Qt 在 Windows 下默认字体比较丑，但是我们有办法修改它
一直觉得 Qt 在 Windows 系统上的默认字体不太好看，不过自己写程序时自己去指定字体也很方便，就没怎么在意。这几个月专门用 Qt 写了一些程序，发现这还真的是个问题，因为包括官方的 Qt Creator 在内，都没有开放给用户自定义默认字体的设置，天天看着实在不怎么舒服。本来 Windows 系统是允许用户自定义桌面字体的，Win10 不知是出于去桌面化还是什么考虑，把这个功能又拿掉了。
当然，通过修改注册表还是可以修改系统默认字体的，而且我知道确实有这样的第三方工具。不过鉴于 Win10 对桌面系统日益后妈化的现实，这个接口说不定哪天也会被关掉，所以我个人并不怎么希望走这个路子。然而我也明白这确实是当前最简单、也不需要任何编程的手段。如果读者希望用这个方法的话，请自行搜索类似 Font Changer 之类的关键字，下面的文字就不需要再看了。用编程的方法则比较麻烦，需要自行修改一些代码，愿意自己动手的朋友请继续阅读。
要解决该问题，首先请阅读 QTBUG-58610，我也是找资料时偶然发现这条信息的。按照该 bug 的描述，该问题的基本原因在于 Qt 在获取字体时使用了教早的 Win32 函数 GetStockObject，而较新的系统中应该使用 SystemParametersInfo。看起来只是修改一个系统调用，似乎不难解决，但审核记录却显示修正会放到下一个主要版本（6.0）。这意味着即将到来的 LTS 版本（5.12）不会解决该问题。或许是出于审慎和兼容性考虑吧，不过我对这个结果是有点失望的。好在 Qt 是开源的，并且问题看起来也很简单，我决心自己看一下能不能自己修改源码来启用新的字体。
我使用的是当前 Qt 的最新正式版 5.11.2。首先声明，本文描述的方法是我自行尝试的，并未得到官方验证，虽然我自己已经作了测试，并分析过可能受影响的相关代码，自信还是比较可靠的，但并不保证 100% 没有问题，同时也仅在 Windows 做了测试，所以内容仅供参考，对 Qt 有自行编译经验的朋友不妨尝试。
简单查找了一下，对上述接口的调用主要在如下位置： qtbase\src\platformsupport\fontdatabases\windows\qwindowsfontdatabase.cpp，文件中又有两处稍有不同的实现，首先是 QWindowsFontDatabase::systemFont:
// ### fixme Qt 6 (QTBUG-58610): See comment at QWindowsFontDatabase::systemDefaultFont()
HFONT QWindowsFontDatabase::systemFont()
{
static const HFONT stock_sysfont = (HFONT)GetStockObject(DEFAULT_GUI_FONT);
return stock_sysfont;
}
看起来程序员已经标记出问题，但并未修改。注释告诉我们还要注意 QWindowsFontDatabase::systemDefaultFont()，那接下来就看看这个函数：
QFont QWindowsFontDatabase::systemDefaultFont()
{
#if QT_VERSION >= 0x060000
// Qt 6: Obtain default GUI font (typically "Segoe UI, 9pt", see QTBUG-58610)
NONCLIENTMETRICS ncm;
ncm.cbSize = FIELD_OFFSET(NONCLIENTMETRICS, lfMessageFont) + sizeof(LOGFONT);
SystemParametersInfo(SPI_GETNONCLIENTMETRICS, ncm.cbSize , &ncm, 0);
const QFont systemFont = QWindowsFontDatabase::LOGFONT_to_QFont(ncm.lfMessageFont);
#else
LOGFONT lf;
GetObject(QWindowsFontDatabase::systemFont(), sizeof(lf), &lf);
QFont systemFont = QWindowsFontDatabase::LOGFONT_to_QFont(lf);
// "MS Shell Dlg 2" is the correct system font >= Win2k
if (systemFont.family() == QLatin1String("MS Shell Dlg"))
systemFont.setFamily(QStringLiteral("MS Shell Dlg 2"));
// Qt 5 by (Qt 4) legacy uses GetStockObject(DEFAULT_GUI_FONT) to
// obtain the default GUI font (typically "MS Shell Dlg 2, 8pt"). This has been
// long deprecated; the message font of the NONCLIENTMETRICS structure obtained by
// SystemParametersInfo(SPI_GETNONCLIENTMETRICS) should be used instead (see
// QWindowsTheme::refreshFonts(), typically "Segoe UI, 9pt"), which is larger.
