C++ Qt開發：StandardItemModel數據模型組件

Qt 是一個跨平臺C++圖形界面開發庫，利用Qt可以快速開發跨平臺窗體應用程式，在Qt中我們可以通過拖拽的方式將不同組件放到指定的位置，實現圖形化開發極大的方便了開發效率，本章將重點介紹StandardItemModel數據模型組件的常用方法及靈活運用。

QStandardItemModel 是 Qt 中用於存儲標準項數據的模型類之一，它繼承自 QAbstractItemModel 類。這個模型提供了一種靈活的方式來組織和管理數據，適用於各種視圖類（比如 QTreeView、QListView、QTableView 等）。該組件是標準的以項數據為單位的基於M/V模型的一種標準數據管理方式。

Model/View 是Qt中的一種數據編排結構，其中Model代表模型而View則代表視圖，視圖是顯示和編輯數據的界面組件，而模型則是視圖與原始數據之間的介面，通常該類結構都是用在資料庫中較多，例如模型結構負責讀取或寫入資料庫，視圖結構則負責展示數據，其條理清晰，編寫代碼便於維護。Model/View架構是Qt中數據與界面分離的核心設計模式，為開發者提供了一種清晰而靈活的方式來管理和展示數據。

數據模型組件通常會配合TableView等相關組件一起使用，首先繪製UI界面，界面中包含頂部ToolBar組件，底部是一個TableView視圖表格，最下方是一個PlainTextEdit文本框，如下圖所示；

如上圖所示ToolBar組件中我們綁定了一些快捷鍵及ICO圖標，這些信息通過圖形化的方式進行了關聯；

1.1 初始化表格

為了能充分展示QStandardItemModel模型組件的使用，我們首先簡單的的介紹一下該組件的常用方法與描述，下麵是 QStandardItemModel 類的一些常用方法，說明和概述：

以上是 QStandardItemModel 類的一些常用方法，通過這些方法，可以對模型進行增刪改查等操作，並與視圖進行交互。

首先筆者先來演示一下如何將tableView組件與QStandardItemModel組件進行綁定操作，其實綁定很簡單隻需要調用ui->tableView->setModel即可將tableView組件與model數據集進行綁定，當綁定後，模型中的數據發生變化則會自動刷新到View組件中，我們就無需關心界面中的組件如何顯示了，這個現實過程交給Model映射吧。

如下所示的代碼片段是一個使用 QStandardItemModel 的例子，演示瞭如何創建一個帶有表頭和初始數據的 QTableView。

以下是代碼片段的一些說明：

1. 創建 QStandardItemModel 對象，並設置列數為 3。
2. 為表頭設置標簽，分別是 "賬號"、"用戶"、"年齡"。
3. 將模型設置為 QTableView。
4. 設置表頭預設對齊方式為左對齊。
5. 設置列寬，第一列寬度為 101，第二列寬度為 102。
6. 迴圈添加數據到模型中，包括 "20210506"、"lyshark" 和 "24"。

這樣，就創建了一個包含表頭和數據的 QTableView，並將其顯示在 MainWindow 中。

// 預設構造函數
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    QStandardItemModel *model = new QStandardItemModel();

    // 初始化tableView表頭
    model->setColumnCount(3);
    model->setHeaderData(0,Qt::Horizontal,QString("賬號"));
    model->setHeaderData(1,Qt::Horizontal,QString("用戶"));
    model->setHeaderData(2,Qt::Horizontal,QString("年齡"));

    ui->tableView->setModel(model);
    ui->tableView->horizontalHeader()->setDefaultAlignment(Qt::AlignLeft);  // 表頭居左顯示

    // 設置列寬
    ui->tableView->setColumnWidth(0,101);
    ui->tableView->setColumnWidth(1,102);
    
    // 迴圈初始化設置模型
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        model->setItem(i,0,new QStandardItem("20210506"));

