Anfänge und Namensentwicklung

1991 begannen die norwegischen Programmierer Haavard Nord und Eirik Chambe-Eng mit der Entwicklung von Qt. Drei Jahre später gründeten sie das Unternehmen Quasar Technologies, das später in Trolltech umbenannt wurde.

Der Name Qt stammt daher, dass das Q nach Haavard Nords Geschmack besonders schön in seinem Emacs anzusehen war und das t an Xt (das X-Toolkit) erinnerte. Ausgesprochen wird Qt offiziell wie das englische Wort cute. Dieses Wort soll die Ansicht der Entwickler ausdrücken, dass der Quelltext und die API von Qt eben cute seien, was auf Deutsch unter anderem so viel wie süß, hübsch usw., aber auch pfiffig heißt.

Übernahmen durch Nokia und Digia

Anfang 2008 wurde Trolltech von Nokia für 150 Mio. US-Dollar aufgekauft und die Entwicklung in der Sparte Qt Development Frameworks fortgeführt. Im Jahre 2011 hat Nokia das Projekt unter dem Namen Qt-Project als freie Software in die Hände der Open-Source-Community gegeben und das Geschäft mit der kommerziellen Lizenzierung und die Serviceverträge für eine unbekannte Summe an Digia verkauft. Im August 2012 wurden auch die restlichen Teile, wie das Servergeschäft und die Entwicklungsabteilung, für 4 Mio. € an Digia abgegeben. Im August 2014 lagerte Digia die Entwicklung von Qt in ein Tochterunternehmen namens The Qt Company aus. In dem Zug wurde die zwischenzeitlich getrennt stattfindende Entwicklung der Open Source Edition und der kommerziellen Editionen wieder vereint.

Lizenzierung

Kontroverse Auseinandersetzungen entstanden um das Jahr 1998, als sich abzeichnete, dass KDE sich als Standard-Desktop unter Linux durchsetzen würde. Da KDE zum großen Teil auf Qt basiert, machte sich ein großer Teil der Open-Source- und Freie-Software-Gemeinde Sorgen, dass ein so wichtiger Teil des Systems unter kommerzieller Kontrolle stand. Das führte zu zwei Entwicklungen: Erstens wurde das Harmony-Toolkit entwickelt, das die Funktionen von Qt exakt kopieren, jedoch unter einer Freie-Software-Lizenz stehen sollte. Zweitens begann die Arbeit an der Desktop-Umgebung Gnome, die ähnliche Funktionen wie KDE bieten sollte, allerdings das freie, in C geschriebene Toolkit GTK verwendet.

Bis Version 1.45 verwendete Trolltech die FreeQt-License für Qt. Diese war weder eine Open-Source- noch eine freie Lizenz. Es war zwar erlaubt, den Quellcode einzusehen, modifizierte Versionen durften allerdings nicht veröffentlicht werden. Mit dem Erscheinen von Version 2.0 wechselte Trolltech zur Q Public License (QPL), einer Open-Source-Lizenz, die aber von der Free Software Foundation als inkompatibel zur GPL eingestuft wurde. Darauf (im Jahre 1998) wurde die KDE Free Qt Foundation ins Leben gerufen, um zu verhindern, dass Qt im Falle einer Insolvenz oder Übernahme von Trolltech unter eine restriktivere Lizenz als die QPL fiele. Sie besteht aus jeweils zwei Vertretern von Trolltech und dem KDE e. V., wobei letztere im Zweifelsfall bei Abstimmungen die Mehrheit haben. Falls Trolltech länger als zwölf Monate keine Aktualisierungen (Updates) unter einer Open-Source-Lizenz liefern sollte, ist die „KDE Free Qt Foundation“ berechtigt, die letzte freie Qt-Version unter der BSD-Lizenz freizugeben.

