낙천주의 개발자

잘 알고 있겠지만 Qt는 단순한 크로스 플랫폼을 위한 GUI 프레임웍이 아니다. 크로스 플랫폼에서 개발되는 거의 모든 것을 지원하는 거대한 프레임웍과 라이브러리들의 모음이다. 따라서 그에따른 오버헤드가 따른다. 즉 이미 표준  C++에서 지원하고 있는 자료 구조들의 Qt 버전을 별도로 학습해야 한다는 것이다. 물론 표준 C++의 자료 구조를 사용해도 되지만 가급적 Qt 에서 제공하는 것을 사용하길 바란다. Qt에서 제공하는 모든 클래스들은 QObject를 상속받고 있으며 이로 인해 장점을 누릴 수 있다. 괜히 C#이나 Java가 베이스클래스를 기본적으로 가지고 있는게 아니다. 

자료 구조는 문서를 보면 굉장히 많은 함수들이 있고 매우 매우 직관적이기 때문에 특별히 길게 설명하지 않고 이런것들이 있다는 것 위주로 나열하겠지만 향후 실무에서 유용하게 사용하는 함수들에 대해서는 따로 설명하겠다.

• QString / QStringList

QString 문자열을 조작을 포함한 기능을 제공하다. 더 좋은 것은 아래처럼 문자열의 encoding 까지도 지원한다.

QStringList는 결국 뒤에서 설명할 QList 를 이용한 QList<QString> 과 거의 유사하다. 하지만 이것에  부가적의 편의 함수들이 추가되었다.

• QDateTime,...

MFC에 익숙하다면 CDateTime 클래스 생각하면 쉽다. Modern C++에서 chrono가 들어오면서 많이 편해지긴 했다.

패밀리 클래스로 QDate, QTime 이 있다.

흔히 많이 쓰는 날짜를 문자열로 바꾸는 함수를 사용하여 길게 표시하는 것과 짧게 표시하는 해 보았다.

• QList / QVector / QHash / QSet / QMap / QLinkedList

모두 Qt에서 제공하는 Generic 컨테이너 클래스이다. C++standard에서 제공하는 list, vector, set, map 와 같은 역할을 수행한다. 그럼 그거 쓰지 왜 자꾸 따로 만들었냐 할 수 있겠으나 Qt의 긴 역사와 QObject를 상속받는 구조를 고려할때 납득이 가는 부분이다. 대신 힘들게 C++ 을 공부했다면 쉽게 넘어갈 수 있다. 대신 많은 추가적인 함수들을 제공하고 있으므로 너무 대충 넘기지 말고 사용할때마다 문서를 보면서 이미 있는 기능을 다시 개발하는 우를 범하지 않기를 바란다.

• QVariant

자 드디어 못보던 것이 나왔다. 표준 C++에서는 제공하지 않는 것으로 다양한 타입의 Qt 자료 구조를 저장할 수 있다. 좀 생성자를 보면 과하다 싶을 정도로 모든 형태의 데이터 타입을 지원하고 있다. 특이한 것은 Jason과 같은 타입까지도 지원한다.

Signal 은 우리말로 신호를 의미하고 Slot은 무언가를 넣을 수 있는 자리나 틈 같은 것을 의미한다. 즉 신호가 발생하면 slot에 있는 무언가를 시작한다. 디자인 패턴을 이해한다면 "생산자 소비자 패턴"을 수행한다고 생각할수도 있겠다.

보통 하나의 클래스에서 시그널과 슬롯을 구현하면서 설명을 하겠지만 신호가 발생되는 곳과 그것에 대한 처리가 발생하는 곳이 항상 같지는 않으므로 별개의 두개의 클래스를 가지고 설명해보겠다.

Signal이 발생하는 곳을 SignalGenerator라고 하고, Slot을 처리하는 곳을 SlotProcessor라고 하자. 주의할 점은 Signal and Slot 메커니즘이 작동하기 위해서는 반드시 QObject를 상속받아야 한다. 그 외에 매크로도 추가해야 하지만 Qt Creator는 간편한 위저드 기능을 제공한다.

아마 특별한 설정을 하지 않았다면 파일명이 소문자로 표시될 것이다. Qt Creator의 기본값이 소문자여서 그렇다. 아래와 같이 옵션으로 변경할 수 있다.

프로젝트명에서 마우스 우클릭을 하여 Add New 를 실행하면 위와 같은 위저드 화면이 나온다. 여기서 Base class를  QObject를 선택하면 자동으로 필요한 내용이 추가로 체크된다. 

생성된 파일을 헤더를 보면 필요한 상속과 매크로까지 미리 작성되어 있음을 확인할 수 있다. 이제 Sinal을 발생시키는 부분을 작성해 보자.

