X11,GTK,QT,GNOME的区别与联系(UI工具总结)

 

 1,X11是X Window System Protocol, Version 11（RFC1013），是X server和X client之间的通信协议。X server是xfree86/xorg驱动下的显示设备鼠标键盘统称，X client通过X11协议和xfree86/xorg实现的X server通信，比如，告诉它画一个左上角坐标为(x,y)，宽为w，高为h的窗口，xfree86就让显示器把屏幕上的小灯（像素）打亮，然后你就看到了一个窗口。为了方便开发人员编写X clients，就有了Xlib来封装协议；Xlib不够方便，于是就有了qt和gtk，提供了很多窗口控件（widgets）。为了方便用户，就出现了gnome和kde等桌面管理系统。一般来说，linux用户看到的界面就是其中之一了。gnome用的是gtk库，kde用的是qt库。

 

 2、Qt Qt是一个跨平台的C++图形应用程序框架。它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所有功能。 Qt有众多发行版本：商业版和开源版（GPL/LGPL）。Qt开源版是Qt仅仅为了开发自有和开放源码软件，提供了和商业版本同样的功能。GNU通用公共许可下，它是免费的。从2009年3月发布的Qt 4.5 起，诺基亚将为Qt增添新的开源LGPL授权选择。 Qt是诺基亚的一个产品。 Qt的优势： Qt同X Window上的Motif,Openwin,GTKt等图形界面库和Window平台上的MFC,OWL,VCL,ATL是同类型的东西，但是Qt具有下列优点：

 1）优良的跨平台特性 Qt支持下列操作系统: Microsoft Windows 95/98， Microsoft Windows NT， Linux，Solaris， SunOS， HP-UX， Digital UNIX (OSF/1， Tru64)， Irix， FreeBSD，BSD/OS， SCO， AIX， OS390，QNX 等等。

 2）面向对象 Qt的良好封装机制使得 Qt的模块化程度非常高，可重用性较好，对于用户开发来说是非常方便的。 Qt提供了一种称为 signals/slots的安全类型来替代 callback，这使得各个元件之间的协同工作变得十分简单。

3）丰富的API Qt包括多达 250个以上的 C++ 类，还替供基于模板的 collections， serialization， file， I/Odevice， directory management， date/time类。甚至还包括正则表达式的处理功能。

4）支持2D/3D图形渲染，支持OpenGL

5)大量的开发文档

6）XML支持

7）WedKit引擎的集成，可以实现本地界面与Web内容的无缝集成但是真正使得Qt在自由软件界的众多Widgets（如Lesstif，Gtk,EZWGL,Xforms,fltk等等）中脱颖而出的还是基于Qt的重量级软件KDE。 Qt SDK包括了Qt库、Qt Creator IDE和Qt工具，这些都集成在一个易于安装的文件包里。 Qt SDK也同样也支持Linux/X11, Windows, Mac三种主流桌面操作系统。

 

3、Trolltech Trolltech是由Haavard Nord (执行总裁)和 Eirik Chambe-Eng (总裁)于1994年创立的，2008年6月被NOKIA收购。 Trolltech是一家拥有两个主线产品（Qt和Qtopia）的软件公司。 Qt是一个跨平台C++应用程序开发框架。程序开发员利用其可以编写单一代码的应用程序，并可在Windows, Linux, Unix, Mac OS X和嵌入式Linux等不同平台上进行本地化运行。目前，Qt已被成功地应用于全球数以千计的商业应用程序。此外，Qt还是开放源代码KDE桌面环境的基础。 Qtopia是第一个面向嵌入式Linux的全方位应用程序开发平台，它可以并且已经应用于众多的基于Linux的PDA（个人数字助理）设备和智能电话。 Trolltech采取了成功的双重授权战略，为开发者提供商业和免费软件的授权使用。

 

