问题

如今 Windows 软件开发究竟该用什么库,C#、Qt,还是其他?

回答
在当今 Windows 软件开发领域,选择合适的库和框架是至关重要的,它直接影响到开发效率、应用性能、可维护性以及最终的用户体验。你提到的 C 和 Qt 都是非常强大的选择,但它们代表了不同的技术栈和开发理念,适用于不同的场景。此外,还有许多其他值得考虑的选项。

为了给你一个详细的解答,我们将从以下几个方面来深入探讨:

一、 核心技术栈的选择:托管代码 vs. 原生代码

首先,我们需要理解 C 和 Qt 背后的基本技术哲学差异:

C 和 .NET 生态:托管代码为主
C: 一门现代、面向对象、类型安全的编程语言,由微软开发。它与 .NET 平台紧密集成,提供了一个强大的运行时环境(CLR Common Language Runtime)。
优点:
开发者生产力高: C 语言本身设计得非常易于学习和使用,加上 .NET 框架提供了海量的预构建类库,可以快速实现各种功能,从 UI 到网络通信,再到数据库操作。
强大的工具链: Visual Studio 是业界领先的集成开发环境(IDE),为 C 开发提供了无与伦比的调试、代码提示、重构、性能分析等支持。
内存管理自动化: .NET 的垃圾回收(GC)机制自动管理内存,大大降低了内存泄漏的风险,简化了开发者的工作。
跨平台能力(近年): .NET Core (现 .NET) 的出现使得 C 应用可以在 Windows、macOS 和 Linux 上运行,虽然在桌面应用开发上仍以 Windows 为主,但跨平台能力日益增强。
丰富的库和框架:
WPF (Windows Presentation Foundation): 用于构建现代、富有表现力的 Windows 桌面应用程序。它使用 XAML 进行 UI 定义,支持数据绑定、样式、模板、动画等高级特性。
WinForms (Windows Forms): 一个更传统、基于事件驱动的 UI 框架,对于快速构建简单的 Windows 桌面应用程序非常高效。
UWP (Universal Windows Platform): 专为 Windows 10/11 设备设计,可以运行在各种 Windows 设备上(PC、平板、Xbox 等),并提供了一个沙箱化的安全环境和现代化的 UI/UX。
MAUI (.NET Multiplatform App UI): .NET 的最新跨平台 UI 框架,旨在统一移动端(iOS/Android)和桌面端(Windows/macOS)的开发。对于需要多端覆盖的应用是个不错的选择。
ASP.NET Core: 用于构建 Web 应用程序和 API。
Entity Framework Core: 强大的 ORM (ObjectRelational Mapper) 框架,简化数据库操作。
NuGet 包管理器: 提供了一个庞大的第三方库生态系统,可以轻松引入各种功能。
缺点:
运行时依赖: 应用程序需要安装 .NET Runtime,虽然现在通常已内嵌或自动下载,但在某些特殊部署场景下可能需要考虑。
性能上限(相对原生): 对于极度追求性能,需要直接操作硬件、进行大量底层计算的应用(如游戏引擎核心、高性能计算等),原生代码可能更有优势。虽然 JIT 编译和 AOT 编译技术在不断进步,但与底层原生代码的直接控制力仍有差距。
一些旧版框架的维护性问题: 例如 WinForms,虽然简单易用,但在现代 UI 表现和可维护性上不如 WPF 或 UWP。

Qt:原生代码开发,跨平台强项
Qt: 一个跨平台的 C++ 应用开发框架,最初由 Trolltech 开发,现在由 The Qt Company 维护。它提供了一整套用于构建图形用户界面(GUI)以及其他广泛功能的工具和库。
优点:
卓越的跨平台能力: Qt 的核心优势在于其一次编写,到处运行的能力。它支持 Windows、macOS、Linux、Android、iOS、嵌入式系统等几乎所有主流平台,并且在各平台上的原生体验都很好。
高性能: Qt 使用 C++ 编写,可以直接访问系统资源,并且其内部实现经过高度优化,性能表现非常出色,非常适合开发对性能要求极高的应用,如 CAD 软件、媒体播放器、仿真软件等。
成熟且功能全面: Qt 提供了丰富的模块,涵盖 GUI、网络、数据库、XML、多媒体、OpenGL 集成、嵌入式开发等各个方面。
强大的 GUI 设计工具: Qt Creator IDE 集成了 Qt Designer,可以可视化地设计 UI 界面,并通过信号与槽机制轻松处理事件。
灵活的许可模式: Qt 提供了商业许可和开源(LGPL/GPL)许可,对于不同的项目需求有灵活的选择。
内存管理自主性: 作为 C++ 框架,开发者对内存管理有完全的控制权,这既是优势也是挑战。
缺点:
学习曲线相对陡峭: C++ 本身就比 C 复杂,加上 Qt 的信号槽机制、元对象系统(MOC)、属性系统等特有概念,学习和掌握需要更多时间和精力。
开发效率(相对 C): 在某些方面,Qt 的开发效率可能不如 C/.NET,尤其是在 UI 构建和快速原型开发方面。
编译和部署: Qt 应用的编译时间可能较长,部署时需要考虑 Qt 的动态库依赖(或者进行静态链接)。
部分原生控件集成: 虽然 Qt 在渲染 UI 时会尽量模拟原生风格,但在一些非常细微的原生控件行为集成上,可能需要额外的努力。

