Qt 事件系統總結

来源:https://www.cnblogs.com/Critical-Thinking/archive/2023/06/12/17474464.html
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> 參考： > > - [(35條消息) Qt事件迴圈及QEventLoop的使用_kupeThinkPoem的博客-CSDN博客](https://blog.csdn.net/kupepoem/article/details/121844578) > - [(35條消息) Qt消息機制：事件分發和 ...


參考：

Qt 事件系統總結

Qt 事件

  • 在 Qt 中，事件（event）是一些對象，它們都派生自抽象類 QEvent

  • 事件是應用程式所關心的，程式內部發生的事或是外部行動的結果

  • 當一個事件發生，Qt 會創建一個事件對象，它是一個派生自抽象類 QEvent 的類的實例，用來代表發生的事件

  • 有時一個事件包含多個事件類型，比如滑鼠事件 QMouseEvent 又可以分為滑鼠按下、雙擊、滾輪滾動和移動等多種操作

  • 事件由誰接收：事件可以被任何派生自 QObject 的類型的實例接收和處理

    • QObject 類的三大核心功能其中之一就是：事件處理。QObject通過 event() 函數獲取和分發事件。

  • 事件由誰產生：

    • 由操作系統或應用程式內部產生
    • 使用 bool QEvent::spontaneous() const 判斷事件是否來自於應用程式外部，如果事件來自於外部返回 true，否則返回 false

Qt 事件迴圈

主事件迴圈

  • 每一個 Qt 程式，main 函數中一般都有唯一的 QCoreApplication/QGuiApplication/QApplication，併在末尾調用 exec()。這樣就開始 Qt 的事件迴圈
  • 事件迴圈的本質是無限迴圈，使用 exec() 開啟事件迴圈，如果事件迴圈不結束，exec() 後面的代碼永遠不會執行。
  • 在執行 exec() 函數之後，程式將進入事件迴圈來監聽應用程式的事件。事件多數情況下是被分發到一個隊列中（事件隊列），當隊列中有事件時就不停的將隊列中的事件發送給 QObject 對象，當隊列為空時就迴圈等待事件。
  • 當事件發生時，Qt 將創建一個事件對象。Qt 中所有事件類都繼承於 QEvent ，這也是事件不同於信號（信號與槽中的信號）的一點 —— 事件是類具有特定類型， 而信號是信號函數
  • QCoreApplication 中提供了一下處理事件的函數：
/// 給任何線程的任何對象發送任何事件都會調用該函數。可以重寫該函數來達到全局的事件處理與控制的功能。
[virtual] bool QCoreApplication::notify(QObject *receiver, QEvent *event)

/// 直接使用 notify() 將事件發送給事件的接收者，返回事件處理程式返回的值。事件被髮送後並不會被自動被銷毀，因此事件對象常常可以聲明在堆棧上作為自動變數。
[static] bool QCoreApplication::sendEvent(QObject *receiver, QEvent *event)
    
/// 添加事件到事件隊列然後立即返回。事件必須聲明在堆上。當控制返回到主事件迴圈時，所有存儲在事件隊列中的事件都將使用 notify 函數發送出去。
/// 事件按優先順序排隊，高優先順序的事件先入隊。事件優先順序是一個整機變數。
/// 函數是【線程安全】的
[static] void QCoreApplication::postEvent(QObject *receiver, QEvent *event, int priority = Qt::NormalEventPriority)
    
/// 立即分派在事件隊列中的所有事件接收對象為 receiver 事件類型為 event_type 的事件。
/// 如果 receiver = nullptr ，所有事件類型為 event_type 都會被立即發送給接收者
/// 如果 event_type = 0, 所有發送給 receiver 的事件都會被立即發送給它
[static] void QCoreApplication::sendPostedEvents(QObject *receiver = nullptr, int event_type = 0)
    
/// 告訴應用以指定的返回碼退出事件迴圈，exec() 將結束並返回該返回碼，任何非零返回碼意味著錯誤。
[static] void QCoreApplication::exit(int returnCode = 0)