Als der Druck auf Trolltech größer wurde und das Debian-Projekt sich wegen Lizenzproblemen weigerte, KDE zu vertreiben, änderte Trolltech im Jahre 2000 die Lizenz für die Linux-Variante des Toolkits. Ab Version 2.2 gab es fortan die Linux-Variante unter zwei Lizenzen: der GPL und der QPL (siehe Duales Lizenzsystem).

Die Windows-Variante war jedoch nach wie vor ausschließlich unter einer kommerziellen Lizenz verfügbar. Auch die gegen Ende des Jahres 2001 veröffentlichte Mac-OS-X-Variante war nur unter einer kommerziellen Lizenz erhältlich, bis im Juni 2003 Trolltech die Version 3.2 der Mac-OS-X-Variante auch unter die GPL stellte. Im Februar 2005 kündigte Trolltech schließlich an, Qt ab der Version 4.0 auch für die Windows-Plattform unter die GPL stellen zu wollen. Das bestätigte sich, als im Juni 2005 Trolltech ein einheitliches duales Lizenzsystem für alle unterstützten Plattformen veröffentlichte. Heute gibt es für jede Plattform proprietäre und Open-Source-Edition (GPL-Edition).

Ab der Version 4.3.1 vom 9. August 2007 räumt Trolltech Ausnahmen bei der durch die GPL lizenzierten Open-Source-Version ein, die es ermöglicht, Programme, die Qt benutzen, unter einer nicht-GPL-kompatiblen Lizenz zu veröffentlichen. Die akzeptierten Lizenzen sind namentlich in einer separaten Liste aufgeführt. Weiterhin muss der Quellcode des Programms des Unternehmens Trolltech im selben Ausmaß zugänglich gemacht werden, wie er auch anderen Benutzern zur Verfügung steht, und die Rechte des Autors, Diskussionen über das Programm zu führen und den Quellcode für jeden zugänglich zu machen, dürfen nicht durch Rechtsmittel (wie beispielsweise zusätzliche Verträge) beschnitten werden.

Seit Anfang 2008 werden die Versionen von Qt auch unter der dritten Version der GPL veröffentlicht.

Im März 2009 wurde Qt in Version 4.5 erstmals unter der LGPL veröffentlicht. Durch die LGPL ist es möglich, auch ohne eine kostenpflichtige Lizenz proprietäre Software mit Qt zu entwickeln, ohne den Quellcode veröffentlichen zu müssen. Lediglich bei Änderungen am Quellcode von Qt selbst müssen diese Änderungen als Quellcode veröffentlicht werden. Darüber hinaus sind die lizenzbedingten Einschränkungen zu beachten. So darf beispielsweise nur unter strengen Bedingungen statisch gelinkt werden. Auch muss das Framework in unveränderter Form verwendet werden.

Seit September 2014 wurde eine kostengünstige Edition von Qt namens Indie Mobile angeboten, die es erlaubte, mit Qt erstellte mobile Anwendungen in Verkaufsportalen wie Google Play und Apples App Store zu vertreiben, was aufgrund technischer Einschränkungen und den Nutzungsbedingungen der Verkaufsportale häufig nicht unter den Bedingungen der LGPL möglich ist. Der Quellcode durfte im Gegensatz zu den teureren kommerziellen Editionen aber nur in unveränderter Form verwendet werden. Mit dem Erscheinen von Qt 5.5 im Juli 2015 wurde die Indie Mobile Edition jedoch eingestellt.

Änderungshistorie

Externe Portierungen

Nachdem Nokia den Qt-Quellcode veröffentlicht hat, sind noch verschiedene Portierungen für folgende Plattformen entstanden, die teilweise noch sehr experimentell sind: OpenSolaris, Haiku, OS/2 eCS platform, AmigaOS 4, HP webOS (Palm Pre), Amazon Kindle DX.