        // 設置字元顏色
        model->item(i,0)->setForeground(QBrush(QColor(255, 0, 0)));
        // 設置字元位置
        model->item(i,0)->setTextAlignment(Qt::AlignCenter);
        model->setItem(i,1,new QStandardItem(QString("lyshark")));
        model->setItem(i,2,new QStandardItem(QString("24")));
    }
}

運行後讀者可觀察TableView表格中的變化情況，如下圖所示；

接著，我們來看下如何對本項目中UI表格進行初始化，在MainWindow構造函數中，我們首先創建一個QStandardItemModel用於存儲表格數據，以及一個QItemSelectionModel用於處理表格中的選擇操作，並將它們關聯到TableView組件上。在視窗初始化時，除了打開文件的操作外，禁用了其他所有Action選項。創建狀態欄組件，包括顯示當前文件、當前單元格位置和單元格內容的QLabel組件。

// 預設構造函數
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    // 初始化部分
    model = new QStandardItemModel(3,FixedColumnCount,this);  // 數據模型初始化
    selection = new QItemSelectionModel(model);               // Item選擇模型

    // 為TableView設置數據模型
    ui->tableView->setModel(model);               // 設置數據模型
    ui->tableView->setSelectionModel(selection);  // 設置選擇模型

    // 預設禁用所有Action選項,只保留打開
    ui->actionSave->setEnabled(false);
    ui->actionView->setEnabled(false);
    ui->actionAppend->setEnabled(false);
    ui->actionDelete->setEnabled(false);
    ui->actionInsert->setEnabled(false);

    // 創建狀態欄組件,主要來顯示單元格位置
    LabCurFile = new QLabel("當前文件：",this);
    LabCurFile->setMinimumWidth(200);

    LabCellPos = new QLabel("當前單元格：",this);
    LabCellPos->setMinimumWidth(180);
    LabCellPos->setAlignment(Qt::AlignHCenter);

    LabCellText = new QLabel("單元格內容：",this);
    LabCellText->setMinimumWidth(150);

    ui->statusbar->addWidget(LabCurFile);
    ui->statusbar->addWidget(LabCellPos);
    ui->statusbar->addWidget(LabCellText);

    // 選擇當前單元格變化時的信號與槽
    connect(selection,SIGNAL(currentChanged(QModelIndex,QModelIndex)),this,SLOT(on_currentChanged(QModelIndex,QModelIndex)));
}

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

如上代碼中，我們還將選擇模型的currentChanged信號連接到了槽函數on_currentChanged上面，這個槽函數主要用於實現，當選擇單元格變化時則響應，並將當前單元格變化刷新到底部的StatusBar組件上，代碼如下所示；

// 【選中單元格時響應】：選擇單元格變化時的響應,通過在構造函數中綁定信號和槽函數實現觸發
void MainWindow::on_currentChanged(const QModelIndex &current, const QModelIndex &previous)
{
   Q_UNUSED(previous);

    if (current.isValid())                                        // 當前模型索引有效
    {
        LabCellPos->setText(QString::asprintf("當前單元格：%d行，%d列",current.row(),current.column())); // 顯示模型索引的行和列號
        QStandardItem   *aItem;
        aItem=model->itemFromIndex(current);                      // 從模型索引獲得Item
        this->LabCellText->setText("單元格內容："+aItem->text());   // 顯示item的文字內容
    }
}

讀者可自行運行這段程式，當運行後首先會初始化表格的長度及寬度，且頁面中禁用了其他按鈕，只能選擇打開文件選項，如下圖所示；

1.2 打開文件

當讀者點擊打開文件時，首先會觸發on_actionOpen_triggered槽函數，在該函數內，通過QCoreApplication::applicationDirPath()獲取應用程式的路徑，並通過QFileDialog::getOpenFileName()文件對話框讓用戶選擇一個數據文件（*.txt）。如果用戶選擇了文件，就以只讀文本方式打開該文件，讀取文件內容到一個字元串列表 fFileContent 中，並顯示到 plainTextEdit 文本框中。