/// 告訴應用正常退出事件迴圈。相當於 exit(0)。通常信號與該槽應該進行[隊列連接]，因為如果在主事件迴圈開始之前，信號發送導致的 quit() 回調是無效的(事件迴圈沒有開始，何談退出)
/// 使用隊列連接確保槽函數不會再事件迴圈開始前執行。
[static slot] void QCoreApplication::quit()

QEventLoop 類

/// 開啟事件迴圈 
int exec(QEventLoop::ProcessEventsFlags flags = AllEvents)
void exit(int returnCode = 0)
/// 如果事件迴圈是運行著的，返回 true，否則返回 false。事件迴圈在 exec() 和 exit() 之間被認為是運行的
bool isRunning() const
[slot] void QEventLoop::quit()

  • 事件迴圈是可以嵌套的，當在子事件迴圈中的時候，父事件迴圈中的事件實際上處於中斷狀態。這就相當於迴圈嵌套。

  • 當子事件迴圈結束，exec() 返回之後才可以執行父迴圈中的事件。當然，這不代表在執行子迴圈的時候，類似父迴圈中的界面響應會被中斷，因為往往子迴圈中也會有父迴圈的大部分事件，執行QMessageBox::exec()，QEventLoop::exec()的時候，雖然這些exec()打斷了main()中的QApplication::exec()，但是由於GUI界面的響應已經被包含到子迴圈中了，所以GUI界面依然能夠得到響應。

  • 如果某個子事件迴圈仍然有效，但其父迴圈被強制跳出，此時父迴圈不會立即執行跳出，而是等待子事件迴圈跳出後，父迴圈才會跳出。

事件的轉發與處理流程

Qt 程式需要在 main() 函數創建一個 QApplication 對象，然後調用它的 exec() 函數。這個函數就是開始 Qt 的事件迴圈。在執行 exec() 函數之後，程式將進入事件迴圈來監聽應用程式的事件。

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事件迴圈與事件隊列
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事件的轉發與處理流程

同步與非同步事件

  • 同步事件： 調用 QCoreApplication::sendEvent() ，會直接使用 QCoreApplication::notify 將事件發送給事件接收方，事件會立即被執行。
  • 非同步事件：調用 QCoreApplication::postEvent(), 會將事件加入到事件隊列，等待事件迴圈進行處理。

事件分發器

Qt 中每個事件類型都有一個枚舉類型 QEvent::Type 的數據成員，通過該枚舉類型，在程式中可以區分不同的事件類型，根據不同的事件類型進行不同的動作。如下即為 QObject::event 的源碼：

  • 事件分發器根據事件的不同，將事件發送給不同的事件處理器進行處理，因此可以通過重寫事件處理器函數，讓指定事件發生髮生時，執行我們想要的事件處理動作。
bool QObject::event(QEvent *e)
{
    switch (e->type()) {
    case QEvent::Timer:
        timerEvent((QTimerEvent *)e);
        break;

    case QEvent::ChildAdded:
    case QEvent::ChildPolished:
    case QEvent::ChildRemoved:
        childEvent((QChildEvent *)e);
        break;

    case QEvent::DeferredDelete:
        qDeleteInEventHandler(this);
        break;

    case QEvent::MetaCall:
        {
            QAbstractMetaCallEvent *mce = static_cast<QAbstractMetaCallEvent*>(e);

            if (!d_func()->connections.loadRelaxed()) {
                QBasicMutexLocker locker(signalSlotLock(this));
                d_func()->ensureConnectionData();
            }
            QObjectPrivate::Sender sender(this, const_cast<QObject*>(mce->sender()), mce->signalId());

            mce->placeMetaCall(this);
            break;
        }

    case QEvent::ThreadChange: {
        Q_D(QObject);
        QThreadData *threadData = d->threadData.loadRelaxed();
        QAbstractEventDispatcher *eventDispatcher = threadData->eventDispatcher.loadRelaxed();
        if (eventDispatcher) {
            QList<QAbstractEventDispatcher::TimerInfo> timers = eventDispatcher->registeredTimers(this);
            if (!timers.isEmpty()) {
                // do not to release our timer ids back to the pool (since the timer ids are moving to a new thread).
                eventDispatcher->unregisterTimers(this);
                QMetaObject::invokeMethod(this, "_q_reregisterTimers", Qt::QueuedConnection,
                                          Q_ARG(void*, (new QList<QAbstractEventDispatcher::TimerInfo>(timers))));
            }
        }
        break;
    }