Von anderen Anbietern

Da es sich bei Qt um Freie Software handelt, gibt es auch Editionen anderer Anbieter:

• Qt/Windows Free Edition – Das KDE/Cygwin-Projekt arbeitete an einer nativen Windows-Version von Qt 3, im Blick auf KDE, die vom freien Quellcode der Qt/X11-Variante portiert worden ist und somit auch vollständig GPL-lizenziert ist. Das Projekt wurde gestartet, um auch freie Software für Windows programmieren zu können. Mit dem Erscheinen von Qt 4 hat dieses Bestreben an Aufmerksamkeit verloren und wird nur noch mit kleineren Patches vom qtwin-Projekt weiter gepflegt. In Zukunft will sich das Projekt weiter um Patches zur Qt Open Source Edition von Qt Development Frameworks bemühen, so dass diese dann auch andere Compiler (Microsoft, Borland und Embarcadero Technologies) unterstützt.
• Das Trinity-Projekt, das eine Abspaltung von KDE 3 entwickelt, pflegt eine Abspaltung von Qt 3 und sieht sich seit November 2011 als zentrale Anlaufstelle für die Qt-3-Entwicklung, nachdem Nokia die Entwicklung eingestellt hatte. Von Seiten Nokias verweist Knut Yrvin, Community Manager bei Trolltech/Nokia auf Trinity.

Bibliotheksaufbau

Ab Version 4 ist die gesamte Bibliothek in Module gegliedert, wodurch kleinere und schnellere Programme möglich sind, da nur die verwendeten Module eingebunden werden müssen. In Version 5 wurde die Modularisierung weiter vorangetrieben, zudem wird nun zwischen Qt Essentials (Basiskomponenten) und Qt Add-Ons (zusätzliche Module für spezielle Einsatzzwecke) unterschieden.

In Qt Essentials sind die folgenden Module enthalten:

• Qt Core – Kern-Klassen, die von allen anderen Modulen genutzt werden
• Qt Gui – Basisklassen zur Gestaltung von grafischen Benutzeroberflächen (GUIs), beinhaltet die Unterstützung von OpenGL
• Qt Widgets – Komponenten zum Erstellen von GUIs in der Programmiersprache C++
• Qt QML – Klassen zur Verarbeitung der Skriptsprachen QML und JavaScript
• Qt Quick – Komponenten zum Erstellen von GUIs durch QML
• Qt Network – Klassen zur Netzwerk-Programmierung
• Qt Multimedia – Low-Level-Zugriff auf Multimediageräte und -dateien
• Qt Multimedia Widgets – Zugriff auf Multimediageräte und -dateien durch Widgets
• Qt Sql – Klasse zur Datenbankintegration mit SQL
• Qt Test – Werkzeuge zum Testen der eigenen Anwendungen
• Qt WebKit – Klassen zur Darstellung von Webseiten, basierend auf der WebKit-Engine

Zu den Qt Add-Ons gehören unter anderem Module für zusätzliche Bildformate (Qt SVG / Qt Image Formats), Module zum Zugriff auf Hardware in Smartphones und Tablets (Qt Bluetooth / Qt NFC / Qt Sensors), sowie das in Version 5.4 vorgestellte Modul Qt WebEngine zur Darstellung von Webseiten basierend auf der Chromium-Engine.

In den kommerziellen Editionen sind – je nach Edition – zusätzliche Module enthalten, zum Beispiel zur Visualisierung von Daten (Qt Charts / Qt Data Visualisation).

Programmierbeispiel

Das folgende Beispiel erzeugt ein Fenster mit einem Titel, der aufgrund der geringen Fenstergröße allerdings versteckt ist, einem Beschriftungsfeld (Label) und einer Schaltfläche (Button). Die Funktionen werden mittels „signals“ und „slots“ verbunden, so dass das Programm bei einem Klick auf den Button beendet wird. Die beiden Widgets werden anschließend im Hintergrund gezeichnet und das Fenster schließlich angezeigt. Das Beispielprogramm wird mit dem Aufruf von qmake -project && qmake && make innerhalb des Ordners kompiliert, in dem sich die Datei befindet.