當讀取結束後，直接關閉文件，並調用 iniModelFromStringList 函數，該函數根據字元串列表的內容初始化數據模型。隨即啟用工具欄中的其他Action選項，包括保存、查看、追加、刪除和插入。併在狀態欄顯示當前打開的文件路徑。

該函數實現了打開文件後的一系列操作，包括讀取文件內容、更新UI顯示和初始化數據模型。

// 【打開文件】：當工具欄中打開文件被點擊後則觸發
void MainWindow::on_actionOpen_triggered()
{
    QString curPath=QCoreApplication::applicationDirPath(); // 獲取應用程式的路徑
    // 調用打開文件對話框打開一個文件
    QString aFileName=QFileDialog::getOpenFileName(this,"打開一個文件",curPath,"數據文件(*.txt);;所有文件(*.*)");
    if (aFileName.isEmpty())
    {
        return; // 如果未選擇文件則退出
    }

    QStringList fFileContent;                              // 文件內容字元串列表
    QFile aFile(aFileName);                                // 以文件方式讀出
    if (aFile.open(QIODevice::ReadOnly | QIODevice::Text)) // 以只讀文本方式打開文件
    {
        QTextStream aStream(&aFile);       // 用文本流讀取文件
        ui->plainTextEdit->clear();        // 清空列表
        // 迴圈讀取只要不為空
        while (!aStream.atEnd())
        {
            QString str=aStream.readLine();          // 讀取文件的一行
            ui->plainTextEdit->appendPlainText(str); // 添加到文本框顯示
            fFileContent.append(str);                // 添加到StringList
        }
        aFile.close();                               // 關閉文件

        iniModelFromStringList(fFileContent);        // 從StringList的內容初始化數據模型
    }

    // 打開文件完成後,就可以將Action全部開啟了
    ui->actionSave->setEnabled(true);
    ui->actionView->setEnabled(true);
    ui->actionAppend->setEnabled(true);
    ui->actionDelete->setEnabled(true);
    ui->actionInsert->setEnabled(true);

    // 打開文件成功後,設置狀態欄當前文件列
    this->LabCurFile->setText("當前文件："+aFileName);//狀態欄顯示
}

在上述槽函數中並沒有分析iniModelFromStringList(fFileContent)函數的具體實現細節，該函數用於從傳入的字元串列表 aFileContent 中獲取數據，並將數據初始化到 TableView 模型中。

具體步驟如下：

• 獲取文本行數 rowCnt，第一行是標題。
• 設置模型的行數為實際數據行數 rowCnt-1，因為第一行是標題。
• 獲取表頭 header，並將其分割成一個字元串列表 headerList，作為模型的水平表頭標簽。
• 迴圈處理每一行數據，分割每行的文本為一個字元串列表 tmpList。
• 對於每一行，迴圈處理每一列（不包括最後一列），為模型的某個行列位置設置 QStandardItem。
• 對於每行的最後一列，該列是可檢查的，需要創建 QStandardItem，並設置為可檢查狀態。根據數據判斷是否選中，並設置相應的檢查狀態。
• 將 QStandardItem 設置到模型的相應行列位置。

這個函數主要完成了從字元串列表中獲取數據並初始化到 TableView 模型的過程，包括表頭的設置、數據的提取和狀態的處理。

// 【初始化填充TableView】：從傳入的StringList中獲取數據,並將數據初始化到TableView模型中
void MainWindow::iniModelFromStringList(QStringList& aFileContent)
{
    int rowCnt=aFileContent.count();     // 文本行數,第1行是標題
    model->setRowCount(rowCnt-1);        // 實際數據行數,要在標題上減去1

    // 設置表頭
    QString header=aFileContent.at(0);                // 第1行是表頭

    // 一個或多個空格、TAB等分隔符隔開的字元串、分解為一個StringList
    QStringList headerList=header.split(QRegExp("\\s+"),QString::SkipEmptyParts);
    model->setHorizontalHeaderLabels(headerList);    // 設置表頭文字