4、Qt/embedded Qt Embedded是挪威Trolltech公司的图形化界面开发工具Qt的嵌入式版本，他通过Qt API 与 Linux I/O以及Framebuffer直接交互，拥有较高的效率，而且整体采用面向对象编程，拥有良好的体系架构和编程模式，Qt/embedded和Qt一样，在4.5版本之后提供了三种不同的授权协议GPL LGPL Commercial。 Qt Embedded目前的版本通常为4.5，提供了两个版本，分别是Qt for Embedded Linux，以及Qt for Windows CE。

 

5、X11 X Window系统（又称X11或X）是一种位图显示的视窗系统。它是在unix和类Unix操作系统，以及OpenVMS上建立图形用户界面的标准工具包和协议，并可用于几乎所有的现代操作系统。X为GUI环境提供了基本的框架：在屏幕上绘图和移动视窗，以及与滑鼠和键盘交互。X并没有管辖到使用者界面--这是由每个独立的程序处理的。

 

 

一,linux本身没有图形界面,linux现在的图形界面的实现只是linux下的应用程序实现的.

图形界面并不是linux的一部分,linux只是一个基于命令行的操作系统,linux和Xfree的关系就相当于当年的DOS和 WINDOWS3.0一样,windows3.0不是独立的操作系统,它只是DOS的扩充,是DOS下的应用程序级别的系统,不是独立的操作系统,同样 XFree只是linux下的一个应用程序而已.不是系统的一部分,但是X的存在可以方便用户使用电脑.WINDOWS95及以后的版本就不一样了,他们 的图形界面是操作系统的一部分,图形界面在系统内核中就实现了,没有了图形界面windows就不成为windows了,但linux却不一样,没有图形 界面linux还是linux,很多装linux的WEB服务器就根本不装X服务器.这也WINDOWS和linux的重要区别之一.

二,X是协议,不是具体的某个软件:

X是协议,就像HTTP协议,IP协议一样.这个概念很多初学者甚至学习LINUX有一定时间的人都混淆,一个基于X的应用程序需要运行并显示内容 时他就联接到X服务器,开始用X协议和服务器交谈.比如一个X应用程序要在屏幕上输出一个圆那么他就用X协议对X服务器说:喂!我需要在屏幕上画一个圆. X应用程序只负责告诉X服务器在屏幕的什么地方用什么颜色画一个多大的圆,而具体的"画"的动作,比如这个圆如何生成,用什么显卡的驱动程序去指挥显卡完 成等等工作是由X服务器来完成的.X服务器还负责捕捉键盘和鼠标的动作,假设X服务器捕捉到鼠标的左键被按下了,他就告诉X应用程序:亲爱的应用程序先 生,我发现鼠标被按下了,您有什么指示吗?如果X应用程序被设计成当按下鼠标左健后再在屏幕上画一个正方形的话,X应用程序就对X服务器说:请再画一个正 方形,当然他会告诉服务器在什么地方用什么颜色画多大的正方形,但不关心具体怎么画--那是服务器的事情.

那么协议是需要具体的软件来实现的,这就是下面我要讲的:

三,X和XFree86的关系.

有了协议就需要具体的软件来实现这个协议.就好比我们有了交通法规就需要交警去根据法规维护交通秩序一样.Xfree86就是这样一个去根据法规实 现协议的"交警".他按照X协议的规定来完成X应用程序提交的在屏幕上显示的任务.当然不仅仅是某个特定的交警才可以去维护和实现这个法规,比如还可以由 交通协管员来实现交通法规,必要的时候警察也可以介入,当然前提是他们都要懂得交通法规,也就是要懂得协议.所以实现X协议的软件也并不只有 XFree86,XFree86只是实现X协议的一个免费X服务器软件.商业上常用MOTIF,现在还有XORG,还有很多很小的由爱好者写的小的X服务 器软件.甚至可以在WINDOWS上有X服务器运行,这样你可以在linux系统上运行一个X应用程序然后在另一台windows系统上显示.多么神奇. 你可以用google找到这样的X服务器软件.只不过在LINUX上最常用的是XFree86.(现在的linux发行版都用Xorg了)顺便说一句,苹 果电脑的图形界面用的也是X协议,而且被认为是做的最好的X协议图形界面,并且他对X协议的实施是做在系统内核里的,所以性能明显好很多,这就是为什么很 多大型三维图形设计软件都是在苹果平台上的原因.