#include <QtGui>

int main(int argc, char **argv) {
	// Eine QApplication stellt immer die Basis dar
	QApplication app(argc, argv);

	// Ein Fenster mit einem Titel erzeugen
	QWidget window;
	window.setWindowTitle("Qt4-Example");

	// Ein Label mit einem Text erzeugen
	QLabel *label = new QLabel("Hello World!");
	label->setAlignment(Qt::AlignCenter);

	// Eine Schaltfläche mit Tastenkürzel Alt-E erzeugen, welche die Anwendung beendet
	QPushButton *button = new QPushButton("&Exit");
	QObject::connect(button, SIGNAL(clicked()), &app, SLOT(quit()));

	// Sowohl das Label als auch die Schaltfläche vertikal ausrichten
	QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout;
	layout->addWidget(label);
	layout->addWidget(button);
	window.setLayout(layout);

	// Das Fenster anzeigen, die Anwendung starten und ihr Ergebnis (an das Betriebssystem) zurückliefern
	window.show();
	return app.exec();
}

Benutzeroberflächen können mit Qt entweder explizit programmiert oder mit dem Qt-Designer gestaltet werden.

Signal-Slot-Konzept

Eine Besonderheit ist die Verwendung von „signals“ und „slots“, die auf einfache Art und Weise die Kommunikation zwischen einzelnen Objekten ermöglichen. Ein Objekt sendet (emittiert) ein Signal, was zum Aufruf einer Methode eines anderen Objekts führt, wenn diese als Empfänger (Slot) registriert ist. Das Konzept kann als Anwendung des Beobachter-Entwurfsmusters angesehen werden.

Anders als bei der Verwendung von Funktionszeigern bzw. Rückruffunktionen ermöglicht das Konzept von Qt die lose Kopplung zwischen Modulen, d. h. Aufrufer und aufgerufenes Objekt müssen sich nicht zwangsläufig kennen. Dadurch können die beteiligen Objekte vollständig unabhängig voneinander gehalten werden. Ein weiterer Vorteil ist die Gewährleistung von Typsicherheit und Threadsicherheit. Bezüglich der Ausführungsgeschwindigkeit ist der Aufruf einer Methode durch Signale und Slots jedoch geringfügig langsamer als beim Aufruf mittels Rückruffunktion.

Vor Qt 5 wurde die Typsicherheit von Aufrufparametern lediglich zur Laufzeit überprüft. Mit der Vorstellung von Qt 5 wurde eine alternative Methode vorgestellt, die dies nun bereits zur Kompilierzeit vermag. Die aus dem C++11-Standard bekannten Lambda-Ausdrücke können nun auch als Slots verwendet werden.

// Die alte connect Methode
QObject::connect(button, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(pushButtonClicked());

// Die neue Variante
QObject::connect(button, &QPushButton::clicked, this, &ExampleObject::pushButtonClicked, Qt::AutoConnection);

// Verwendung einer Lambda-Funktion (C++11) als Slot
QObject::connect(sender, &QObject::destroyed, [=](){ ... });

Beachtung verdient der letzte Aufrufparameter des Beispiels „neue Variante“. Durch die optionale Angabe des Verbindungstyps lässt sich die threadübergreifende Kommunikation beeinflussen.

Standardmäßig wird AutoConnection verwendet. Befinden sich Sender und Empfänger im gleichen Thread, verhält sich diese Variante wie DirectConnection. Andernfalls wird QueuedConnection verwendet. Diese dynamische Entscheidung findet auch bei UniqueConnection statt, jedoch ist zu einem Signal lediglich ein Slot erlaubt. BlockingQueuedConnection wartet auf die vollständige Abarbeitung des Slots im anderen Thread und kann daher, wenn sich beide im gleichen Thread befinden, zur Deadlock-Situation führen.