위 소스를 보면 emit란 용어는 처음 볼겠지만 대략 GeneratorTextSignal 함수가 호출되면 내부적으로 textSignal 을 호출함을 알 수 있을 것이다. 사실 위에서 보이는 signals 와 emit은 표준 c++에는 있지 않은 용어다. 즉 qt가 정의한 키워드이며 qt는 c++ 소스 코드에서 해당 키워드를 이용하여 표준 c++에 맞도록 코드를 추가하고 컴파일을 진행한다.

SlotProcessor의 함수를 보면 두 클래스의 의도가 SignalGenerator에서 GeneratorTextSignal을 호출하면 Signal and slot 메커니즘에 따라 SlotProcessor의 onSlotMessage가 호출되기 위한 코드이다. 두 클래스의 인스탄스를 main에서 정의해보자.

자 위 코드를 추가한 후 성급하게 빌드하고 실행해본 사람이 없길 바란다. 변수 sg 에서 GenerateTextSignal을 통해 Signal을 발생시켰지만 sp는 그 발생 사실을 알 수 없어 slot함수를 실행할 수 없게 된다. Qt는 signal / slot 키워드를 통해 추가적인 코드를 만든는 것이지 알아서 두 클래스를 연결해 주는 것은 아니다. 마법은 없다.

Connect 함수를 통해 두 인스탄스를 Signal / Slot을 연결해 주고 나서 실행하면 아래와 같은 텍스트가 출력됨을 Application Out 창을 통해 확인할 수 있다. connect 함수에 F1 을 클릭해서 (더이상 F1을 이야기 하지 않겠다) 설명을 보면 여러가지 버전으로 재정의 되어 있다. 처음에 주석 처리한 방식도 정상적으로 작동된다. 나는 그중에 멤버 함수의 포인터를 이용하여 연결하는 방식을 사용하였다.

자 이제 좀더 자세히 이게 뭐하는 것인지 살펴보자.  이처럼 기능이 작동되는 것을 보면 C++ 개발자라면 함수 포인터를 이용한 Callback 함수랑 뭐가 다른거지 라는 생각이 들겠지만 마지막 파라미터인 ConnectionType을 보면 보다 진보된 형태의 함수 포인터를 관리해준다고 느낄 수 있다.

즉 콜백함수와 같이 즉시 실행되는 것만이 아니라 상황에 따라 유연하게 queue에 넣어 slot 함수의 작동을 제어할 수 있다. 또한 connect함수에 대응되는 disconnect함수도 제공하여 연결을 끊을 수도 있다. 

Signal / Slot 은 개념이해는 큰 어려움이 없을 것이다. 오히려 문법이 생소해 잘 외워지지 않는데 Signal에서 선언한 함수의 형태와 Slot 에서 구현된 함수의 형태가 같아야만 하는 것을 기억하면 된다. 

Qt Creator 를 실행 후 New Project 를 실행하면 아래 창을 볼수 있다.

먼저 템프릿을 첫번째인 Application(Qt)를 클릭하면 두개의 템플릿을 볼 수 있다. 나는 Widget를 다루지 않을 것이므로 간단히 콘솔기반인 두번째를 선택하여 Qt 의 핵심적이 부분에 대해서 설명할 것이다.

두번째를 선택하면 Quick 버전에 따라 창의 구성이 조금씩 달라지긴 하지만 대동 소이하다. 전부 QML을 이용한 것이고 Empty 프로젝트에 추가적인 기능을 보완한것이다. 이 정리에서 기본적인 부분을 위해 Console과 Empty 프로젝트만으로 설명하고 실무적인 부분을 설명할때 다시 추가적인 Template에 대해 설명하겠다.

• 무엇을 정리할 것이가?

먼저 이 게시물을 클릭했다면 Qt 가 뭔지 정도는 알고 있을 것이므로 특별히 QT의 역사나 용도에 대해서는 설명하지 않겠다. 이 정리(혹은 강좌)를 통해 먼저 QML 이전에 Qt 에 대해 전반적으로 정리한 후 QML을 짚어간뒤 실무적인 부분에 생겼던 문제들에 대해서 풀어갈 것이다.

Qt를 이용하여 GUI를 구성하는 또다른 방법인 Widget은 다루지 않는다. 이 부분에서 한가지 이야기 하고 싶은것은 몇몇 Qt 관련 글에서 QML은  GUI가 터치 스크린을 사용하고 그래픽 효과를 많이 사용하는 안드로이드나 iOS와 같은 경우 적합하고 데스크탑에서는 C++의 Widget 방식이 더 효율적이라고 평하는 것을 보았다. 사실 전혀 동의하기 어려운게 적어도 데스크탑 개발을 하는 환경에서는 QML이 생산성면에서 그리고 GUI의 유연함에서 Widget과 비교할 바가 안된다. C#의 WPF를 보듯이 보다 진보한 GUI Toolkit은 모든 QML 과 같은 선언적 언어를 이용하고 있음 보면 알 수 있을 것이다. 