为了便于理解拿HTTP协议来比较:


协议是HTTP (hyper text transmission protocol)
实现这个协议的常用服务器有:apache IIS 等
请求这些服务器传输文件的客户有:IE ,MOZILLA ,NETSCAPE等.


协议是X

实现这个协议的常用服务器有Xfree86 ,Xorg ,Xnest等

请求这些服务器来完成显示任务的客户:所有的X应用程序.


只不过HTTP协议的服务器和客户端通常都在两台不同的电脑(服务器和客户机)之间来实现,所以一般人对这个比较容易理解.而X协议的服务器和客户 端程序通常在同一台电脑上,因此很多用户都感到对此很难理解.既然是协议,那么肯定和平台无关的,因此可以让X应用程序显示在任何装有X服务器的远程计算 机上.甚至显示在装有Xnest服务器的windows系统上.只不过在大多数情况下,X应用程序都用本机的X服务器,然后X服务器将显示结果输出到本机 的显示器.这也是很多人不理解X是一种协议的原因.

四,X和X11R6又是什么关系?

不知道初学者有没有注意到/usr/X11R6这个目录,这是XFree的默认安装目录
X11R6 实际上是 X Protocol version 11 Release 6
(X协议第11版第六次发行)的意思,就是说目前用的X协议是第11版的,然后经过了6次小的修正.不同版本的X协议是不能通信的.就象我们现在IPV4和IPV6不能通信一样,不过不用担心,现在的X服务器软件和X应用程序都遵循X11R6.

另外XFree86 3.3.6 XFree86 4.3.6 等这些版本是实现X协议的软件XFree86的版本号.这是初学者经常高混淆的概念.

协议版本和实现协议的软件的版本--这两个概念的区别你分清楚了吗?

五,X服务器和WM(window manager 窗口管理器)之间是什么关系.

平时大家起动图形界面是怎么启动的呢?
如果你是一开己就进入图形界面那就太遗憾了.应为你错过了了解X服务器起动过程的好时机.不过没关系.你打开一个XTERM输入:

init 3

就可以安全的回到字符界面.


好了,等做完以下实验你就完全明白X和WM(window manager 窗口管理器)之间是什么关系了.

先输入以下命令:
#startx

起动图形界面,你看到的是一个和平时使用一样的完整的图形界面操作环境.
你可以最大化,最小化,移动,关闭窗口等.

按ctrl+alt+backspace反回字符界面.

输入:
#xinit

再次启动图形界面,你看到了什么,你看到一个XTERM.而且不能移动.但是你可以在这个XTERM中输入命令打开X应用程序,如果我输入:
#mozilla
打开浏览器,你看到的浏览器和平时有什么不同吗?他在屏幕中间,不能移动,不能最小化,不能最大化,没有边框.

为什么同样一个X应用程序会有这样的不同呢?因为我们用startx起动图形界面的时候同时也启动了一个WM(即窗口管理器),如果你用KDE就起动了KDE,如果你用GNOME就起动了GNOME.但是你用xinit起动图形界面的时候却没有起动WM.

现在你明白窗口管理器的作用了吗?他的作用就是最大化,最小化,移动,关闭窗口等.而这些不是X服务器来负责完成的.


如果你用xinit起动图形界面并在xterm中输入twm,看看会有什么?
xterm被加上了一个边框,你可以通过这个边框移动,最大化,最小化这个xterm,twm就是XFree86中自带的窗口管理器,是一个比较简陋的最简单的窗口管理器,但是他具有窗口管理器的全部特征.

如果你不输入twm而输入gnome-session就可以起动GNOME
或者输入startkde起动KDE.

通过以上的实验你就可以清楚的明白他们之间的关系.

六,关于KDE和GNOME

KDE和GNOME是LINUX里最常用的图形界面操作环境,他们不仅仅是一个窗口管理器那么简单, KDE是K Desktop Environment 的缩写.他不仅是一个窗口管理器,还有很多配套的应用软件和方便使用的桌面环境,比如任务栏,开始菜单,桌面图标等等.