GUI-Simulation

Qt verwendete bis zur neuesten Version eine eigene Zeichenengine sowie Steuerelemente. Es simulierte das unterschiedliche Aussehen auf den verschiedenen Plattformen (GUI-Simulation). Das machte das Portieren einfacher, da nur sehr wenige Klassen in Qt von der verwendeten Plattform abhängig waren. Der Nachteil bestand allerdings darin, dass Qt das Aussehen jeder Plattform präzise nachahmen musste, was nicht immer möglich war. Seit Qt 4.0 gibt es allerdings die Möglichkeit (wie auch in vielen anderen Toolkits, z. B. wxWidgets oder SWT), die betriebssystemeigenen Routinen zum Zeichnen der Elemente zu verwenden. So gibt es nun die nativen QWindowsVistaStyle, QWindowsXPStyle und den QMacStyle. Diese „Styles“ funktionieren nur auf dem passenden Betriebssystem (und sind dort auch der Standard). Es gibt nach wie vor aber auch plattformunabhängige „Styles“, diese lassen sich einfach (z. B. per Kommandozeile) aktivieren. Ab Version 5.0 wurde ein einheitliches Fallbackstyle namens Fusion eingeführt.

Meta-Object-Compiler

Der Meta-Object-Compiler, auch bekannt als moc, ist ein Werkzeug, welches die Header-Dateien eines Projektes untersucht und Meta-Informationen über Klassen und sonstige Programmteile sammelt. Das geschieht mit Hilfe von „Markierungen“, welche später vom Standard-Präprozessor entfernt werden. Aus diesen Informationen erstellt er wiederum C++-Code, in dem Funktionen implementiert werden, die ohne weitere Bibliotheken in C++ nicht vorhanden sind, wie Introspektion und das Signal-Slot-Konzept. Weitere Makros werden in selbst geschriebenen Header-Dateien expandiert, um deren Funktionsdeklarationen bereitzustellen.

Der Gebrauch eines zusätzlichen Werkzeuges wurde von einem Teil der C++-Programmierer kritisiert. Sie behaupteten, dass Qt-Programmierung keine C++-Programmierung mehr sei. Tatsächlich basiert die Implementation auf C-Makros, die bekanntlich nicht typsicher sind und den Namensraum verunreinigen. Aus der Sicht von Trolltech ist das aber nötig, um das Signal-Slot-Konzept elegant zu implementieren. Als Qt 1.x veröffentlicht wurde, waren die Compilerunterschiede bezüglich generischer Programmierung noch zu groß, als dass man sich auf Vorlagenklassen (Templates) hätte verlassen können. Auch lässt sich die Verunreinigung des Namensraumes durch Verwendung des Makros QT_NO_KEYWORDS vermeiden.

Multimedia

• das Bildbearbeitungsprogramm Adobe Photoshop Elements
• das Videoschnittprogramm Shotcut sowie
• der freie Media Player VLC (ab Version 0.9.2)
• die Linux-Version der Musikstreaming-Software Spotify
• der Audioplayer Clementine

Wissenschaft und Technik

• das Astronomieprogramm Stellarium
• die grafische Benutzeroberfläche der Virtualisierungssoftware VirtualBox von Oracle
• die Simulationssoftware der ESA
• das Programmpaket Mathematica des Unternehmens Wolfram Research
• der LaTeX-Editor TeXstudio

Kommunikation

• die freie VoIP-Software Mumble
• die Linux-Version der VoIP-Software Skype
• die proprietäre Sprachkonferenzsoftware TeamSpeak (ab Version 3.0)
• die Desktop-Versionen des Telegram Messenger

Spiele

• das Adventure-Spiel Tales of Monkey Island
• der ingame Puzzle Editor in Portal 2

Sonstige Anwendungen

• die Duden-Bibliothek der Verlage Duden, Brockhaus und Langenscheidt
• der virtuelle Globus Google Earth
• die freie Whiteboardsoftware OpenBoard