WPF 程序內(nèi)嵌 QT 窗體

1、目標(biāo)：將QT控件（Qwiget）（或則基于QWiget的控件）（或則任何第三方C++控件）封裝為WPF可調(diào)用的用戶控件。簡單來說就是WPF程序調(diào)用QT窗體控件。

本人需要使用3D控件顯示一些3D點云等功能。但是又找不到好的兼容WPF的控件（大點云和效率原因）。最后選用CloudConpare作為點云顯示控件（該控件基于QT的QWiget）。
目前網(wǎng)絡(luò)上這方面的內(nèi)容并不是太多，而且多數(shù)還都是雷同。
個人感覺 C# 跨平臺并不是太友好（或則我水平不夠），特別是3D方面。

本人對QT不是很熟悉，但是CloudCompare是基于QT寫的界面，所以沒辦法只能慢慢摸索，好在以前有MFC編程經(jīng)驗，對C++還有點積累，過程中關(guān)于配置方面的問題我盡量詳細(xì)說明（對于C#編程者來說還是挺惡心的，QT的配置和CloudCompare的配置挺麻煩的）。

實現(xiàn)過程如下（可能需要稍微有點基礎(chǔ)才能看懂，我認(rèn)為有意思的會寫多點 ，寫的不是太系統(tǒng)），可能有點亂，有點啰嗦，想到哪里寫到哪，見諒。

心路：
一開始查詢資料想通過中間庫 CLR鏈接C#和C++，簡單demo也測試OK，后期碰到控件句柄傳遞問題調(diào)試也比較麻煩，遂放棄（現(xiàn)在想來應(yīng)該也是可以實現(xiàn)的）。
最終直接使用 C形式函數(shù)導(dǎo)出 的形式來創(chuàng)建DLL，也挺方便的。專業(yè)點叫P/Invoke（推薦大家一本書《精通.NET互操作：P/Invoke,C++Interop和COM Interop》）。

大概邏輯：WPF控件句柄–>傳遞給C++生成的QT庫–>動態(tài)庫根據(jù)傳遞過來的句柄創(chuàng)建一個QWiget–>根據(jù)這個QWiget生成一個GLWindow(真實的3D顯示窗體)–>C#保存這個指針方便下次訪問。
數(shù)據(jù)傳邏輯：主要是C#這邊發(fā)給C++ Dll數(shù)據(jù)，主要涉及到托管和非托管資源的問題、字節(jié)對齊等。

實現(xiàn)過程中可能有幾個主要問題：
1、C#和C++混合編程；
2、QT程序（QT事件循環(huán)QApplication.exec()）如何封裝為Dll；
3、QT的UI線程和WPF的UI線程沖突問題（目前本人也沒完全弄懂，歡迎溝通）；

工具：VS2019（Qt Visual Studio Tool 2.7.0）、QT5.14.2、CloudCompare2.6.12源碼。。。。

上代碼：

1、創(chuàng)建一個VS-QT的動態(tài)庫。

選擇Qtwidgets application，然后修改配置生成為dll。網(wǎng)上資料很多，不詳細(xì)描述（大概流程：修改輸出類型為dll,將沒必要的文件刪除即可（Main）（所有文件都可以刪除，然后新增一個QtWidgets class也行））。如下：

我們這里界面就不需要設(shè)置（因為我們不是直接用QT界面），只需要一個空白的Qwidget。（同志們只需要用Qwiget就可以在這里繪制了）
右鍵 編譯這個.ui文件。會生成一個ui_xxxx.h文件。添加這個文件到項目中，（可能在生成目錄的uic文件夾下，如有必要還需要將這個文件路徑加到包含目錄中。若是不添加可能會生成失?。?br />首次生成失敗很正常，各種QT環(huán)境問題。不要心急。

這里我們就獲得了一個帶QT的界面的C++庫。

2、WPF中引用它：

若是你們用的是Winform，那就比較方便了，直接拿到控件句柄（我這里使用的panel控件）傳遞給動態(tài)庫就行了。
若是你用的是WPF，會麻煩一點(因為WPF控件獲取不到“控件”句柄)，這里在下試了很多，獲得的都是窗體句柄。所以只能使用WindowsFormsHost。上代碼

這里是本人在WPF創(chuàng)建了一個用戶控件的xaml文件。上代碼

public partial class Window3DControl : UserControl
    {
        public Window3DControl()
        {
            InitializeComponent();
        }

        /// <summary>
        /// 3D顯示 窗口
        /// </summary>
        public Window3DControl_Net Control3D = new Window3DControl_Net();


        /// <summary>
        /// 創(chuàng)建真實的3D窗體,GlWindow
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public bool Create3DWindow()
        {
            int res = Control3D.Creat3DWindow_Net((long)Panel3D.Handle, Panel3D.Width, Panel3D.Height);

            return res == 0;
        }

        /// <summary>
        /// 控件發(fā)生變化
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void Window3DControl_SizeChanged(object sender, SizeChangedEventArgs e)
        {
            if(Control3D.IsInitWindow)
            {
                int width = (int)(WindowForm3D.ActualWidth * 1.25);
                int Heigth = (int)(WindowForm3D.ActualHeight * 1.25);
                int res = Control3D.WindowSizeChanged_Net(width, Heigth);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 3D窗體切換
        /// </summary>
        public void ChangeWindowModel()
        {
            if(WindowForm3D.Visibility == Visibility.Visible)
            {
                WindowForm3D.Visibility = Visibility.Collapsed;
                Button2D.Visibility = Visibility.Visible;
            }
            else
            {
                WindowForm3D.Visibility = Visibility.Visible;
                Button2D.Visibility = Visibility.Collapsed;
            }
        }