    default:
        if (e->type() >= QEvent::User) {
            customEvent(e);
            break;
        }
        return false;
    }
    return true;
}
  • 如果希望在事件分發之前做一些操作，就可以重寫這個 event() 函數。
  • 如果傳入的事件已被識別並且處理，則需要返回 true，否則返回 false。如果返回值是 true，那麼 Qt 會認為這個事件已經處理完畢，不會再將這個事件發送給其它對象，而是會繼續處理事件隊列中的下一事件

❗❗❗在 event() 函數中，調用事件對象的 accept() 和 ignore() 函數是沒有作用的，不會影響到事件的傳播

事件過濾器

事件過濾器可以對其他組件接收到的事件進行監控

事件過濾器使用步驟如下：

  1. 創建一個事件過濾器

    • 任意的 QObject 對象都可以作為事件過濾器使用

    • 事件過濾器對象需要重寫 eventFilter() 函數

      • eventFilter() 中可以決定是否將事件傳遞給組件對象，事件處理程式也可以提前寫在事件過濾器中。
      • 不讓事件繼續轉發返回 true， 否則返回 false

  2. 被監控對象安裝事件過濾器

    • void QObject::installEventFilter(QObject *filterObj)

img

事件過濾器的調用時間是目標對象（也就是 eventFilter() 參數裡面的 watched 對象）接收到事件對象之前。如果事件被過濾掉（返回 true） 那麼組件對象就不會收到該事件。

❗❗❗ 事件過濾器和被安裝過濾器的組件必須在同一線程，否則，過濾器將不起作用。另外，如果在安裝過濾器之後，這兩個組件到了不同的線程，那麼，只有等到二者重新回到同一線程的時候過濾器才會有效

全局事件過濾器 在 QAppliaction::instance() 或 QCoreApplication::instance() 上安裝事件過濾器，那麼任何事件在通過 notify() 函數發送給其他對象之前都要先傳給事件過濾器。

Qt 事件處理的 5 個層次

  1. 重寫 paintEvent()、mousePressEvent() 等事件處理函數。最普通、最簡單的形式。
  2. 重寫 event() 函數。event() 是任何 Qt 對象的所有事件的入口，預設是根據事件類型的不同將事件分發給不同的事件處理函數
  3. 在特定對象上安裝事件過濾器，該事件過濾器僅過濾該對象接收到的事件
  4. 使用全局事件過濾器，在 QAppliaction::instance() 或 QCoreApplication::instance() 上安裝事件過濾器。事件過濾器可以安裝多個(多個事件過濾器會按安裝順序逆序激活)，相比重寫 notify() 更加靈活，全局過濾器有一個問題：只能用在主線程。
  5. 重寫 QCoreApplication::notify() 這是最強大的，和全局事件過濾器一樣提供完全控制，並且不受線程的限制。但是全局範圍內只能有一個被使用（因為QCoreApplication是單例的）。

事件（QEvent）與信號（SIGNAL）的區別

事件 信號
本質區別 事件是對象，都是派生自 QEvent 的類的實例 信號是QObject 或是其派生類的函數成員
與 QObject 的關係 事件由 QObject 及其派生類的實例對象接收併進行處理 信號由QObject 或是其派生類的實例對象發出（emit）
對程式影響 改寫事件處理函數可能導致程式行為發生改變 如果將信號與不同的槽函數連接，會導致不同的行為
  • 兩者的聯繫：
    • 事件的轉發和處理，信號與槽實現的對象間通訊，都依靠於 QObject，都依靠 Qt 的事件迴圈。
    • 一些信號，是在事件處理函數中發出的。

QPushButton 事件處理分析

示例代碼：

#ifndef MYAPPLICATION_H
#define MYAPPLICATION_H
#include <QApplication>

class MyApplication : QApplication
{
    Q_OBJECT
public:
    MyApplication(int &argc, char **argv);
    bool notify(QObject *receiver, QEvent *event) override;
    void installEventFilter(QObject *filter);
    int exec();
protected:
    bool event(QEvent *e) override;
};