GNOME是GNU Network Object Model Environment 的缩写.和KDE一样,也是一个功能强大的综合环境.

另外在其它UNIX系统中,常常使用CDE作为这样一个环境.

其它的小型窗口管理器有:
window maker,after step,blackbox,fvwm,fvwm2,等等都是常用的优秀窗口管理器.REDHAT9中有 window maker 但是默认不安装,大家可以装来试试.只要xinit再wmaker&就可以用windowmaker了.


七,linux图形界面层次关系总结

linux本身-->X服务器<-[通过X协议交谈]->窗口管理器(综合桌面环境)-->X应用程序.

X11是X Window System Protocol, Version 11（RFC1013），是X server和X client之间的通信协议。X server是xfree86/xorg驱动下的显示设备鼠标键盘统称，X client通过X11协议和xfree86/xorg实现的X server通信，比如，告诉它画一个左上角坐标为(x,y)，宽为w，高为h的窗口，xfree86就让显示器把屏幕上的小灯（像素）打亮，然后你就看到了一个窗口。

为了方便开发人员编写X clients，就有了Xlib来封装协议；Xlib不够方便，于是就有了qt和gtk，提供了很多窗口控件（widgets）。

为了方便用户，就出现了gnome和kde等桌面管理系统。一般来说，linux用户看到的界面就是其中之一了。gnome用的是gtk库，kde用的是qt库。

 

 

 

QT与MFC的区别

 

MFC（微软基础类库）是专门为windows设计的一个用于开发图形用户界面的类库。MFC或多或少使用了面向对象的方法包装了Win32的API，正因如此，这些API有时是C++，有时是C，甚至是C和C＋＋的混合体。

Qt这个C++的图形库由Trolltech在1994年左右开发。它可以运行在Windows,Mac OS X, Unix，还有像Sharp Zaurus这类嵌入式系统中。Qt是完全面向对象的。

 

Document/View model:
MFC编程需要使用Document/View模式以及模板(template),如果不使用的话，编程将变得异常困难。而且，模板(template)设定了固定的结构，若所需结构乃模板未定义之结构，则编程难已。例如，划分一区域使显示两个视图(view)于两个文档(document)。还有一个经常的问题是：模板(template)创建了视图(view)却无法访问(access)它，文档（document）要做完所有事情，但是这经常会出现问题。

Qt不强制使用任何设计模式。如果你认为恰当，使用Document/view没有任何问题。不使用也没有任何问题。

 

伪对象 vs 真对象:
归根结底，Qt和MFC的差异在于其设计的差异。

MFC的根本目的是访问包装起来的用C语言写的windows的API。 这绝非好的面向对象的设计模式，在很多地方，你必须提供一个包含15个成员的C语言的struct，但是其中只有一个与你所期望的相关，或者必须用旧式的参数来调用你的函数。

MFC还有许多让人摸不着头脑的地方，函数名没有任何的连续性。比如，如果你创建了一个graphical类，直到调用了creat()以后该类才会被创建。然而对dialogs，必须要等到OnInitDialog()才能创建这个对象。奇怪的是到了views,创建该类的函数名竟然成了OnInitUpdate(),......你自己创建一个类用他们的方式调用它，你的程序崩溃了。

比如说有一个dialog包含CEdit控件，如果没有调用DoModal()你就不能使用GetWindowText()。否则将会莫名其妙的失败。总之，MFC充满了丈二和尚摸不着头脑的事情，并且，这种错误很难调试。

Qt恰恰相反，它的架构明显是经过精心设计的面向对象的。Qt因此在命名，继承，类的组织等方面保持了优秀的一致性。你只需要提供唯一一个方法的参数，仅此一个。在不同的类中调用方式也是有很强的连贯性。返回值也很有逻辑性。所有一切达到了简单和强大的和谐统一。一旦你使用了其中一个类，其他的类也就触类旁通，因为他们是一致的。