    // 設置表格中的數據
    int x = 0,y = 0;
    QStandardItem *Item;

    // 有多少列數據就迴圈多少次
    for(x=1; x < rowCnt; x++)
    {
        QString LineText = aFileContent.at(x);    // 獲取數據區的一行
        // 一個或多個空格、TAB等分隔符隔開的字元串、分解為一個StringList
        QStringList tmpList=LineText.split(QRegExp("\\s+"),QString::SkipEmptyParts);

        // 迴圈列數,也就是迴圈FixedColumnCount,其中tmpList中的內容也是.
        for(y=0; y < FixedColumnCount-1; y++)
        {
            Item = new QStandardItem(tmpList.at(y)); // 創建item
            model->setItem(x-1,y,Item);              // 為模型的某個行列位置設置Item
        }

        // 最後一個數據需要取出來判斷,並單獨設置狀態
        Item=new QStandardItem(headerList.at(y));   // 最後一列是Checkable,需要設置
        Item->setCheckable(true);                   // 設置為Checkable

        // 判斷最後一個數值是否為0
        if (tmpList.at(y) == "0")
            Item->setCheckState(Qt::Unchecked);     // 根據數據設置check狀態
        else
            Item->setCheckState(Qt::Checked);

        model->setItem(x-1,y,Item);                 // 為模型的某個行列位置設置Item
    }
}

讀者可自行運行程式，當程式運行後預設只能點擊打開按鈕，點擊打開按鈕後可以選擇項目中的data.txt文本文件，此時就可以將文本中的內容映射到組件中，其輸出效果如下圖所示；

1.3 保存文件

接著我們來看下保存文件與預覽TableView視圖的實現方法，其實保存文件與預覽是一個功能，唯一的區別是保存文件刷新到文件中，而預覽則是刷新到了PlainTextEdit文本框內，但其兩個本質上是一個功能，此處筆者就以保存文件為例來說明如何實現的。

首先，在代碼中同樣是獲取應用程式路徑，同樣是打開文件唯一不同的是這裡使用了getSaveFileName也標志著是打開一個保存對話框，這裡還使用了QFile::Open函數，並設置了QIODevice::ReadWrite寫入模式，接著定義了QTextStream文本流，第一次迴圈將表頭先追加到流中，最後model->rowCount()迴圈表格元素次數，並依次追加文本流到文件。

步驟總結起來如下：

• 獲取當前應用程式的路徑。
• 彈出保存文件對話框，讓用戶選擇保存文件的路徑和文件名。
• 如果用戶未選擇文件，則直接退出。
• 使用 QFile 打開文件，以讀寫、覆蓋原有內容的方式打開文件。
• 使用 QTextStream 以文本流的方式讀取文件。
• 獲取表頭文字，以製表符 \t\t 分隔，寫入文件。
• 獲取數據區文字，對於每一行的每一列，以製表符 \t\t 分隔，寫入文件。最後一列根據選中狀態寫入 1 或 0。
• 將表頭文字和數據區文字分別追加到 plainTextEdit 文本框中。

這個函數主要完成了將 TableView 模型中的數據保存到文件的過程，包括文件的選擇、打開和寫入。

// 【保存文件】：當保存文件被點擊後觸發
void MainWindow::on_actionSave_triggered()
{
    QString curPath=QCoreApplication::applicationDirPath(); // 獲取應用程式的路徑

    // 調用打開文件對話框選擇一個文件
    QString aFileName=QFileDialog::getSaveFileName(this,tr("選擇一個文件"),curPath,"數據文件(*.txt);;所有文件(*.*)");

    if (aFileName.isEmpty()) // 未選擇文件則直接退出
    {
        return;
    }

    QFile aFile(aFileName);

    // 以讀寫、覆蓋原有內容方式打開文件
    if (!(aFile.open(QIODevice::ReadWrite | QIODevice::Text | QIODevice::Truncate)))
        return;