#endif // MYAPPLICATION_H

#include "myapplication.h"
#include "qdebug.h"


MyApplication::MyApplication(int &argc, char **argv)
    : QApplication{argc, argv}
{

}

bool MyApplication::notify(QObject *receiver, QEvent *event)
{
    if(event->type() == QEvent::MouseButtonPress){
        qDebug() << "MyApplication::notify()：發佈滑鼠按下事件給類型為 " << receiver->metaObject()->className()
                 << " 的對象；";
    }
    return QApplication::notify(receiver, event);
}

void MyApplication::installEventFilter(QObject *filter)
{
    QApplication* a = static_cast<QApplication*>(this);
    a->installEventFilter(filter);
}

int MyApplication::exec()
{
    return QApplication::exec();
}

bool MyApplication::event(QEvent *e)
{
    if(e->type() == QEvent::MouseButtonPress){
        qDebug() << "MyApplication::event(): 分發滑鼠按下事件";
    }
    return QApplication::event(e);
}

#ifndef MYBUTTON_H
#define MYBUTTON_H

#include <QPushButton>

class MyButton : public QPushButton
{
    Q_OBJECT
public:
    MyButton(QWidget* parent = nullptr);
    MyButton(QString const& text, QWidget* parent = nullptr);
protected:
    void mousePressEvent(QMouseEvent *e) override;
    bool event(QEvent* e) override;
};

#endif // MYBUTTON_H

#include "mybutton.h"
#include <QDebug>
#include <QEvent>
#include <QMouseEvent>

MyButton::MyButton(QWidget* parent)
    : QPushButton{parent}
{

}

MyButton::MyButton(const QString &text, QWidget *parent)
    : QPushButton{text, parent}
{

}

void MyButton::mousePressEvent(QMouseEvent *e)
{
    qDebug() << "MyButton::mousePressEvent() 按鈕按下事件被處理";

    QPushButton::mousePressEvent(e);// 預設的事件處理函數中，會發出信號: emit pressed()

    qDebug() << "槽函數回調返回後，執行發送信號（emit）後面的代碼";
}

bool MyButton::event(QEvent *e)
{
    if(e->type() == QEvent::MouseButtonPress){
        qDebug() << "MyButton::event(): 按鈕點擊事件被分發";
    }
    return QPushButton::event(e);
}


#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include "mybutton.h"

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

protected:
    bool event(QEvent *e) override;
    bool eventFilter(QObject* watched, QEvent *event) override;
private:
    MyButton *button;
private slots:
    void buttonPressedSlot();
};
#endif // WIDGET_H

#include "widget.h"
#include <QEvent>
#include <QMouseEvent>
#include <QDebug>
#include <QPushButton>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{
    button = new MyButton(">>> 按鈕 <<<",this);
    button->installEventFilter(this);
    connect(button, &MyButton::pressed, this, &Widget::buttonPressedSlot);
}

Widget::~Widget()
{
}

bool Widget::event(QEvent *e)
{
    if(e->type() == QEvent::MouseButtonPress){
        qDebug() << "Widget::event(): 按鈕按下事件被分發";
    }
    return QWidget::event(e);
}

bool Widget::eventFilter(QObject* watched, QEvent *event)
{
    if(watched == this->button && event->type() == QEvent::MouseButtonPress){
        qDebug() << "在滑鼠按下事件發送給 button 之前，事件過濾器 Widget::eventFilter() 先對事件進行處理";
    }
    return QWidget::eventFilter(watched, event);
}

void Widget::buttonPressedSlot(){
    qDebug() << "Widget::buttonPressedSlot(): 按下按鈕的槽函數被調用";
}