    }

上面是用戶控件的代碼部分。也很簡單只有幾個簡單功能。其中Control3D對象是我封裝的一個調(diào)用動態(tài)庫的接口類（只是封裝了一層），功能上直接調(diào)用C形式的函數(shù)接口也是可以的。上代碼

這里是封裝的3D對象的部分接口，C#這邊就很簡單了，都封裝成用戶控件了，那不是想怎么玩怎么玩。（關(guān)于C#定義函數(shù)接口就不描述了，C++那邊導(dǎo)出函數(shù)接口也不描述了）。上代碼

還有一點很重要（我感覺）如何顯示QT窗口正好覆蓋WPF中句柄對應(yīng)的控件（可能會碰到直接顯示QT窗口在主界面的左上角）。有兩步很重要，通過如上圖，可以看到我們將控件句柄和對應(yīng)的尺寸傳遞過去，并且將生成的QT窗口的實例對應(yīng)的指針傳回來，為了下次能夠直接拿到這個QT窗口?？梢钥聪挛业膭?chuàng)建窗口函數(shù)是如何實現(xiàn)的，上代碼

圖中標(biāo)記部分，很重要 。（忘記從哪個大神哪里偷學(xué)來的）
另外為了C# 那邊能拿到C++這邊的對象指針。使用了二級指針概念（這個不太好解釋，要自己細(xì)細(xì)理解，這個不是偷學(xué)的，在下耗盡腦子想的）。
還有一個問題QT事件循環(huán)，（若是你調(diào)用過QT的dll，可能就會發(fā)現(xiàn)這個問題），我這邊解決辦法就是，在程序開始（你認(rèn)為的合適的地方）調(diào)用InitQTEnvironment接口，上代碼。

#include "qmfcapp.h"
int InitQtEnvironment()
{
	try
	{
		//if (QApplication::instance() == NULL)
		//{
		//	int argc = 0;
		//	g_app = new QApplication(argc, NULL);
		//	//QWidget* GroudWidget = new QWidget(NULL);
		//	//GroudWidget->setGeometry(0, 0,0, 1);//設(shè)置widget的大小
		//	//GroudWidget->showMinimized();
		//	//g_app->exec();
		//}
		if (QApplication::instance() == NULL)
		{
			return  QMfcApp::pluginInstance();
		}
		return 0;
	}
	catch(QException ex )
	{
		printf("Init Error");

		printf(ex.what());
		return -1;
	}
	
}

兩種方式都行，目的是創(chuàng)建出來QApplication這個靜態(tài)對象即可。（其中QMfcApp是偷學(xué)某個大佬）。
OK，其實到這里整個流程已經(jīng)基本打通了，路走通了，其余的都好辦了。
關(guān)于數(shù)據(jù)傳遞問題，這里也說一下。C#和C++的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型在內(nèi)存中占位不盡相同，有興趣可以看下對照表（網(wǎng)上一大堆）。
若是使用CLR包裝C++dll，可以解決類型不一致問題（個人感覺CLR就是一次形參類型轉(zhuǎn)換而已，可能是我太淺薄了）。
若是我們這種直接調(diào)用C形式的函數(shù)接口。需要傳遞參數(shù)需要注意幾點。
1、基礎(chǔ)類型也需要注意內(nèi)存占位是否一致。
2、結(jié)構(gòu)體類型，需要考慮字節(jié)對齊和托管資源問題。思路：兩邊定義相同類型的結(jié)構(gòu)體。直接傳遞結(jié)構(gòu)體指針（首地址）本質(zhì)上還是內(nèi)存要一樣，不能亂。先上代碼（C++）

C#中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

仔細(xì)對比（字節(jié)對齊，還要考慮編譯器可能優(yōu)化）。
數(shù)組必須確定傳遞長度（內(nèi)存分配才能連續(xù)），并且C#這邊申請的內(nèi)存必須是非托管內(nèi)存（使用Marsh申請）。關(guān)于C++傳遞數(shù)據(jù)到C#，上文也提到了二級指針，基礎(chǔ)類型或確定內(nèi)存長度的可以直接傳遞，不確定的對象使用二級指針。關(guān)于內(nèi)存釋放問題。大家可以網(wǎng)上找下，有幾種常用方法，此處不贅述。

按照慣例，上效果圖。

遺留問題：
玩過WPF的都知道，WPF有一個隱藏的UI線程，我們的屬性綁定控件和刷線界面都是
這個線程來更新的。QT也有一個類似的界面線程。因為我這邊主程序是WPF，QWiget只是作為一個控件來用的。
目前發(fā)現(xiàn)他們兩個界面線程會出現(xiàn)搶資源情況（我也是猜的，因為出現(xiàn)WPF的源已經(jīng)改變了但是目標(biāo)控件上沒有刷新（及時刷新）的現(xiàn)象）。各位大佬若有這方面的見解，請一定聯(lián)系我。抱拳?。?！

到此這篇關(guān)于C# WPF調(diào)用QT窗口的方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C# WPF調(diào)用QT窗口內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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