界面布局，并将不同按钮与需要的功能进行绑定。
我的理解：QT的逻辑是每个部件，会有自己的信号发出方法，这些方法会激活对应的方法功能。例如按钮，当按钮按下后，会发出一个被按下的信号，将这个信号与预执行的动作进行绑定（connect），就可以在按钮按下后实现对应功能。
4.3.2 打开某个excel文件
以打开外购件料号登记excel文件为例，方法如下。
我定义方法需要返回一个bool类型FLAG_IS_PMN_OPEN，用了标记是否已经选取到了地址。
bool MainWindow::openPMN()
{
if (FLAG_IS_PMN_OPEN == false)
{
pmn_excel_path = QFileDialog::getOpenFileName(this, "查找外购件料号文件", "./", "*.xlsx");
//excelPath = pmn_excel_path;
if (pmn_excel_path.isEmpty())
{
FLAG_IS_PMN_OPEN = false;
}
else
{
// qDebug() << excelPath;
FLAG_IS_PMN_OPEN = true;
}
}
else
{
QMessageBox::information(this, "提示", "已选取外购件料号文件地址，无需再次选取哦~");
}
return false;
}而G2, BOM方法一模一样，不再赘述。
4.3.3 清空重选按钮
方法很好理解，定义如下：
void MainWindow::clearChose()
{
if (pmn_excel_path.isEmpty() && g2_excel_path.isEmpty() && bom_excel_path.isEmpty())
{
QMessageBox::information(this, "提示", "地址均为空，无需清空重选");
}
else
{
FLAG_IS_PMN_OPEN = false;
FLAG_IS_G2_OPEN = false;
FLAG_IS_BOM_OPEN = false;
if (!pmn_excel_path.isEmpty())
{
pmn_excel_path.clear();
}
if (!g2_excel_path.isEmpty())
{
g2_excel_path.clear();
}
if (!bom_excel_path.isEmpty())
{
bom_excel_path.clear();
}
QMessageBox::information(this, "提示", "清空成功，请重选选取地址");
}
}4.3.4 生成料号按钮
QString MainWindow::getFinalPMN()
{
//Py_SetPythonHome((wchar_t*)L"C:\\Users\\DSHAHKang\\Anaconda3\\envs\\py36");
Py_SetPythonHome((wchar_t*)L".\\Python36");
Py_Initialize();
if (FLAG_IS_PMN_OPEN == false)
{
QMessageBox::warning(this, "警告", "未选择正确的外购件料号文件地址！");
return NULL;
}
else
{
//MainWindow::openExcel(pmn_excel_path, 1);
MainWindow::openExcel(pmn_excel_path);
ui->PreviewLineEdit->clear();
if (ui->isUserSpecifycheckBox->isChecked())
{
if (ui->SMlineEdit->text().length() != 0 &&
ui->SNlineEdit->text().length() != 0)
{
finalPMN = (ui->PMcomboBox->currentText().section("-", 0, 0))
+ ui->FirstlLabel->text()
+ (ui->SMlineEdit->text())
+ ui->SecondLabel->text()
+ (ui->SNlineEdit->text()
+ ui->ThirdLabel->text()
+ ui->isUserSpecifylineEdit->text());
if (MainWindow::checkRepeat(finalPMN) == true)
{
QMessageBox::critical(this, "错误", "料号重复，无法生成，请修改。");
return NULL;
}
else
{
ui->PreviewLineEdit->setText(finalPMN);
FLAG_IS_GEN_PMN_SUCCEED = true;
return finalPMN;
}
}
else
{
ui->PreviewLineEdit->setText("无法生成料号，输入错误,请参阅手册");
finalPMN = "无法生成料号，输入错误,请参阅手册";
FLAG_IS_GEN_PMN_SUCCEED = false;
// return NULL;
return finalPMN;
}
}
else
{
if (ui->SMlineEdit->text().length() != 0 &&
ui->SNlineEdit->text().length() != 0)
{
finalPMN = (ui->PMcomboBox->currentText().section("-", 0, 0))
+ ui->FirstlLabel->text()
+ (ui->SMlineEdit->text())
+ ui->SecondLabel->text()
+ (ui->SNlineEdit->text());
if (MainWindow::checkRepeat(finalPMN) == true)
{
QMessageBox::critical(this, "错误", "料号重复，无法生成，请修改。");
return NULL;
}
else
{
ui->PreviewLineEdit->setText(finalPMN);
FLAG_IS_GEN_PMN_SUCCEED = true;
return finalPMN;
}
}
else
{
ui->PreviewLineEdit->setText("无法生成料号，输入错误,请参阅手册");
finalPMN = "无法生成料号，输入错误,请参阅手册";
FLAG_IS_GEN_PMN_SUCCEED = false;
// return NULL;
return finalPMN;
}
}
}
Py_Finalize();
}这一步中，有几句与Python有关的代码：
Py_SetPythonHome((wchar_t*)L".\\Python36");
Py_Initialize();
// TODO SOMETHING...