#include "widget.h"
#include "myapplication.h"
#include <QDebug>
#include <memory.h>

class GlobalFilter : public QObject
{
public:
    GlobalFilter(QObject *parent = nullptr) : QObject{parent}{}
protected:
    bool eventFilter(QObject* watched, QEvent *event) override{
        if(event->type() == QEvent::MouseButtonPress){
            qDebug() << "在滑鼠按下事件發送給類型為 " << watched->metaObject()->className()
                     << " 的對象之前，全局事件過濾器 GlobalFilter::eventFilter() 先對事件進行處理；";
        }
        return QObject::eventFilter(watched, event);
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    MyApplication a(argc, argv);
    std::unique_ptr<GlobalFilter> uptr_filter(new GlobalFilter);
    a.installEventFilter(uptr_filter.get());
    Widget w;
    w.show();
    return a.exec();
}
image-20230609162238213

輸出：

# 點擊按鈕輸出如下信息：
MyApplication::notify()：發佈滑鼠按下事件給類型為  QWidgetWindow  的對象；
在滑鼠按下事件發送給類型為  QWidgetWindow  的對象之前，全局事件過濾器 GlobalFilter::eventFilter() 先對事件進行處理；
MyApplication::notify()：發佈滑鼠按下事件給類型為  MyButton  的對象；
在滑鼠按下事件發送給類型為  MyButton  的對象之前，全局事件過濾器 GlobalFilter::eventFilter() 先對事件進行處理；
在滑鼠按下事件發送給 button 之前，事件過濾器 Widget::eventFilter() 先對事件進行處理
MyButton::event(): 按鈕點擊事件被分發
MyButton::mousePressEvent() 按鈕按下事件被處理
Widget::buttonPressedSlot(): 按下按鈕的槽函數被調用
槽函數回調返回後，執行發送信號（emit）後面的代碼

示例：查看圖片的簡單應用

功能如下：

  • 選擇和打開圖片：點擊按鈕，選擇打開一個圖片
  • 縮放圖片：通過滑鼠滾輪能夠縮放圖片，縮放中心為圖片繪製視窗的幾何中心
    • 相關事件：wheelEvent()，QEvent::Resize，QEvent::Paint
  • 拖動圖片：通過滑鼠左鍵按住來拖動圖片
    • 相關事件：mousePressEvent()，mouseMoveEvent()，QEvent::Paint
image-20230612105958478 
#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();
protected:
    /// 重寫事件過濾器，在事件過濾器中來處理子視窗的繪圖事件
    /// 預設的事件過濾器默會把把父視窗下子控制項的繪圖事件過濾掉，因此重新父視窗的 paintEvent 是無法在子控制項上繪圖的。
    /// 因此，直接在事件過濾器中處理繪圖事件
    bool eventFilter(QObject *watched, QEvent *event) override;
    void mousePressEvent(QMouseEvent *event) override;
    void mouseMoveEvent(QMouseEvent *event) override;
    void wheelEvent(QWheelEvent *event) override;

private:
    /// 設置圖片的縮放中心
    /// 輸入縮放中心在圖窗中的坐標，來求更新 zoomCenter 和 zoomCenterPic
    void setZoomCenter(const QPointF& zoomCenter);
    /// 因為圖片縮放預設以圖片坐標系原點(圖片左上角頂點)為縮放中心
    /// 為了以 zoomCenter 為縮放中心，需要修改圖片的繪製位置，
    /// 通過縮放 + 移動使得圖片相當於以指定的縮放中心縮放
    void correctImagPosition();
    Ui::Widget *ui;
    QPixmap pixmap;
    double scaleFactor;     ///< 縮放因數
    QPointF zoomCenter;     ///< 圖片縮放中心在圖窗坐標系下的坐標
    QPointF zoomCenterPic;  ///< 當縮放因數為 1 時，縮放中心相對於圖片坐標系的坐標
    QPointF posit;          ///< 圖片繪製位置(為圖片左上角頂點在圖窗中的坐標)
    bool isImgError;        ///< 讀取圖片是否錯誤的標誌
    QPoint lastDragPos;     ///< 暫存滑鼠最新的拖動位置


private slots:
    void openImg();
};
#endif // WIDGET_H

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QFileDialog>
#include <QPainter>
#include <QMouseEvent>
#include <cmath>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
    , scaleFactor(1)
    , isImgError(false)
{
    ui->setupUi(this);
    ui->widget->installEventFilter(this);// 為圖片顯示視窗安裝事件過濾器
    connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, &Widget::openImg);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

