Qt 高分辨率扩展屏下窗口最大化问题

前言

Qt5 在扩展屏情况下，存在一些bug，影响用户的正常使用。这里讲述一种在高分辨率扩展屏下，Qt 应用最大化时，应用尺寸超出屏幕的问题，进行产生原因分析并提供对应解决方案。

问题复现

环境：

Qt 5.15 系列
Windows 10/11
主屏 1920*1080，缩放 125%，扩展屏 2160*1440 100%

复现代码：

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// main.cpp
#include <QApplication>
#include "mainwindow.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication::setHighDpiScaleFactorRoundingPolicy(Qt::HighDpiScaleFactorRoundingPolicy::PassThrough);
    QApplication::setAttribute(Qt::AA_EnableHighDpiScaling);
    QApplication::setAttribute(Qt::AA_UseHighDpiPixmaps);
    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow w;
    w.show();
    return QApplication::exec();
}

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// mainwindow.h
#ifndef FRAMELESS_TEST_MAINWINDOW_H
#define FRAMELESS_TEST_MAINWINDOW_H

#include <QWidget>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QWidget {
    Q_OBJECT

public:
    explicit MainWindow(QWidget *parent = nullptr);

    ~MainWindow() override;

protected:
    void mousePressEvent(QMouseEvent* event) override;

    void mouseMoveEvent(QMouseEvent* event) override;

    void mouseReleaseEvent(QMouseEvent* event) override;

private:
    Ui::MainWindow *ui;
    bool isMoving{false};
    QPoint pressPos;
    QRect r;
    qreal m_currentDpr = -1;
};


#endif //FRAMELESS_TEST_MAINWINDOW_H

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//mainwindow.cpp
#include "mainwindow.h"
#include "ui_MainWindow.h"
#include <QMouseEvent>
#include <QDebug>
#include "Windows.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
        QWidget(parent), ui(new Ui::MainWindow) {
    ui->setupUi(this);
    setWindowFlags(Qt::FramelessWindowHint);
    connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, [this]() {
        showMaximized();
        qDebug() << "1maximized size:" << this->size() << this->geometry();
//        auto handle = (HWND) this->windowHandle()->winId();
//        if (handle)
//            ::ShowWindow(handle, SW_SHOWMAXIMIZED);

    });
    connect(ui->pushButton_2, &QPushButton::clicked, this, [this]() {
        qDebug() << "normal size:" << this->size() << this->geometry();
        showNormal();
//        auto handle = (HWND) this->windowHandle()->winId();
//        if (handle)
//            ::ShowWindow(handle, SW_SHOWNORMAL);
    });
}

MainWindow::~MainWindow() {
    delete ui;
}

void MainWindow::mousePressEvent(QMouseEvent *event) {
   if (event->button() == Qt::MouseButton::LeftButton) {
       pressPos = event->pos();
       isMoving = true;
   }
    // if (ReleaseCapture()) {
    //     SendMessage(HWND(window()->winId()), WM_SYSCOMMAND, SC_MOVE + HTCAPTION, 0);
    // }

    QWidget::mousePressEvent(event);
}

void MainWindow::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event) {
   if (isMoving) {
       QPoint diff = event->pos() - pressPos;
       window()->move(window()->pos() + diff);
   }
    QWidget::mouseMoveEvent(event);
}

void MainWindow::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event) {
    isMoving = false;

    QWidget::mouseReleaseEvent(event);
}

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// mainwindow.ui
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ui version="4.0">
 <class>MainWindow</class>
 <widget class="QWidget" name="MainWindow">
  <property name="geometry">
   <rect>
    <x>0</x>
    <y>0</y>
    <width>400</width>
    <height>300</height>
   </rect>
  </property>
  <property name="windowTitle">
   <string>MainWindow</string>
  </property>
  <layout class="QVBoxLayout" name="verticalLayout">
   <item>
    <widget class="QPushButton" name="pushButton">
     <property name="text">
      <string>最大化</string>
     </property>
    </widget>
   </item>
   <item>
    <widget class="QPushButton" name="pushButton_2">
     <property name="text">
      <string>还原</string>
     </property>
    </widget>
   </item>
   <item>
    <widget class="QLabel" name="label">
     <property name="text">
      <string>TextLabel</string>
     </property>
    </widget>
   </item>
   <item>
    <layout class="QHBoxLayout" name="horizontalLayout">
     <item>
      <widget class="QPushButton" name="pushButton_4">
       <property name="text">
        <string>PushButton</string>
       </property>
      </widget>
     </item>
     <item>
      <widget class="QPushButton" name="pushButton_3">
       <property name="text">
        <string>PushButton</string>
       </property>
      </widget>
     </item>
    </layout>
   </item>
  </layout>
 </widget>
 <resources/>
 <connections/>
</ui>

复现步骤：

主屏启动应用，移动到扩展屏
应用最大化

现象：

应用最大化后，界面会超出扩展屏屏幕尺寸，而不是撑满扩展屏。

预期：

应用最大化，撑满扩展屏尺寸。

问题分析

尝试使用 Windows API ShowWindow() 进行窗口最大化和还原操作，但问题并未得到解决。最终通过打印窗口不同阶段的尺寸，发现了问题。

问题产生的核心原因与 Qt 去边框有关，也就是使用了setWindowFlags(Qt::FramelessWindowHint);，导致应用最大化时，未获取到当前屏幕的正确屏幕尺寸。也就是窗体的最大化尺寸不正确，它不等于扩展屏尺寸，而是远大于扩展屏本身尺寸，导致应用总是超出屏幕。

比如这里的窗口的尺寸为（400x300），最大化后的尺寸为（3200x1752），大于扩展屏尺寸（2160x1440）。

注意，虽然在 main.cpp 中调用了高分辨率适配的函数，但这并不是导致此问题的原因，一般很容易陷入此误区。

同时，此问题产生的前提是，从低分辨率移动到高分辨率后（即这里的1080P屏幕移动到2K屏幕），窗口最大化，并且 1080P 屏幕作为主屏。

解决方案

可在最大化时，获取当前屏幕尺寸，手动调用resize()设置为正确的尺寸，同时也不会改变窗体的标识：

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showMaximized();
auto rect = screen()->availableGeometry();
resize(rect.width(), rect.height());

总结

这属于 Qt 5的一个bug，在 Qt 6 中已经修复。如果项目中无法升级 Qt6，可使用此方案解决。

https://code.qt.io/cgit/qt/qtbase.git/tree/tests/manual/highdpi/dprgadget?id=bcedeb6d3d8e0e72aac16acbc519d09aa99f23fd
https://doc.qt.io/qt-6/highdpi.html#dprgadget