Py_Finalize();
原因放在踩坑部分讲述。
生成料号的逻辑，首先判断用户有没有勾选“用户指定”，是否勾选最终料号的组成方式不同。
随后，判断用户是否选择了excel文件地址，用户选择后，对用户输入进行判断，
A、B框有任意为空，告知用户生成错误。
A、B框内容均非空，我定义了一个openExcel方法，获取目前外购件料号中已存在的料号。
// -----------------------------------------------------------------------
// function: 通过Python打开excel文件，将文件的内容推入list，
// 通过Python传参返回给C++, 进而为判断重复做准备
// -----------------------------------------------------------------------
void MainWindow::openExcel(QString excelPath)
{
PyRun_SimpleString("import sys");
PyRun_SimpleString("sys.path.append('./pythonScripts/')");
PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("getAllPmn");
PyObject* pDict = PyModule_GetDict(pModule);
PyObject* pFunc = PyDict_GetItemString(pDict, "getAllPmnFunc");
QByteArray _array_excelPath = excelPath.toLocal8Bit();
std::string _str_excelPath = (std::string)_array_excelPath;
QByteArray _array_PMcomboBox = ui->PMcomboBox->currentText().toLocal8Bit();
std::string _str_PMcomboBox = (std::string)_array_PMcomboBox;
PyObject* pArgs = PyTuple_New(2);
PyObject* pArgs1 = Py_BuildValue("O", StringToPy(_str_excelPath));
PyObject* pArgs2 = Py_BuildValue("O", StringToPy(_str_PMcomboBox));
PyTuple_SetItem(pArgs, 0, pArgs1);
PyTuple_SetItem(pArgs, 1, pArgs2);
PyObject* pReturn = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
int size = PyList_Size(pReturn); // size = 11
for (int i = 0; i < size; i++)
{
PyObject* item = PyList_GetItem(pReturn, i);
const char* str_item = PyUnicode_AsUTF8(item);
//printf("%s\n", str_item);
existPMN->append(str_item);
}
}在该方法中，额外调用了Python脚本来访问excel，Python脚本为getAllPmn.py.
我的方法是，通过Python的win32com访问excel，遍历外购件excel登记表的第二列内容，保存在一个list中。并将list返回给C++，而C++中，将返回list的内容，保存在一个QStringList类型中，最终用于判断是否存在重复料号。
getAllPmn.py
# -*- coding:utf-8 -*-
import win32com.client as win32
def getAllPmnFunc(excelPath, sheetName):
excel = win32.Dispatch('Excel.Application')
excel.Visible = False;
excel.DisplayAlerts = False;
password = "123456"
wb = excel.Workbooks.Open(excelPath, UpdateLinks=False, ReadOnly=False, Format=None, Password=password, WriteResPassword=password)
ws = wb.Worksheets(sheetName)
totalRow = ws.UsedRange.Rows.Count # max Rows
existPmn = []
i = 0
while i <= totalRow:
if i >= 4:
existPmn.append(str(ws.Cells(i,2)))
i += 1
wb.Close()
excel.Quit()
return existPmn;查重方法：
// -----------------------------------------------------------------------
// function: 检查填写的外购件是否重复
// -----------------------------------------------------------------------
bool MainWindow::checkRepeat(QString finalPMN)
{
if (existPMN->isEmpty() == false && existPMN->contains(finalPMN))
{
return true;
}
return false;
}4.3.5 保存最终结果：
如前所述，保存的前提是已经生成了正确料号，否则无法保存，方法如下：
// -----------------------------------------------------------------------
// function: 1.将用户生成的料号与已有料号进行比对，如果重复告知用户
// 2.料号未重复，将料号写入对应的excel文件中；
// 3.将用户填写的G2信息写入对应的excel文件中；
// 4.将该料号对应的产品信息写出对应的bom清单中；
// 5.完成上述步骤后告知用户写入结果。
// -----------------------------------------------------------------------
void MainWindow::saveResult()
{
//Py_SetPythonHome((wchar_t*)L"C:\\Users\\DSHAHKang\\Anaconda3\\envs\\py36");
Py_SetPythonHome((wchar_t*)L".\\Python36");
Py_Initialize();
if (FLAG_IS_GEN_PMN_SUCCEED == false)
{
QMessageBox::critical(this, "错误", "未能生成正确的料号，无法保存！");
}
else
{
savePMN(pmn_excel_path);
saveG2(g2_excel_path);
saveBOM(bom_excel_path);
QMessageBox::information(this, "保存成功", "已保存所有结果");
}
Py_Finalize();
}而对应调用的每个保存方法，内容逻辑相似，以保存BOM举例：
// -----------------------------------------------------------------------