bool Widget::eventFilter(QObject *watched, QEvent *event)
{
    if(watched == ui->widget && event->type() == QEvent::Paint){
        // 處理子視窗 ui->widget 的 Paint 事件
        QPainter painter(ui->widget);
        if(pixmap.isNull()){
            painter.fillRect(rect(), Qt::black);
            painter.setPen(Qt::white);
            if(isImgError){
                painter.drawText(rect(), Qt::AlignCenter, tr("無法打開圖片"));
                return true;
            }else{
                painter.drawText(rect(), Qt::AlignCenter, tr("請選擇圖片"));
                return true;
            }
        }
        // 縮放圖片
        QPixmap img = pixmap.scaled(pixmap.width() / scaleFactor, pixmap.height() / scaleFactor, Qt::KeepAspectRatio/*, Qt::SmoothTransformation*/);
        correctImagPosition();// 修正圖片位置
        painter.drawPixmap(posit, img);// 繪製圖片
    }else if(watched == ui->widget && event->type() == QEvent::Resize){
        // 處理子視窗 ui->widget 的 Resize 事件
        QResizeEvent* re = static_cast<QResizeEvent*>(event);
        setZoomCenter(QPointF(re->size().width() / 2.0, re->size().height() / 2.0));// 更新縮放中心位置
        return false;
    }else{

        return QWidget::eventFilter(watched,event);//其它事件交給父類事件過濾器處理
    }
}

void Widget::mousePressEvent(QMouseEvent *event)
{
    if(event->button() == Qt::LeftButton)
        lastDragPos = event->pos();// 暫存滑鼠按下時的位置
}

void Widget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event)
{
    if (event->buttons() & Qt::LeftButton) {
        QPoint delta = event->pos() - lastDragPos;// 計算滑鼠拖拽時的相對位置變化
        posit.rx() += delta.x();
        posit.ry() += delta.y();
        // 因為 posit 改變，縮放中心相對於圖片坐標系的位置也發生了改變
        zoomCenterPic -= delta * scaleFactor;//或：setZoomCenter(QPointF(this->width() / 2.0, this->height() / 2.0));
        lastDragPos = event->pos();
        update();
    }
}

void Widget::wheelEvent(QWheelEvent *event)
{
    // 滾輪朝前推為正，朝後推為負
    // 滑鼠滾輪每滾動 1°，angleDelta() 值加或減 8
    const int numDegrees = event->angleDelta().y() / 8;
    // 實際中，滾輪每滾動一格，角度變化為 15°
    const double numSteps = numDegrees / double(15);
    // 根據滾輪的移動格數修改縮放因數
    double tmp = scaleFactor * pow(0.8, numSteps);
    
    // 限制縮放因數的範圍
    if(tmp < 0.1)
        scaleFactor = pow(0.8, 10);
    else if(tmp > 10)
        scaleFactor = pow(0.8, -10);
    else
        scaleFactor = tmp;
    
    update();
}

void Widget::setZoomCenter(const QPointF& zoomCenter)
{
    this->zoomCenter = zoomCenter;
    this->zoomCenterPic = (zoomCenter - posit) * scaleFactor;
}

void Widget::correctImagPosition()
{
    // 縮放時修正圖片繪製位置
    posit = zoomCenter - zoomCenterPic / scaleFactor;
}

void Widget::openImg()
{
    QString fileName = QFileDialog::getOpenFileName(this, tr("選擇圖片"),
                                                    QDir::homePath(),
                                                    tr("Images (*.png *.xpm *.jpg)"));
    if(!pixmap.load(fileName)){
        isImgError = true;
    }else{
        isImgError = false;
        // 每次打開圖片，設置初始縮放因數為 1
        scaleFactor = 1;
        // 設置圖片初始在圖窗中心顯示
        posit.rx() = (this->width() - pixmap.width()) / 2.0;
        posit.ry() = (this->height() - pixmap.height()) / 2.0;
        // 設置圖窗中心為縮放中心
        setZoomCenter(QPointF(this->width() / 2.0, this->height() / 2.0));
    }
    update();// 更新視窗顯示
}
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