    QTextStream aStream(&aFile);    // 用文本流讀取文件
    QStandardItem *Item;
    QString str;
    int x = 0,y = 0;

    ui->plainTextEdit->clear();

    // 獲取表頭文字
    for (x=0; x<model->columnCount(); x++)
    {
        Item=model->horizontalHeaderItem(x);     // 獲取表頭的項數據
        str= str + Item->text() + "\t\t";        // 以TAB製表符隔開
    }
    aStream << str << "\n";                      // 文件里需要加入換行符\n
    ui->plainTextEdit->appendPlainText(str);

    // 獲取數據區文字
    for ( x=0; x < model->rowCount(); x++)
    {
        str = "";
        for( y=0; y < model->columnCount()-1; y++)
        {
            Item=model->item(x,y);
            str=str + Item->text() + QString::asprintf("\t\t");
        }

        // 對最後一列需要轉換一下,如果判斷為選中則寫1否則寫0
        Item=model->item(x,y);
        if (Item->checkState()==Qt::Checked)
        {
            str= str + "1";
        }
        else
        {
            str= str + "0";
        }

         ui->plainTextEdit->appendPlainText(str);
         aStream << str << "\n";
    }
}

運行程式後，讀者可以點擊保存文件按鈕，並將其保存到任意位置，此時打開文件，可看到如下圖所示的效果；

1.3 插入與刪除

首先來解釋一下如何添加一行新的行，其實添加與插入原理一致，唯一的區別在於，添加一行新的數據是在行尾加入，這個可以使用model->columnCount()來得到行尾，而插入則是在選中當前selection->currentIndex()行的下方加入行，其他的方式是完全一致的。

如下所示的函數用於在 TableView 中追加一行數據，具體步驟如下：

1. 創建一個 QList 容器 ItemList 用於存儲一行數據的 QStandardItem。
2. 迴圈創建 FixedColumnCount-1 列的數據，每列的數據都是 "測試(追加行)"。
3. 創建最後一列的數據，這一列是一個可選框（Check Box），其表頭通過 model->headerData 獲取。將該項設置為可選，並添加到 ItemList 中。
4. 使用 model->insertRow 插入一行，該行的數據由 ItemList 決定。
5. 獲取最後一行的 ModelIndex。
6. 清空當前選中項，然後設置當前選中項為最後一行。

這個函數主要用於模擬在 TableView 中追加一行數據，其中包括普通文本和可選框數據。

// 【添加一行】：為TableView添加一行數據(在文件末尾插入)
void MainWindow::on_actionAppend_triggered()
{
    QList<QStandardItem *> ItemList;   // 創建臨時容器
    QStandardItem *Item;

    // 模擬添加一列的數據
    for(int x=0; x<FixedColumnCount-1; x++)
    {
        Item = new QStandardItem("測試(追加行)");    // 迴圈創建每一列
        ItemList << Item;                          // 添加到鏈表中
    }

    // 創建最後一個列元素,由於是選擇框所以需要單獨創建
    // 1.獲取到最後一列的表頭下標,最後下標為6
    QString str = model->headerData(model->columnCount()-1,Qt::Horizontal,Qt::DisplayRole).toString();

    Item=new QStandardItem(str); // 創建 "是否合格" 欄位
    Item->setCheckable(true);    // 設置狀態為真
    ItemList << Item;            // 最後一個選項追加進去

    model->insertRow(model->rowCount(),ItemList);                 // 插入一行，需要每個Cell的Item
    QModelIndex curIndex=model->index(model->rowCount()-1,0);     // 創建最後一行的ModelIndex
    selection->clearSelection();                                      // 清空當前選中項
    selection->setCurrentIndex(curIndex,QItemSelectionModel::Select); // 設置當前選中項為當前選擇行
}

對於刪除來說則更容易實現，只需要通過調用selection->currentIndex()獲取噹噹前單元格模型索引，並通過調用model->removeRow來實現一處即可，此處需要區別一下是不是最後一行，如果是最後一行則直接刪除即可，如果不是則需要在刪除數據後通過setCurrentIndex將索引設置到前一個或第一個元素上，且核心代碼如下所示；