#endif // Qt 5
qCDebug(lcQpaFonts) << __FUNCTION__ << systemFont;
return systemFont;
}
嗯，修改代码已经给出，只是标记为从 V6 开始启用。要启用的话，这里只要切换到新代码即可，但上面的 systemFont 呢？是简单的废弃掉了，还是有别处代码继续调用？
好在 HFONT 是 Windows 特定类型，考虑到代码结构，该类应该只是在内部作为平台实现，不太可能由其他代码直接调用，因此我们可以把查找范围限定在 platformsupport 内部，避免搜索整个 Qt 库。搜索一下可知，除了上面已经看到的 systemDefaultFont() 之外，调用 systemFont() 的尚有三处。仔细观察代码可知，这些调用主要为另一个名为 QWindowsFontEngine 的类提供字体。
这就有点麻烦了。熟悉 Win32 API 的朋友应该知道，GetStockObject 返回的对象，不论是否调用 DeleteObject 都不会有不良后果，所以你可以放心大胆的调用而无需担心 GDI 资源泄露。而 SystemParametersInfo 就不同了，自己创建的字体，必须保证在正确的时间释放，否则要么丢失字体，要么泄露句柄。为保证修改安全，我们不能只考虑前面两处地方，而必须考虑到调用者是否、以及应该在何处释放资源的问题。
qwindowsfontdatabase.cpp 中引用到 sytsemFont() 方法的代码有两处。一处就在前面的 systemDefaultFont() 调用中，不过我们已经看到了，如果切换到 V6 的实现，那么该调用将不会再起作用，我们可以安全地忽略它。另一处在 createEngine() 方法中:
QFontEngine *QWindowsFontDatabase::createEngine(const QFontDef &request, const QString &faceName,
int dpi,
const QSharedPointer<QWindowsFontEngineData> &data)
{
...
if (request.stretch != 100) {
HFONT hfont = CreateFontIndirect(&lf);
if (!hfont) {
qErrnoWarning("%s: CreateFontIndirect failed", __FUNCTION__);
hfont = QWindowsFontDatabase::systemFont();
}
HGDIOBJ oldObj = SelectObject(data->hdc, hfont);
TEXTMETRIC tm;
if (!GetTextMetrics(data->hdc, &tm))
qErrnoWarning("%s: GetTextMetrics failed", __FUNCTION__);
else
lf.lfWidth = tm.tmAveCharWidth * request.stretch / 100;
SelectObject(data->hdc, oldObj);
DeleteObject(hfont);
}
...
上述代码会在处理完毕后调用 DeleteObject。很好，这段代码是安全的，我们不用管它了。接下来看 QWindowsFontEngine 中的调用。
首先看 qwindowsfontengine.cpp 中的调用点：对 systemFont() 的调用的两处分别在 QWindowsFontEngine 的构造函数和析构函数。这是一个好现象，说明生命周期非常明确，但我们仍然要了解该调用生成的对象是如何管理的。首先看构造函数：
QWindowsFontEngine::QWindowsFontEngine(const QString &name,
LOGFONT lf,
const QSharedPointer<QWindowsFontEngineData> &fontEngineData)
: QFontEngine(Win),
m_fontEngineData(fontEngineData),
_name(name),
m_logfont(lf),
ttf(0),
hasOutline(0)
{
qCDebug(lcQpaFonts) << __FUNCTION__ << name << lf.lfHeight;
hfont = CreateFontIndirect(&m_logfont);
if (!hfont) {
qErrnoWarning("%s: CreateFontIndirect failed for family '%s'", __FUNCTION__, qPrintable(name));
hfont = QWindowsFontDatabase::systemFont();
}
HDC hdc = m_fontEngineData->hdc;
SelectObject(hdc, hfont);
...