二、 具体场景下的库和框架选择建议

现在,我们来结合具体的应用场景来分析如何选择:

1. 开发现代 Windows 桌面应用,追求高开发效率和良好 UI 表现:
首选:C + WPF
理由: WPF 提供了声明式的 UI 定义(XAML),强大的数据绑定能力,以及灵活的样式和模板系统,可以轻松构建出视觉效果出色、交互性强的现代 Windows 应用。配合 Visual Studio 的强大工具链,开发效率非常高。.NET 社区提供了海量的第三方库,可以极大地加速开发进程。
适用场景: CRM 系统、ERP 系统、内容管理系统、数据可视化工具、各种业务逻辑密集型的桌面软件。
如果应用功能相对简单,对 UI 要求不高,快速开发是关键:
备选:C + WinForms
理由: WinForms 的拖放式界面设计和事件处理模型非常直观,适合快速构建功能明确、 UI 风格较为传统的 Windows 应用。
适用场景: 小型的工具类软件、内部管理工具、简单的数据录入界面。
如果目标是 Windows Store 或提供一种统一的现代 UI/UX,并且对性能和底层访问有一定要求:
备选:C + UWP (Windows 10/11 平台)
理由: UWP 提供了现代化 UI 组件、Ink、传感器等 API 的支持,并且在沙箱环境中运行,安全性高。
注意: UWP 更多地是针对 Windows 商店和现代化 Windows 设备,对于传统桌面应用部署可能不如 WPF 灵活。

2. 需要跨平台部署(Windows, macOS, Linux, 甚至移动端),并且对应用性能有较高要求:
首选:Qt (C++)
理由: Qt 在跨平台开发方面具有天然的优势。你可以用一套代码在多个平台上构建出高性能、外观一致或原生感强的应用程序。其成熟的生态系统和工具链能够支持复杂的项目。
适用场景: CAD/CAM 软件、工程仿真软件、3D 可视化工具、嵌入式设备上的用户界面、跨平台媒体播放器、需要高度定制化 UI 的专业软件。
如果想在跨平台开发中依然使用 C,并能接受相对较新的框架:
备选:C + MAUI
理由: MAUI 是 .NET 生态系统中最新的跨平台 UI 框架,目标是统一移动端和桌面端。如果你的项目需要同时覆盖 Windows 和移动平台,并且希望使用 C 进行开发,MAUI 是一个值得考虑的选择。但需要注意的是,MAUI 相对较新,生态和稳定性仍在快速发展中。
适用场景: 需要同时支持 Windows、Android 和 iOS 的桌面/移动应用,但对原生平台特性集成要求不是极致。

3. 构建 Web 应用或 Web 服务:
首选:C + ASP.NET Core
理由: ASP.NET Core 是一个高性能、跨平台的 Web 开发框架,适合构建各种规模的 Web 应用和 API。配合 C 语言的易用性和 .NET 生态的丰富库,开发效率极高。
适用场景: 后端 API 服务、Web 应用后端、微服务架构。

4. 需要利用 DirectX 或底层图形 API 进行高性能图形渲染:
如果用 C:
Vortice.Windows: 这是一个非常强大的 C 包装库,提供了对 DirectX (包括 DirectX 11, 12)、Direct2D, DirectWrite, WIC 等底层图形 API 的直接访问。
Silk.NET: 这是一个通用的跨平台 .NET 库,提供了对 OpenGL, Vulkan, OpenAL 等众多底层 API 的访问,也可以用于高性能图形开发。
理由: 对于需要进行游戏开发、高性能渲染、视频处理等场景,这些底层 API 的直接访问至关重要。C 配合这些库可以实现接近原生的图形性能。
如果用 C++:
DirectX SDK: 直接使用 C++ 调用 DirectX API 是最直接、最常用的方式。
Vulkan SDK: 对于跨平台且更底层的图形 API,Vulkan 是一个重要选择。
理由: C++ 在性能敏感的图形领域仍然是主流,提供了最直接的硬件控制能力。

5. 专注于游戏开发:
Unity (C): 最流行、最易于入门的跨平台游戏开发引擎之一。使用 C 脚本进行游戏逻辑开发。
Unreal Engine (C++ / Blueprints): 功能强大、图形表现卓越的游戏引擎,主要使用 C++ 进行核心开发,并提供可视化脚本系统 Blueprints。
Godot Engine (GDScript / C / C++): 一个开源、免费的游戏引擎,支持 GDScript (一种类似 Python 的语言) 和 C,以及 C++ 扩展。
理由: 游戏开发通常有非常高的性能要求和特定的工具链需求,使用专门的游戏引擎是最有效率的选择。