// 【刪除一行】：刪除選中行
void MainWindow::on_actionDelete_triggered()
{
    QModelIndex curIndex = selection->currentIndex();  // 獲取當前選擇單元格的模型索引

    // 先判斷是不是最後一行
    if (curIndex.row()==model->rowCount()-1)
    {
        model->removeRow(curIndex.row());    // 刪除最後一行
    }
    else
    {
        model->removeRow(curIndex.row());    // 刪除一行，並重新設置當前選擇行
        selection->setCurrentIndex(curIndex,QItemSelectionModel::Select);
    }
}

讀者可自行點擊添加一行與插入行，觀察變化則可以理解兩者的區別，如下圖所示；

1.4 格式設置

格式設置也是非常常用的功能，例如在Office中就有表格元素居中、表格左對齊、表格右對齊、字體加粗顯示等，在Qt中Table表格就預設自帶了這些功能的支持，通過直接調用setTextAlignment並傳入Qt::AlignHCenter居中、Qt::AlignLeft用於左對齊、Qt::AlignRight用於右對齊、而對於加粗顯示只需要通過調用setFont將加粗厚的文本刷新到表格中即可，這些功能具備相似性，如下是完整的代碼實現；

// 設置表格居中對齊
void MainWindow::on_pushButton_clicked()
{
    if (!selection->hasSelection())
    {
        return;
    }

    QModelIndexList selectedIndex=selection->selectedIndexes();

    QModelIndex Index;
    QStandardItem *Item;

    for (int i=0; i<selectedIndex.count(); i++)
    {
        Index=selectedIndex.at(i);
        Item=model->itemFromIndex(Index);
        Item->setTextAlignment(Qt::AlignHCenter);
    }
}

// 設置表格左對齊
void MainWindow::on_pushButton_2_clicked()
{
    // 沒有選擇的項
    if (!selection->hasSelection())
    {
        return;
    }

    // 獲取選擇的單元格的模型索引列表，可以是多選
    QModelIndexList selectedIndex=selection->selectedIndexes();

    for (int i=0;i<selectedIndex.count();i++)
    {
        QModelIndex aIndex=selectedIndex.at(i);             // 獲取其中的一個模型索引
        QStandardItem* aItem=model->itemFromIndex(aIndex);  // 獲取一個單元格的項數據對象
        aItem->setTextAlignment(Qt::AlignLeft);             // 設置文字對齊方式
    }
}

// 設置表格右對齊
void MainWindow::on_pushButton_3_clicked()
{
    if (!selection->hasSelection())
    {
        return;
    }

    QModelIndexList selectedIndex=selection->selectedIndexes();

    QModelIndex aIndex;
    QStandardItem *aItem;

    for (int i=0;i<selectedIndex.count();i++)
    {
        aIndex=selectedIndex.at(i);
        aItem=model->itemFromIndex(aIndex);
        aItem->setTextAlignment(Qt::AlignRight);
    }
}

// 設置字體加粗顯示
void MainWindow::on_pushButton_4_clicked()
{
    if (!selection->hasSelection())
    {
        return;
    }

    // 獲取選擇單元格的模型索引列表
    QModelIndexList selectedIndex=selection->selectedIndexes();

    for (int i=0;i<selectedIndex.count();i++)
    {
        QModelIndex aIndex=selectedIndex.at(i);            // 獲取一個模型索引
        QStandardItem* aItem=model->itemFromIndex(aIndex); // 獲取項數據
        QFont font=aItem->font();                          // 獲取字體
        font.setBold(true);                                // 設置字體是否粗體
        aItem->setFont(font);                              // 重新設置字體
    }
}

讀者可依此點擊下圖的四個按鈕來實習那對不同表格元素的個性化處理，當然如果需要保存這些狀態，則還需要單獨存儲表格中的狀態值，在運行程式後依次設置即可；

附件下載

StandardItemModel.zip