C++ GUI 选型记

若干年前，我入门了 C++，写了一个控制台贪吃蛇，觉得自己逐渐理解一切……

“我想创建 GUI！” 于是漫长的选型过程开始了。

概念

还是有必要阐释一下这几个概念：

• GUI：图形用户界面，其实是很宽泛的概念，图形化的程序界面都算。
• UI：用户界面，我觉得更强调 “和用户交互”，比如一个按钮、一个输入框等。
• 绘图库：只提供绘制（或者图形渲染服务），你可以用它画一个三角形、矩形，可以显示图片，但是做 UI 有点难。
• UI 库：提供 UI 功能，一方面是不需要自己画按钮，另一方面是提供事件处理等服务。

EasyX

我第一个用的是 EasyX，当时用它写了蛮多程序的。

主页：EasyX Graphics Library for C++

文档：EasyX 文档 - 基本说明

EasyX 是一个绘图库，这意味着它是没有 UI 功能的。但是 EasyX 非常简单！如果你是刚学会 printf() 或者 cout << 的初学者，你一定会觉得上手 EasyX 很轻松。就看这个例子吧：

// 自 https://www.luogu.com.cn/article/9eazh2lm，略有修改
#include <easyx.h>
int main() {
    initgraph(480,600); // 初始化窗口
    setlinecolor(WHITE);
    setfillcolor(RED);
    fillrectangle(150, 60, 200, 85); // 画一个矩形
    Sleep(5000);
    closegraph(); // 关闭窗口
    return 0;
}

我曾用 EasyX 写过蛮多程序的，如今仅仅是注视着这些程序的名字，就令我十分怀念：

贝塞尔曲线、单摆、单摆2、物理-粒子撞圆柱阵、五子棋、樱花树

单摆.exe

当时我甚至用 EasyX 写了一个小小的、简陋的 UT 同人小游戏，可惜现在找不到了。

EasyX 默认是没有抗锯齿的，需要自己实现。

EasyX 带来了无尽的绘图的乐趣。但是没有 UI 功能，和用户的交互很有限。

Windows API

事实上直接使用 Windows API 做 GUI 是很折磨且不明智的。

当时我看的教程：【SDK开发】《Windows程序设计》

你可能注意到了，那个视频讲的是 “Windows SDK”。两者的区别比较微妙，我这里想强调我直接使用那些 API 接口来编程，所以写的是 Windows API。

确实，你可以用 Windows API 来创建窗口、控件。虽然自己写一遍窗口过程挺折磨的（实际上原本开发 GUI 不需要管这么多底层过程的）。这里放一段创建控件的代码，我们鉴赏一下：

// 创建轨道条
hTrackbar[0] = CreateWindow(TRACKBAR_CLASS,
    L"",
    WS_CHILD | WS_VISIBLE | TBS_NOTICKS,
    0, 0, 0, 0,
    hWnd, (HMENU)4,
    NULL, NULL);
// 设置
SendMessage(hTrackbar[0], TBM_SETRANGEMIN, true, 0.5 * 2); // 设置最小值
SendMessage(hTrackbar[0], TBM_SETRANGEMAX, true, 150 * 2); // 设置最大值
SendMessage(hTrackbar[0], TBM_SETPOS, true, 1 * 2); // 设置默认值

可以看到，我为了设置这个轨道条的属性，还要手动发送消息，现在看来真是十分繁琐。可就是这么繁琐的实现方法，我也用了一段时间，写了几个程序。

比如这个：自制程序-八种排序的可视化（上面的代码片段就摘自这个程序）

GDI (和 GDI+)

Windows API 提供的绘图功能实际上叫做 GDI（Graphics Device Interface，图形设备接口）。

GDI 是 “历史悠久” 的图形组件，事实上已经过时了。GDI 也没有抗锯齿。而且其十分低级，比如需要自己实现 “双缓冲机制”。

Direct2D

Direct2D 是一个绘图库，没有 UI 功能。但如果你使用 Visual C++，可以把它和 Windows API 搭配使用。Direct2D 的绘图更加强大，抗锯齿什么的自然不在话下。（当然比 GDI 强）

当时我看的教程：Direct2D Tutorial（是的这个是英文的，当时我居然看得下去）

直接用 Direct2D 的 API 还绘图显然也不太方便。当时我跟着那个教程搭建了一个自己的包装，像是这样：

class Graphics
{
private:
	ID2D1Factory* pFactory;				// Direct2D的接口
	IDWriteFactory* pWriteFactory;		// DirectWrite的接口
	ID2D1RenderTarget* pRenderTarget;	// 渲染目标
    // ...
public:
    void draw_line(float x1, float y1, float x2, float y2, Brush_t* brush, float lineWidth = 1);

    // 绘制矩形
    void draw_rectangle(float left, float top, float right, float bottom, Brush_t* brush, float lineWidth = 1);
    void fill_rectangle(float left, float top, float right, float bottom, Brush_t* brush);

    // 绘制圆角矩形
    void draw_r_rectangle(float left, float top, float right, float bottom, float r, Brush_t* brush, float lineWidth = 1);
    void fill_r_rectangle(float left, float top, float right, float bottom, float r, Brush_t* brush);

    // 绘制椭圆
    void draw_ellipse(float x, float y, float width, float height, Brush_t* brush, float lineWidth = 1);
    void fill_ellipse(float x, float y, float width, float height, Brush_t* brush);

    // 绘制正圆
    void draw_circle(float x, float y, float r, Brush_t* brush, float lineWidth = 1);
    void fill_circle(float x, float y, float r, Brush_t* brush);
    
    // ...
}

实际上，当时我基本上是按照 EasyX 的方式来封装这些接口。基于我自己封装的接口，我也写了几个程序：

三体问题渐进解、手写数字识别（搭配 TensorFlow）、探索复平面

探索复平面（导出图片）

我记得我还尝试过用 Direct2D 重写我的 “五子棋” 程序，不过好像没有做完。

OpenGL（GLFW）

我尝试过学习这个，想学的原因是跨平台。可是没学会，也许是因为太复杂了吧。

OpenGL 也是绘图库，仍然没有 UI 功能。

MFC

当时在学 Windows API 的时候就注意到 MFC 了。我没有用 MFC 构建过什么程序，基本上。

事实上，MFC 是蛮旧的框架了，并不适合开发新的软件。

Qt

大名鼎鼎的 Qt，我光是安装就费了半天，因为 SDK 很大。Qt 有自己的 Qt Creator，但是我当时用不惯。于是我开始用 Visual Studio 写代码，用 Qt Creator 构建，勉强还行。我觉得 Qt 做出来的 UI 并不好看。事实上可以用 QSS 来自定义控件样式。当时我上网找了模板，也尝试自己搓，但是始终不满意。最终，我没有深入去学 Qt。

似乎现在有 QML 这样高级的东西了？我没有深入研究过，读者可以研究一下。

尾声...

好难找到合适的技术。我还尝试了：

• wxWidgets
• ImGui
• FLTK
• 别的什么…

…但总不是很满意。后来我认定了，用 C++ 开发 GUI 注定是痛苦的。

后来我又探索了 Dart（写了代码）、C#（写了代码）、Java（没写代码）的 GUI，后来选定了 C# + WPF 的方案。目前来说，这仍是我采用的技术栈。