6. 对特定领域库有需求:
机器学习/AI: Python (TensorFlow, PyTorch) 是绝对的主流,但在 C 生态中也有 ML.NET。
数据科学和科学计算: Python 在这方面也有主导地位,C 的 Math.NET Numerics 是一个不错的选项。
嵌入式系统开发: C++ 是王者,Qt for Embedded 是一个重要的框架。对于一些微控制器,可能还需要裸机编程或 RTOS。

三、 其他值得考虑的选项

Flutter (Dart): Google 推出的 UI 工具包,用于从单一代码库构建美观的、原生编译的应用程序,适用于移动端、Web 和桌面端。虽然在 Windows 桌面开发方面相对较新,但其跨平台能力和热重载等特性非常吸引人。
Electron (JavaScript/HTML/CSS): 使用 Web 技术(HTML, CSS, JavaScript)构建跨平台桌面应用程序的框架。许多知名应用(如 VS Code, Slack, Discord)都使用了 Electron。
优点: 能够利用现有的 Web 开发技能,快速构建界面。
缺点: 应用体积相对较大,内存占用也可能偏高,性能不如原生应用。
WebAssembly (Wasm): 允许在浏览器中运行用 C++, Rust 等语言编写的代码,未来也可能在桌面端有更多应用场景。

四、 如何决策?

在选择库或框架时,你需要综合考虑以下因素:

1. 项目需求:
应用类型: 桌面应用、Web 应用、游戏、嵌入式系统?
功能复杂度: 需要哪些特定的功能?(如高级 UI、网络、数据库、多媒体、实时通信)
性能要求: 应用对响应速度、资源占用有何要求?
目标平台: 只支持 Windows,还是需要跨平台(macOS, Linux, Mobile)?
UI/UX 要求: 需要多么现代化、定制化的 UI?是否需要模拟原生外观?

2. 团队技能:
你或你的团队熟悉哪些编程语言和技术栈?选择团队擅长的技术可以大大提高开发效率。
学习新技术的成本和时间是否可控?

3. 生态系统和社区支持:
是否有活跃的社区提供支持、教程和第三方库?
框架是否有持续的更新和维护?
是否有成熟的工具链(IDE、调试器、构建工具)?

4. 许可费用:
开源许可还是商业许可?是否有授权费用?

总结建议:

如果你是 Windows 平台为中心,追求高开发效率和出色的 UI 表现: C + WPF 是绝大多数 Windows 桌面应用的优秀选择。
如果你需要强大的跨平台能力,并且对性能有严格要求: Qt (C++) 是非常成熟和强大的选择。
如果你想拥抱 .NET 的跨平台能力,并期望使用 C: C + MAUI 是一个值得关注的新兴选择,但需要对其成熟度有一定评估。
如果你想利用 Web 技术构建跨平台桌面应用,并且对应用体积和性能要求不是极致: Electron 是一个快速便捷的选择。
对于游戏开发: 选择专门的游戏引擎(Unity, Unreal Engine, Godot)。
对于低级别图形和高性能计算: C + Vortice.Windows/Silk.NET,或 C++ + DirectX/Vulkan。

最终的选择取决于你的具体项目需求和团队的实际情况。没有绝对最好的库,只有最适合你的库。建议你花一些时间研究不同库的文档和示例,甚至进行一些小规模的 POC(概念验证)项目,来帮助你做出最明智的决定。

网友意见

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在GUI开发领域就没有完美方案,每个技术方案都有缺点,而且根据场景不同各自缺点的严重程度也不同。

所以我的意见是,反正哪个方案都有无数坑,你有能力填哪个的坑就用哪个吧。

比如我,C/C++水平足够好,对Qt MFC都很熟,所以我敢用,有坑我能填,反正有源码,大不了自己去给它打补丁。

C# WPF不开源,遇到坑只能绕开了。

webkit JS,我不熟,遇到坑我是真没办法,所以谨慎选用。

大部分的坑是到了项目的中后期,用户量大了才能发现的,那时你想换框架早就来不及了。

比如 Qt 的 trayicon实现有兼容问题,大约有 千分之几的概率在Windows下托盘图标会出不来,用户量到了上百万的级别你才能发现,所以后来我自己实现了TrayIcon。

Qt的字体缓存当字体很多的时候非常占内存,一位同事给Qt实现了带内存压缩功能的字体缓存。

比较流行的框架,你遇到问题可以去搜索,去问人,比较小众的你到 Stackoverflow都找不到相关话题,只能自己搞定。

这就像有人总问 魔兽世界里哪个职业哪个天赋厉害一样,没有明确答案,因人而异,只能说你会用哪个哪个就厉害。

如果你问学哪个?既然你从iOS的 OC过来的,就学 C#吧!反正未来是属于托管语言的。

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