可见，QWindowsFontEngine 是将 systemFont() 作为一种后备机制，只有 CreateFontIndirect 不成功的情况下才会调用它。至于首选字体是什么可以不用关心它，但这样字体的来源有两种可能，这给我们判断是否应该删除增加了一点困难。再看析构函数：
QWindowsFontEngine::~QWindowsFontEngine()
{
if (designAdvances)
free(designAdvances);
if (widthCache)
free(widthCache);
// make sure we aren't by accident still selected
SelectObject(m_fontEngineData->hdc, QWindowsFontDatabase::systemFont());
if (!DeleteObject(hfont))
qErrnoWarning("%s: QFontEngineWin: failed to delete font...", __FUNCTION__);
qCDebug(lcQpaFonts) << __FUNCTION__ << _name;
...
}
这里的处理逻辑有点绕，因为 hfont 本来就可能来自 systemFont()，结果在释放时再一次选择了该字体。这种处理原来是没有问题的（因为 GetStockObject 返回的对象不需要删除），但对新字体的实现明显就会有泄露的风险了。我们看到，析构函数后面会调用 DeleteObject，所以不论构造函数是如何生成字体的，这里确实会释放，不必担心。那么问题就在于上面的 SelectObject 怎么办。思考一番后，我决定这样：把这样的 systemFont() 改成原来的实现（GetStockObject） ,这样就无需担心泄露了。鉴于 QWindowsFontEngineData 仅在 QWindowsFontEngine 内部使用，其 hdc 在释放以后应该不会再用于 Font Engine，所以这样做应该是安全的。
方法已经考虑清楚，接下来就是实现了。首先找到 QWindowsFontDatabase::systemDefaultFont()，强行开启 V6 分支判断：
QFont QWindowsFontDatabase::systemDefaultFont()
{
//{{HACK_BEGIN
#if 1 // QT_VERSION >= 0x060000
//}}HACK_END
上述代码是我自己的习惯，便于以后查找修改的地方，因为 Qt 代码实在是太庞大了，为一点小小的修改就上版本控制的话会非常慢。当然修改之前把原来的代码备份一次是个好习惯。
然后修改 QWindowFontDatabase::systemFont()，使用新的字体查找方法：
// ### fixme Qt 6 (QTBUG-58610): See comment at QWindowsFontDatabase::systemDefaultFont()
HFONT QWindowsFontDatabase::systemFont()
{
//{{HACK_BEGIN
// static const HFONT stock_sysfont = (HFONT)GetStockObject(DEFAULT_GUI_FONT);
// return stock_sysfont;
NONCLIENTMETRICS ncm;
ncm.cbSize = FIELD_OFFSET(NONCLIENTMETRICS, lfMessageFont) + sizeof(LOGFONT);
SystemParametersInfo(SPI_GETNONCLIENTMETRICS, ncm.cbSize , &ncm, 0);
return CreateFontIndirect(&ncm.lfMessageFont);
//}}HACK_END
}
这里和原来的处理有一点差别。原来的代码将字体作为静态变量，估计是希望优化性能吧。但看过对应的实现，我们知道调用方通常会在结束之后调用 DeleteObject()，所以现在用静态变量是不太现实的。对当代计算机来说 Font 对象只要不泄露，多调用几次应该不会造成明显的性能问题。
然后是 qwindowsfontengine.cpp。我们只需要替换析构函数中的实现就可以了：
QWindowsFontEngine::~QWindowsFontEngine()
{
...
// make sure we aren't by accident still selected
//{{HACK_BEGIN
// SelectObject(m_fontEngineData->hdc, QWindowsFontDatabase::systemFont());
SelectObject(m_fontEngineData->hdc, (HFONT)GetStockObject(DEFAULT_GUI_FONT));
//}}HACK_END
程序到此修改完毕，我们可以重新编译 Qt， 然后走开去做点别的（需要很长时间）。
编译完成后，你可以用生成的 DLL 替换原来的版本，即可生效。其实严格说来，我们所作的只是一个很小的修改，单独复制下列文件即可：plugins/platforms/qwindows.dll（调试版本为 qwindowsd.dll）。
我们看看修改后的效果。我保留了原版和修改过的版本，这样放在一起容易看出差别。可以看出，新版的字体比原来更加丰满圆润，我个人觉得顺眼多了。你觉得呢？
无关的吐槽：就在写作本文时，Visual Studio 2017 更新 15.8.7 再次搞坏了我的 Qt 构建，本来 15.8.6 还是完全没有问题的......我以为 VS2017 经过这么多更新应该已经很稳定了，没想到还是和 Win10 一个尿性。好吧，用回 VS2015，至少不会给我搞什么幺蛾子。