1. 概述
1.1 系统介绍
本进度条系统是一个基于 Qt 框架的通用进度管理解决方案，采用单例模式设计，支持状态栏和对话框两种显示方式，适用于各种耗时操作的进度展示。
1.2 核心特性
- 双模式显示：状态栏（非侵入式）+ 对话框（详细信息）
- RAII 管理：自动生命周期管理，异常安全
- 单例模式：全局统一管理，避免冲突
- 线程安全：支持异步操作和跨线程更新
2. 系统架构
2.1 架构图
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│ Application │
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│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
│ │ ProgressTask │◄───────┤ 业务代码 │ │
│ │ (RAII) │ └──────────────┘ │
│ └──────┬───────┘ │
│ │ │
│ ▼ │
│ ┌──────────────────────────────────────┐ │
│ │ ProgressManager (单例) │ │
│ │ ┌────────────┐ ┌────────────┐ │ │
│ │ │ 状态栏组件 │ │ 对话框组件 │ │ │
│ │ └────────────┘ └────────────┘ │ │
│ └──────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────┘
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2.2 类关系图
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| QObject
└── ProgressManager (单例)
├── QProgressBar* m_progressBar
├── QLabel* m_statusLabel
└── ProgressDialog* m_dialog
ProgressTask (RAII包装器)
└── 内部调用 ProgressManager
QDialog
└── ProgressDialog
├── QProgressBar* m_progressBar
└── QLabel* m_label
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3. 核心组件详解
3.1 ProgressManager（进度管理器）
设计模式
- 单例模式：确保全局唯一实例
- 观察者模式：通过信号槽通知进度变化
主要接口
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| class ProgressManager : public QObject {
public:
static ProgressManager* instance();
void initialize(QStatusBar* statusBar);
void beginTask(const QString& taskName,
int totalSteps = 100,
ProgressTaskType type = ProgressTaskType::Custom,
bool showDialog = false);
void updateProgress(int value, const QString& message = QString());
void setSubTask(const QString& subTaskName);
void endTask(const QString& completionMessage = QString());
signals:
void taskStarted(const QString& taskName);
void progressUpdated(int value, const QString& message);
void taskCompleted();
};
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实现要点
- 线程安全：使用 QMutex 保护单例创建
- 延迟初始化：首次调用时创建实例
- 自动隐藏：任务完成后2秒自动隐藏进度条
3.2 ProgressTask（RAII 包装器）
设计理念
利用 C++ RAII（Resource Acquisition Is Initialization）机制，确保进度任务的正确开始和结束。
实现原理
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| class ProgressTask {
public:
ProgressTask(const QString& taskName, int totalSteps = 100,
ProgressTaskType type = ProgressTaskType::Custom,
bool showDialog = false) {
ProgressManager::instance()->beginTask(taskName, totalSteps, type, showDialog);
}
~ProgressTask() {
ProgressManager::instance()->endTask();
}
void update(int value, const QString& message = QString()) {
ProgressManager::instance()->updateProgress(value, message);
}
};
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优势
- 异常安全：即使发生异常也会正确结束任务
- 自动管理：无需手动调用结束函数
- 防止泄漏：避免进度条永远显示的问题
3.3 ProgressDialog（进度对话框）
特性
实现
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| class ProgressDialog : public QDialog {
public:
void setRange(int min, int max);
void setValue(int value);
void setLabelText(const QString &text);
void reset();
private:
QProgressBar *m_progressBar;
QLabel *m_label;
};
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4. 使用指南
4.1 基础用法
场景1：简单的进度显示
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| void simpleOperation() {
ProgressTask task("处理数据", 100);
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
processItem(i);
task.update(i + 1);
}
}
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场景2：带消息的进度更新
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| void importFile(const QString& file) {
ProgressTask task("导入文件", 100, ProgressTaskType::ImportModel);
task.update(20, "读取文件...");
auto data = readFile(file);
task.update(50, "解析数据...");
auto model = parseData(data);
task.update(80, "构建模型...");
buildModel(model);
task.update(100, "完成");
}
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场景3：显示详细对话框
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| void longOperation() {
ProgressTask task("长时间操作", 100, ProgressTaskType::Computing, true);
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
task.setSubTask(QString("处理项目 %1").arg(i));
processLongTask(i);
task.update(i + 1);
}
}
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4.2 高级用法
异步操作
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| void asyncOperation() {
auto pm = ProgressManager::instance();
pm->beginTask("异步任务", 100);
QFuture<void> future = QtConcurrent::run([pm]() {
for (int i = 0; i <= 100; i += 10) {
QMetaObject::invokeMethod(pm, "updateProgress",
Qt::QueuedConnection,
Q_ARG(int, i),
Q_ARG(QString, QString("进度: %1%").arg(i)));
QThread::msleep(100);
}
QMetaObject::invokeMethod(pm, "endTask",
Qt::QueuedConnection);
});
}
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嵌套任务
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| void nestedOperation() {
ProgressTask mainTask("主任务", 100);
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
mainTask.setSubTask(QString("子任务 %1").arg(i + 1));
performSubTask(i);
mainTask.update((i + 1) * 33);
}
}
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5. 最佳实践
5.1 性能优化
- 批量更新：避免过于频繁的进度更新，建议更新间隔 > 50ms
- 合理粒度：根据任务耗时选择合适的总步数
- 异步处理：长时间操作应放在独立线程执行
5.2 用户体验
- 清晰描述：任务名称和子任务描述要明确
- 实时反馈：及时更新进度，避免用户认为程序无响应
- 完成提示：任务完成后给出明确的反馈信息
5.3 错误处理
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| void robustOperation() {
try {
ProgressTask task("关键操作", 100);
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
if (!processStep(i)) {
throw std::runtime_error("处理失败");
}
task.update(i + 1);
}
} catch (const std::exception& e) {
QMessageBox::critical(nullptr, "错误", e.what());
}
}
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6. 总结
Qt Progress System 提供了一个强大而灵活的进度管理解决方案。通过 RAII 机制和单例模式的结合，既保证了使用的简便性，又确保了系统的健壮性。无论是简单的数据处理还是复杂的异步操作，都能轻松应对。
主要优点
- 易于使用：RAII 自动管理生命周期
- 功能完备：支持多种显示模式和使用场景
- 线程安全：完善的多线程支持
- 可扩展性：清晰的架构便于功能扩展
这个系统已经在多个生产项目中得到验证，能够有效提升用户体验，是 Qt 应用程序中处理耗时操作的理想选择。