在Qt中可以利用Edit控件，用C++创建类的方法来创建自己的QLineEdit。永远可以马上访问任何的方法，不管它是显示还是隐藏。在这里没有迷局，一切都按照你认为的简单的方式来运作。

 

消息循环:
MFC是事件驱动的架构。要执行任何操作，都必须是对特定的消息作出响应。Windows对应用程序发送的
信息数以千计，遗憾的是，要分清楚这些分繁芜杂的消息是很困难的，并且关于这方面的文档并不能很好的解决这些问题。

Qt的消息机制是建立在SIGNAL()发送和SLOT()接受的基础上的。这个机制是对象间建立联系的核心机制。利用SIGNAL()可以传递任何的参数。他的功能非常的强大。可以直接大传递信号给SLOT()，因此可以清楚的理解要发生的事情。一个类所发送的信号的数量通常非常的小(4或者5)，并且文档也非常的齐全。这让你感觉到一切尽在掌握之中。SIGNAL/SLOT机制类似于Java中listener机制,不过这种机制更加轻量级，功能更齐全。

 

创建界面:
MFC无法创建大小动态可变的子窗口 ，必须重新手动修改代码来改变窗口的位置（这恰好解释了为什么windows里的dialog是不可以改变的）这个问题在软件进行国际化翻译的时候更加严重，因为许多国家表达相同意思需要更长的词汇和句子，必须要对每个语言的版本重新修改自己的软件。

在Qt中，任何东西都可以手动的敲出来，因为它很简单：为了得到一个button，可以这样些

button = new PushButton( "buttonName", MyParentName );

如果想在按下某个按钮以后想调用某断代码的执行，可以这样写：

connect( button, SIGNAL( clicked() ), qApp, SLOT( action() ) );

Qt拥有非常简单而又不失强大的layout机制，以至于不使用它就是在浪费时间了。

Qt还提供了一个图形用户工具，Qt Designer，可以用来帮助建立用户界面。可以修改所使用的任何控件的属性。不用将他们放在严格的位置，可以通过layout完美的组织他们。这个工具所产生的代码我们是可以实际上阅读并且可以理解的。生成的代码单独放在一个文件里，在编程的同时，你可以随心所欲的多次重新生成用户界面。

Qt Designer可以让你完成许多在MFC中不可能完成的任务，比如用预先填好的生成listview，在每个tab上用不同的view来使用tab 控制。

 

帮助文档:
用户选择图形开发环境的时候，帮助文档是否周全是左右其选择的重要因素。Visual的开发环境的帮助文档MSDN(这个还要单独掏钱购买)非常的庞大，有10个CDROM光盘。他包罗万象，涵盖广泛。但是难免有泥沙俱下，主题模糊，关键信息不突出的遗憾。其链接设计的也很糟糕，通过链接很难从一个类跳转到其父类或者子类以及相关的类。如果你搜索一个关键字，不管是Visual C++, Visual J++, Visual Basic，只要包含这些关键字的信息统统的返回来。

Qt的文档设计的相当优秀。你可以到doc.tolltech.com上面一睹芳容。

Qt的文档完备且详细的覆盖了Qt的方方面面，竟然仅有18M。每一个类和方法都被详尽描述，巨细靡遗，举例充实。通过Trolltech公司提供的链接或者是Qt Assistant工具，可以方便的从一个类或者方法跳转到其他的类。文档还包含了一个初学者教程和一些典型应用的例子。同时还提供了FAQ和邮件列表，方便通过Internet或者用户群来查阅。如果你购买了授权，在一天之内你将会得到Trolltech公司的技术支持。

实际上，Qt优秀的帮助文档使得寻求外部帮助的机会大大减少。Tolltech公司的一个宗旨是：有如此优秀的Qt产品以及其帮助文档，技术支持是多余的。

 

Unicode:
使用MFC，如果要显示unicode，在编译链接的时候必须用到特殊的参数(和改变可执行文件执行的入口)，必须在每个string前面加上T，将char修改成TCHAR，每个字符串处理函数(strcpy(), strdup(), strcat()...... )都要改变成另外的函数名。更令人恼火的是支持Unicode的软件竟然不能和不支持Unicode的DLL一起工作。当使用外部DLL来开发的时候这是个很严重的问题，但是你毫无选择。

