在桌面Linux環境下開發圖形界面程序的方案對比

時間 2019-11-12

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在Linux下開發GUI程序的方法有不少，好比Gnome桌面使用GTK+做爲默認的圖形界面庫，KDE桌面使用Qt做爲默認的圖形界面庫，wxWidgets則是另外一個使用普遍的圖形庫，此外使用Java中的Swing/AWT組件也能夠用於開發Linux下的GUI應用。java

本文將依次介紹GTK+、Qt、wxWidgets和Swing/AWT，對其進行對比分析。數據庫

1. GTK+編程

平臺支持數組

雖然GTK+最初是爲X Window系統開發的，可是目前已經發展成爲一個跨平臺的圖形界面API，其支持的平臺包括：瀏覽器

Linux
Unix
Windows
Mac OS X

許可協議安全

GTK+基於LGPL協議發佈，所以能夠將GTK+的二進制動態連接庫文件整合到私有軟件中而無需額外受權。網絡

語言支持框架

GTK+自己是用C語言編寫的，可是能夠很方便地經過語言綁定(language binding)和其它語言協同工做，GTK+不一樣版本的語言綁定支持狀況以下圖所示。工具

其中帶有Gnome標記的上面7個語言是GTK+官方支持的，減號標記則表示只支持部分功能。佈局

其它特性

與wxWidgets和Qt不一樣，GTK+支持使用純C語言進行開發，此外還有一個基於C++的封裝項目叫GTKMM。

GTK+是基於GLib構建的，其中GLib是一個通用的C語言庫，相似於C++中的STL，提供了對動態數組、鏈表、隊列、散列表、平衡二叉樹、線程操做和XML解析等功能。

在全部的平臺上，基於GTK+的應用都看起來徹底同樣，除非應用了主題。GTK+老是經過主題來模擬原生控件。在Windows平臺下，能夠經過使用Wimp主題來得到Windows的原生外觀。

2. Qt

平臺支持

Qt是目前使用最普遍的跨平臺應用程序框架(Application Framework)，其支持的平臺包括：

Windows
Mac OS X
Linux / Embedded Linux / VxWorks
Solaris
Android
iOS
BlackBerry

許可協議

Qt支持LGPL 2.1協議和一個商業協議，所以能夠將Qt的二進制動態連接庫文件整合到私有軟件中而無需額外受權。若是須要使用靜態連接將全部代碼打包爲單個的可執行文件，則須要公開源代碼。若是既要生成單個可執行文件，又不想公開代碼，則須要向Digia購買商業使用受權。

語言支持

Qt是一個基於C++的應用程序框架，可是同GTK+同樣，能夠經過語言綁定支持更多的語言，包括：

Python
Java
Ruby
BASIC
Ada
Perl
C#
D
Pascal
Lua
Haskell

須要注意的是，使用其它語言封裝Qt的原生接口會帶來必定程度上的性能損失。

其它特性

除了與圖形界面相關的部分以外，Qt還包括許多其它的類，好比：

容器（數組、隊列、鏈表、集合、映射等）
網絡操做（基本Socket、DNS操做、HTTP操做、SSL等）
多媒體操做（音樂、視頻回放、攝像頭控制等）
SQL數據庫操做
OpenGL繪圖
XML操做
串口操做
基於Webkit的瀏覽器引擎

值得一提的是，Qt SQL模塊提供了對嵌入式數據庫SQLite的支持，無需引入外部的數據庫源碼。內容豐富的各類類庫極大地方便了開發，整個Qt開發工具包就組成了一個獨立的一站式開發平臺。

和GTK+同樣，Qt並不使用系統提供的控件，而是經過主題模擬這些控件。可是在一些特定的平臺，好比Mac OS X和Windows上對於一些最基本的控件經過本地系統調用實現。

Qt經過MOC系統對C++語言進行了擴展，提供了所謂的「信號-槽」(signal-slot)機制。基於信號-槽的事件處理很是優雅，缺點則是是編譯系統失去了通用性。

Qt的原生IDE是Qt Creater，同時兼容Qt的其它IDE也很是多，包括Visual Studio、Eclipse、XCode、Edyuk。

3. wxWidgets

平臺支持

wxWidgets是另外一個很是流行的跨平臺圖形界面庫。而GTK+ / Qt不一樣，wxWidgets並非經過繪圖來模擬控件，而是經過系統本地調用構建徹底原生的圖形界面。

wxWidgets支持的平臺包括：

wxGTK: 使用Linux下的GTK+構建圖形界面
wxMSW: 使用Win32 API構建圖形界面
wxMac: 使用Mac OS下的Carbon構建圖形界面
wxOSX/Carbon: 使用Mac OS下的Carbon構建圖形界面
wxOSX/Cocoa: 使用Mac OS下的Cocoa構建圖形界面
wxX11: 使用Linux下的X11的通用顯示接口構建圖形界面
wxMotif: 使用Linux下的OpenMotif和Lesstif構建圖形界面

注意到這裏的描述方式有所不一樣，由於wxWidgets是基於本地接口構建UI的。

許可協議

wxWidgets使用wxWindows License做爲許可協議，這個協議是基於LGPL的，可是有一點不同：容許用戶在使用靜態連接的狀況下不公開應用代碼，所以實際上比LGPL協議更寬鬆。

語言支持

wxWidgets是基於C++編寫的的，同時還支持如下的語言綁定：

Ada
BASIC
D
Delphi
Erlang
Go
Haskell
Java
Lua
Perl
PHP
Python
Ruby

其它特性

在API和編程風格上，wxWidgets和MFC很是類似，可是封裝的不少類比MFC更高級。不少知名的MFC程序都會選擇用wxWidgets來改寫，來快速移植到其它平臺，如eMule用wxWidgets移植出aMule和xMule。

除了基本的圖形界面、佈局、事件系統外，wxWidgets還提供了不少其它的模塊，包括：

wxHTML: 進行HTML渲染
wxMedia: 對各類多媒體操做提供支持
wxNet: Socket支持
wxXML: XML文件讀寫支持

wxWidgets集成的功能相對於Qt而言較少，可是足夠完成絕大多數的常見任務。

4. Java / Swing / AWT

平臺支持

Swing和AWT是Java中最經常使用的兩種圖形組件。理論上全部支持Java虛擬機的平臺均可以使用Swing和AWT，包括：

Windows
Mac OS X
Linux
Solaris

固然還有大多數的移動、嵌入式平臺，這裏就不一一列舉了。

許可協議

Java的許可協議狀況有些複雜，網上有很多相關的討論，如這裏、這裏和這裏。目前Oracle和Android之間就存在着一些糾紛，可是目前彷佛沒有桌面Java應用因爲受權問題被起訴，做爲開發應用的工具，Java目前應該仍是比較安全的。

其它特性

AWT是Abstract Window Toolkit（抽象窗口工具包）的縮寫，這個工具包提供了一套與本地圖形界面進行交互的接口，與wxWidgets相似，所以具備相對比較高的運行效率。

而在JDK 1.2以後，出現了一組新的圖形API，叫Swing。Swing是基於AWT構建的，而且採用與Qt相似的方式經過繪圖模擬各個控件，所以靈活性大大增長。一般咱們看到的Java應用程序獨特的外觀大多都是基於Swing構建的。因爲Java原本運行效率就較低，搭配Swing後就更慢了，所以在嵌入式平臺AWT始終是構建圖形界面的首選方案。桌面應用則一般使用Swing搭建。

總結

因爲本項目組的成員並不熟悉Java，故其學習成本相對更高一些。綜合各類因素，目前Qt仍是在Linux平臺下開發圖形界面程序當之無愧的首選方案。