GUI(图形界面)技术选型

很多学习编程的小伙伴们在初学的时候会感到疑惑：为什么我学完了C语言，还是写不出一个完整的界面软件呢？其实使用底层代码直接写界面程序是很难的，倘若你要在屏幕上画出一条红色的直线，那么你需要找到显卡的地址，然后往显卡的寄存器中写入数据，这个过程非常的繁琐。所幸的是，我们可以找到很多封装好的GUI库，这些框架提供给你很多现成的功能，例如绘制图表、绘制按钮、显示界面、事件处理等。通过这些框架，我们可以很方便地完成界面绘制。下面笔者推荐几种最好用的GUI库，这几种库具备较强的兼容性，可以跨平台部署。我个人对跨平台是非常执着的，QQ使用的GUI技术不能跨平台，所以腾讯就需要另外派开发团队来开发Mac和Linux版本的QQ，而且不同的系统上不同版本的QQ体验差距相当大（尤其是Linux上那个简陋的QQ，完全是上古风格）。而WPS采用跨平台的Qt开发，所以现在WPS在Mac、Linux和移动端体验都非常棒。

1. Qt

Qt是一个跨平台的C++库，虽然它的功能不仅仅是绘制界面，但是如果要用C++做界面程序，没有比Qt更好的选择了。Qt从最初的Qt Widget发展到现在的Qt Quick，新项目强烈建议使用Qt Quick。因为Qt Widget是用C++直接绘制界面，虽然C++速度很快，但是CPU在处理图形的效率方面还是没法和GPU相比，这两者常常有数十倍的效率差异。现在计算机图形学和机器学习能发展得这么快，很大程度上就得益于GPU的快速发展。为了弥补Qt Widget在图形处理上低效的问题，Qt Quick横空出世。Qt Quick帧率可以达到数百（帧率：每秒图像刷新的次数），而且完全不会有卡顿（如果你还在用古董机，那另当别论）。另外，Qt Quick的开发模式换成了现在业界主流的前后端分离。前端界面用qml写，后台逻辑用C++写。qml是一种新的语言，但是它非常简单，比python更容易上手，其功能类似于HTML+CSS。另外qml还支持使用javascript作为界面脚本。Qt采用V8引擎运行javascript，效率有较高的保障。

Qt的官方文档非常详细，初学者只需要看四到五节视频课程，剩余的问题就都可以去Qt的官方文档里面找了。不过开发者需要有良好的C++基础。C++是一门相对复杂的语言，如果C++学习透了，那么可以轻松上手Qt。

其实Qt还支持用Python写（Python大法好啊），所以如果实在不想学习C++，那么用Python也是不错的选择。Qt的官网内容非常充实，初学者可能找不到文档的入口，这时候可以直接搜索网址https://doc.qt.io/，你可以在这个网站上选择不同的语言所对应的Qt文档（Python、C++或者qml）。

如果看不懂Qt的英文文档，一方面我建议你巩固好英文基础，新的技术常常是用英文发布的；另一方面，可以去B站找Qt的视频课程（B站其实是个学习软件，笑）。其中Qt Widget课程，传智播客讲的不错，可以尝试一下。Qt Quick是新技术，课程资源没有那么多，但是我依然强烈推荐各位直接跳过Widget，直接学习Quick。如果总是去啃那些即将淘汰的老技术，怎么提高自己的竞争力呢？何况Quick的运行效率比Widget快得多，是真正现代化的开发模式。下面我展示一张我正在做的Qt程序（使用的是Qt Quick，目前这个项目刚开始做，界面只搭建了一小块）：

2. Electron

由于谷歌开发出了V8引擎，js在运行效率上已经和原生机器码不相上下了，这就带动了一系列技术链的发展，Electron就是其中之一。Electron是Chromium套壳浏览器，开发者可以用HTML/CSS/Javascript做界面程序，而且安全稳定跨平台（毕竟Chromium就是跨平台的）。而且，由于Electron是基于浏览器的，所以开发者可以使用庞大的前端技术链，例如Echart。除此以外，HTML/CSS是界面绘制能力最强的语言（qml可以与之争锋），开发者可以做出各种花里胡哨的界面（只有想不到，很少有做不到）。相对来说，其他的界面绘制技术在描述界面方面，要逊一筹。

使用Electron之前，你要学的不是Electron本身，而是HTML+CSS+Javascript。这些内容比较简单，它们是W3C设立的标准，你不需要去深入理解它们，更多的时候会要求你会背（Javascript除外，js毕竟是编程语言，还是很考验逻辑的）。如果背不下来也没关系，用到的时候查一下资料就好了。

3. Javafx

这是Java的官方库。如果你用的是JDK8，那么Javafx就集成在JDK之中。倘若你用的是JDK9及以上的版本，那么需要自己下载javafx库，或者通过Maven导入依赖包。Javafx是一个非常强悍的Java GUI库，很多人可能都不了解它，因为文档实在是太少了。但是Javafx是默认硬件加速的，其跨平台体验高于Qt，而又约等于Electron。Qt不同版本的代码是不能向下兼容的，然而Java可以。不过这很大程度上还是历史原因，因为Java最初是运行在浏览器中的小程序（Applet），由于浏览器需要面向不同的终端客户，所以Java程序必须像网页那样，可以跨平台访问。另外，使用Javafx还有一点非常值得考虑：javafx开发者可以蹭Java及其庞大的生态。这是非常美妙的事情，没有任何一门语言的库有Java那么多。

笔者有不少的javafx开发经历，对Javafx还算比较了解。下面推荐几个Javafx的学习方法：首推的是http://www.javafxchina.net/blog/docs/tutorial1/，这个网站是从Oracle官方网站翻译过来的，但是翻译质量极高，适合小白入门。如果要深入学习Javafx，我推荐各位看Oracle JDK8附带的下载案例，下载地址为https://www.oracle.com/java/technologies/javase/javase-jdk8-downloads.html。把网页下拉到Java SE Development Kit 8u251 Demos and Samples Downloads，然后选择不同操作系统对应的的案例版本。下图是官方案例的一张截图。

这些案例基本上涵盖了javafx中所有常用的技术，例如动画、图表、三维图像等等。下面是我自己最近做的一个软件项目，就是基于javafx做出来的，用于做CT扫描，界面部分和算法用Java写，底层驱动用C++。

4. 需要慎重选择的技术

除了上面推荐的技术之外，C#也可以做桌面程序，但是我不推荐，因为C#桌面程序不能跨平台部署，后期可能会给你带来麻烦。.net虽然跨平台，但是支持力度还不够。由于C#我用的不多，这里就不多说了。另外，不要直接使用win32 API去开发界面程序，因为调用操作系统原生API的开发方式效率比较低，而且不能跨平台。