使用Qt，字符串用QString来处理，其本身是与生俱来的Unicode.不需要改变什么东西。不要在编译/链接时候增添参数，不要修改代码，只需要使用QString就可以了。

QSting类功能强大，你可以广泛的使用它，并且不要担心Unicode问题。这使得转换为Unicode非常的方便。QSting提供了转换为char ＊ 和UTF8的函数。

显然，MFC的CString的设计相比于Qt的QString设计有着巨大的不同。CString以char ＊为基础提供了很少的功能。它的优点是当需要char ＊类型的时候，可以直接使用CString类型。乍看起来这个好像是个优点，其实实质上还是有很大的缺陷的，特别是可以直接修改char * 而不要更新类。在转变为Unicode的时候这个也碰到很大的麻烦。

相反，QString在内部以unicode存储string，需要时提供char ＊功能。实际上很少用到char ＊，因为整个Qt的API用文本的方式响应QString参数。QString还附带许多其他的功能，比如自动分享QString的内容。这是一个非常强大的类，你会喜欢在很多地方用它的。

 

国际化:
使用MFC是可以国际化的，但是需要将每一个字符串放在一个字符串表中，在代码中到处使用LoadString(IDENTIFIET)。然后转化这些资源到DLL中，翻译字符串到所需要的语言，改变图形界面，然后调用程序使用这个DLL。整个过程是如此的繁琐，可谓牵一发而动全身。考虑的事情要面面俱到。

使用Qt的时候，只需要将字符串置于函数tr()中，在程序开发中这算是举手之劳。可以直接在代码中改变字符串的参考。Qt Linguist,Qt的一个工具，能够提取所有待翻译的string并按照友好的界面显示出来。这个用户界面非常适合翻译，使用字典，显示字符串内容，恰当的unicode显示，快捷方式冲突检测，检测未翻译的字符串，检测字符串修改情况，功能齐全。这个软件可以供没有任何编程经验的翻译者使用。同时该软件在GPL的版权下发布，可以按照你的需求来修改它。
翻译以后的文档保存在XML中，适合软件复用的原则。为软件增加一种新的语言版本仅仅是用Qt Linguist产生一个新的文件而已。

 

resources问题:
使用MFC，一部分开发过程要依靠“resources”,在很多的案例中开发者必须使用他们。这样会导致如下的后果：

出了Visual Studio，你很难使用其他的工具来完成开发。
资源编辑器仅有有限的功能，比如：通过Dialog编辑器不可能改变所有的属性，一些属性可以改变，另一些属性则不可能改变。(译者注：下面还有两条陈述MFC缺点的实例，但我感觉这些已经够说明问题了，暂时删节不译)
然而Qt并没有资源的概念，这就解决了以上所提到的问题。Qt提供了一个脚本使得能将编入你的代码。对于界面设计，Qt Designer则创建了可读的代码。

 

价格:
一旦你购买了Visual Studio，你将免费的获得MFC SDK。

Qt在Unix上是可以免费获得其遵守GPL版权的版本(译者注:现在在windows 上也可以免费获得其GPL版本)。如果要开发不公开源代码的软件，必须购买Qt的授权。在特定平台下，每个开发者购买一个永久性授权，并获得一年的技术支持。(译者注：后面关于购买价格等问题删去，因为价格不固定，如果有疑问请到官方网站查询价格)

 

发布:
在发布基于MFC的软件时，必须依靠存在于客户电脑上的MFC。但是这是不安全的，同样是MFC42.dll，可以基于相同的库得到3个不同的版本。通常，需要检查是否拥有正确的MFC42.dll版本，如果不是，就升级它。但是升级MFC42.dll会改变很多软件的行为。这让我感到很不舒服，如果用户在安装我的软件以后导致其机器死机该怎么办？

Qt则没有这个风险，因为Qt压根就没有“升级整个系统”这个概念。