// function: 保存BOM
// -----------------------------------------------------------------------
void MainWindow::saveBOM(QString excelPath)
{
PyRun_SimpleString("import sys");
PyRun_SimpleString("sys.path.append('./pythonScripts/')");
PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("saveBom");
PyObject* pDict = PyModule_GetDict(pModule);
PyObject* pFunc = PyDict_GetItemString(pDict, "saveBomFunc");
QByteArray _array_bomexcelPath = bom_excel_path.toLocal8Bit();
std::string _str_bomexcelPath = (std::string)_array_bomexcelPath;
QByteArray _array_finalPMN = finalPMN.toLocal8Bit();
std::string _str_finalPMN = (std::string)_array_finalPMN;
PyObject* pArgs = PyTuple_New(2);
PyObject* pArgs1 = Py_BuildValue("O", StringToPy(_str_bomexcelPath));
PyObject* pArgs2 = Py_BuildValue("O", StringToPy(_str_finalPMN));
PyTuple_SetItem(pArgs, 0, pArgs1);
PyTuple_SetItem(pArgs, 1, pArgs2);
PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
}还是调用了Python的脚本，脚本内容如下，设置好格式，直接保存即可：
# -*- coding:utf-8 -*-
import win32com.client as win32
def saveBomFunc(bomPath, finalPmn):
excel = win32.Dispatch('Excel.Application')
excel.Visible = False;
excel.DisplayAlerts = False;
wb = excel.Workbooks.Open(bomPath, UpdateLinks=False, ReadOnly=False, Format=None, Password=None, WriteResPassword=False)
ws = wb.Worksheets('BOM清单')
totalRow = ws.UsedRange.Rows.Count # max Rows
ws.Cells(totalRow+1, 15).Value = finalPmn
ws.Cells(totalRow+1, 15).Borders.LineStyle = 1 # 边框1，表示实线
ws.Cells(totalRow+1, 15).Borders.Weight = 2 # 最细边框1 细2
ws.Cells(totalRow+1, 15).Borders.Color = 0 # 颜色 0 黑色
ws.Cells(totalRow+1, 15).HorizontalAlignment = -4131 # -4108居中， -4131居左， -4152居右
ws.Cells(totalRow+1, 15).VerticalAlignment = -4108 # -4160顶部， -4107底部 -4108居中
ws.Cells(totalRow+1, 15).Font.Size = 11
ws.Cells(totalRow+1, 15).Font.Name = 'DengXian'
wb.Close(True)
excel.Quit()5. ※遇到的坑与解决
5.1 PyImport_ImportModule or PyObject_GetAttrString 返回NULL
这个问题是困扰我最久的，也是百度后发现大家普遍遇到的问题。
问题产生的第一个原因，
PyRun_SimpleString("sys.path.append('./pythonScripts/')");这一句的地址要写对，在VS进行调试启动时，“./”表示当前工程所在目录。而通过Debug生成的exe文件启动软件时，“./”表示.exe文件所在的目录。
问题产生的第二个原因，Python代码有误。如果Python代码本身无法运行，PyImport_ImportModule也返回为空，要确保Python脚本可以正确运行。因此，如果import了第三方库，一定要确保库已经安装。
问题产生的第三个原因，这个坑我踩的很迷。我用了Python3.10，在单独进行功能测试时无误，但是引入我的软件中就一直无法获取到Python脚本内容。最终在朋友的指导下换用了Python3.6，用Anaconda管理环境，解决了上述问题。
5.2 PyType_Slot *slots冲突问题
QT引入Python后，会与Python定义的Slot冲突。解决办法就是修改QT的Object.h文件，添加如下语句即可。
#undef slots //添加
PyType_Slot *slots; /* terminated by slot==0. */
#define slots Q_SLOTS // 添加
5.3 QString转为std::String中文显示为“？？？”
解决方法，使用toLocal8Bit()方法：
5.4 PyBytes_AsString无法将结果转为string，返回Null
openExcel方法中，我尝试通过
char* result = PyBytes_AsString（str);将Python返回list中每一个元素转为std::string时，返回结果为Null。
这个问题也一度困扰我很久，最终我调试时发现，result的值为<
隐约感觉是win32com的坑，在Python打印了每个Cell的类型，果然如此：
最终在Python中通过类型强转，将str类型的结果推入Python List，再通过C++获取，问题解决。
5.5 PyImport_ImportModule无法重复调用，写入异常问题
我的点击生成料号按钮需要调用openExcel（）方法，第一次调用没有问题，不退出软件第二次点击会出现PyImport_ImportModule返回为Null的问题。Google后，应该是Python的引用计数问题。而百度到的解决方案就是把
Py_SetPythonHome((wchar_t*)L".\\Python36");
Py_Initialize();
// TODO SOMETHING...
Py_Finalize();语句，写在大循环外面。请看本文4.3.4及4.3.5的对应语句。
5.6 弃用C++ xlnt及Libxl
为何通过C++编写QT，却要引入Python来访问excel。
这里我踩了两次坑，第一次使用了LibXL库，这个库是收费库，但是有PJ版可以用。但是这个库对于带密码的excel文件无法进行访问，遂弃用，浪费了3天时间；
第二次使用了xlnt库，开源免费，也可以访问带密码的excel文件，但是极不稳定，保存很可能导致excel文件崩溃，且不能访问后再次带密码存储。
随引入了Python，当作“胶水”，也是朋友给的建议。终于Python完美的解决了我的问题，访问带密码的excel，并且完成后保存，不破坏该文件。
至此，软件开发完成。通过QT的windepolyqt进行部署。添加了图标进行美化。