教案对齐官方方案书:重写为 5 天 C++/Qt 教学设计,补齐 6 个 Qt 技术缺口示例
- docs/teaching/OUTLINE.md、slides/day1-5.html、index.html:替换此前自定义的 4 天方案,严格对齐 docs/TRAINING_PLAN_2026.md「C++方向」Day1-5 课堂内容 (Day6-10 为纯项目实作,不在教案范围) - docs/teaching/examples/:官方方案书要求但仓库 p03/(wiki 抓取内容) 未覆盖的 QSS/Model-View/JSON/QThread/QPropertyAnimation/QStateMachine 六个技术点, 各补一个最小可运行示例 + README 教学文档,均已离屏验证跑通;手工维护, 不属于 gen_part3.py 生成产物 - 根 CMakeLists.txt:接入 docs/teaching/examples 构建(BUILD_QT_PART 分支内), 不改动生成器管理的 p01/p03 CMakeLists - 任务卡改为目标/验收标准/基础知识参考三段式模板,custom.css 配套新增样式 - docs/teaching/PRETEST.md:10 题 10 分钟 C++ 摸底测验,验证教案假定的受众 基础是否成立,并与 OUTLINE.md §0 的分层预案挂钩
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# QThread 多线程 —— 教学补充示例
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> 对应方案书「C++方向 Day4」:"QT 多线程编程(QThread、互斥锁与防止 UI 阻塞机制)"。
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> 仓库 `p03/` 的 wiki 抓取内容里没有多线程相关代码,本示例是手工补写的教学
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> 补充,**不属于** `tools/gen_part3.py` 的生成产物。
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## 概念
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Qt 官方推荐的多线程模式是 **worker-object + moveToThread**,而不是继承
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`QThread` 重写 `run()`(后者是早期教程常见但容易踩坑的写法:很容易在错误的
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线程里调用槽函数)。核心步骤:
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1. 把耗时逻辑写成一个普通 `QObject` 子类(`Worker`),逻辑放在一个槽函数里;
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2. 创建一个 `QThread` 对象,调用 `worker.moveToThread(&thread)`——这一步之后,
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`worker` 的槽函数会在 `thread` 里执行,而不是在创建它的线程里;
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3. 用信号槽驱动流程:`thread.started` 触发 `worker.process()`,
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`worker.resultReady` 触发主线程里的回调;
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4. 关键点:**跨线程的信号槽连接默认是"排队连接"(queued connection)**——
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Qt 会自动把回调调度回接收者所在的线程的事件循环里执行,不需要手动加锁
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就能安全地把子线程算出来的结果"带回"主线程。
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方案书提到的"互斥锁"用于多个线程**同时读写同一块内存**的场景;本示例里子
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线程和主线程之间只通过信号槽传递数据(没有共享变量),所以不需要
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`QMutex`——这本身也是一个教学点:**优先用信号槽传递数据,退而求其次才用锁**。
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## 代码走读
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见 [`qt_thread_worker.cpp`](qt_thread_worker.cpp):
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1. `Worker::process()` 模拟一次耗时计算(循环求和),完成后 `emit resultReady(sum)`;
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2. `worker.moveToThread(&workerThread)` 把 worker 挪到子线程;
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3. `workerThread.started` → `worker.process`:线程一启动就开始干活;
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4. `worker.resultReady` → 主线程 lambda:打印结果,并判断当前
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`QThread::currentThread()` 确实是主线程(证明排队连接真的把回调带回来了);
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5. 结果打印后调用 `workerThread.quit()` 结束子线程事件循环,
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`workerThread.finished` 再触发 `QCoreApplication::quit()` 结束整个程序。
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## 验证方式
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```bash
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tools/run_qt.sh qt_thread_worker
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```
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预期终端输出一行"子线程计算结果:...(当前在主线程打印)"。
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## 练习方向(供任务卡引用)
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- 把 `Worker::process()` 里的耗时计算换成读一个大文件/睡眠几秒,感受主线程
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没有被卡住(如果这是一个真实 GUI 程序,界面依然能响应鼠标点击);
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- 故意去掉 `moveToThread` 这一行,观察 `resultReady` 的回调是在哪个线程执行的
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(`QThread::currentThread()` 判断结果会反过来),理解 `moveToThread` 到底做了
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什么。
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## 参考
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- Qt 官方文档:*QThread*、*Threads and QObjects*(doc.qt.io,选读·需联网)
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// qt_thread_worker —— 教学补充示例(非 wiki 生成,手工维护)
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// 用途:方案书「C++方向 Day4」要求的 QThread 多线程编程(避免耗时任务阻塞主
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// 线程/界面),仓库 p03/ 原有 wiki 抓取内容未覆盖这一点,故补一个最小示例。
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// 说明:用 QCoreApplication 演示跨线程信号槽通信的核心模式(moveToThread +
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// 排队连接),不需要 GUI;真实项目里把“耗时计算”换成真实业务逻辑、
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// 把“打印结果”换成“更新界面控件”即可,模式不变。
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// 配套文档:docs/teaching/examples/qthread_worker/README.md
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#include <QCoreApplication>
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#include <QThread>
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#include <QObject>
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#include <QDebug>
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// Worker 不继承 QThread,而是被 moveToThread 挪到子线程执行——这是 Qt 官方推荐
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// 的写法(继承 QThread 重写 run() 是早期常见但容易踩坑的旧写法)。
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class Worker : public QObject {
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Q_OBJECT
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public slots:
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void process() {
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// 模拟耗时计算(真实场景:大文件解析、网络请求、复杂运算……)
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// 注意用 qint64:1 加到 1000000 的和是 500000500000,超过 int 上限会溢出。
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qint64 sum = 0;
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for (int i = 1; i <= 1000000; ++i) sum += i;
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emit resultReady(sum);
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}
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signals:
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void resultReady(qint64 result);
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};
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int main(int argc, char* argv[]) {
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QCoreApplication app(argc, argv);
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QThread workerThread;
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Worker worker;
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worker.moveToThread(&workerThread);
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// 子线程启动后立即开始工作
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QObject::connect(&workerThread, &QThread::started, &worker, &Worker::process);
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// 工作完成 → 排队连接自动把回调调度回主线程 → 打印结果 → 结束线程与事件循环
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QObject::connect(&worker, &Worker::resultReady, &app, [&](qint64 result) {
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qDebug() << "子线程计算结果:" << result
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<< "(当前在" << (QThread::currentThread() == &workerThread ? "子线程" : "主线程") << "打印)";
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workerThread.quit();
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});
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QObject::connect(&workerThread, &QThread::finished, &app, &QCoreApplication::quit);
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workerThread.start();
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return app.exec();
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}
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#include "qt_thread_worker.moc"
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