QT로 개발을 시작할 때 Widget 과 QML을 고민한다면 그냥 QML을 해라. 그것이 미래다. 아니 현재다. 학습곡선이 좀더 높다고 할 수 있지만 그래봐야 GUI Toolkit 하나 익히는 정도의 학습곡선일  뿐이다. 나중에 피눈물 흘리지 말고 그냥 QML 로 가라.

피씨의 성능이 나쁘면 Widget이 더 좋다던데요? 그 피씨의 성능 나쁘다는 기준이 한 15년전 아톰(?) 피씨 기준일 것이다. 생각해보면 황당하지 않은가 QML은 안드로이드에 적합하다더니, 아무리 후진 피씨도 안도로이드 기반보다는 몇배 이상의 성능 우위를 가질텐데 뭔가 앞뒤가 맞지 않는다. 한번 물어 봐라 QML로 문제가 될만한 피씨 사양은 어느정도인가요? 아마 어버버 할 것이다. 그리고 솔직한 사람이라면 전 위젯만 해봐서 잘 모릅니다 하겠지.

프로그램 시작할 때 좀 더 느리게 뜬다는 데요? 그거 빠르게 할 방법도 있고. 그거 약간 빠르게 하자고  Widget을 써봐야 다시 이야기 하지만 생산성면에서 비교가 안된다. 강조한다. QT를 이용하여 개발을 시작한다면 고민하지 말고 QML로 GUI를 구현하라. 

좀 강하게 이야기 하는 이유는 C#으로 GUI 을 구현하는 방식은 Winform 과 WPF 가 있는데 이 둘중 어떤것으로 개발해야 할까요 할때 지겹게 나오는 이유가 간단한 것을 개발하거나 성능이 떨어지는 피씨일때는 Winform이 낫습니다 라고 말하는 많이 본다는 것이다.  일단 두 프레임웍에 모두 익숙하다는 전제하에 간단한 것을 개발할때는 둘다 크게 차이가 없다. 반면 복잡한 것을 구현할때는  Winform은 불가능에 가까운 경우가 대부분이다. Winform 은 Window base control에 기반하고 있기 때문이다. 간단한 체크 박스  크기 하나 크게 만들려고 해서 별 괴랄한 방식을 써야한다. 성능 이슈도 QML과 마찬가지로 한 10년은 훌쩍 넘은 피씨가 아니라면 문제가 되지 않는다. 매번 성능나쁜  피씨 타령해서 물어보면 자기도 그렇게 들었다는게 다였다. 그리고 대개 그렇게 이야기 말했던 분들은 Winform을 오래 써와서 매우 익숙한 상태에서 WPF는 배우고 있거나 WPF의 선언적 프로그래밍 방식에 거부감이 있는 경우였다. 좀 이야기가 옆으로 셋지만 QT로 개발하려면 QML을 C#으로 개발하려면 WPF를 해라. 끝!

• QT Version 과 개발환경.

2021년 5월 현재 QT는 중대한 메이저 버전이 변경되었다. 8년간의 QT5의 시대가 끝나고 QT6가 출시 되었다. 아직은 QT5로 개발해야할 일이 많은 것이므로 QT5으로 정리하고  QT5와 QT6의 차이와 마이그레이션에 대해서는 추가로 정리해보겠다.(나도 아직 모름. 공부하고 정리하겠다는 의미^^)

Qt 사이트에서 오픈 소스버전으로 5.13 이후 버전으로 받으면 이 정리를 읽으면서 따라 해보는데 어려움이 없을 것이다. 사이트 찾고 다운 받는 것은 무수히 많은 사이트에서 알려주고 있으니 다시 반복하진 않겠다. 나는 현재 5.13.0 버전과 6.1 버전 두가지를 다운 받았으며 5.13을 실무에서 활용중이고 6.1은 개인적 학습을 위한 것이다.(아까 나중에 마이그레이션 알려준다고 했으니 공부 따로 해야겠지)

나는 개발할때 Visual Studio를 이용하지만 정리는 Qt Creator를 이용할 것이다. Qt Creator와 Visual Studio 를 혼횽해서  사용하는 방식에 대해서도 별도 게시물로 정리하겠다. 

• 독자 수준

나두 실무에서 필요한 부분만 쓰다가 한번 전반적으로 정리를 하고자 함이니 혹시나 이문서를 읽는 분들은 다음과 같다고 가정한다.

- C++, Modern C++에 대해 기본적으로 알고 있어 C++문법, 자료구조등을 알고 있어야 한다.

- 영어로 된 기술 개발 문서를 읽고 해독할 수 있어야 한다.