QTreeView の展開制御でユーザー体験を向上！Qt プログラミング

QTreeView::setExpanded() は、Qt の QTreeView クラス（ツリー構造を表示するためのビュー）のメンバ関数の一つです。この関数は、指定されたインデックス（QModelIndex）に対応するアイテム（ノード）を展開状態にするかどうかを設定するために使用されます。

具体的には、以下のようになります。

機能

• 指定されたインデックスが無効な場合、この関数は何もしません。
• 逆に、setExpanded(index, false) を呼び出すと、そのアイテムの子アイテムは非表示になります（折りたたまれます）。
• 指定されたアイテムが子アイテムを持っている場合、setExpanded(index, true) を呼び出すと、その子アイテムがビューに表示されるようになります（展開されます）。

引数

この関数は2つの引数を取ります。

1. const QModelIndex &index: 展開または折りたたみたいアイテムのモデルインデックスです。QModelIndex は、モデル内の特定のアイテムを一意に識別するためのオブジェクトです。
2. bool expand:
   • true を指定すると、アイテムが展開されます。
   • false を指定すると、アイテムが折りたたまれます。

使用例

例えば、QTreeView のモデル (QAbstractItemModel を継承したクラスのインスタンスなど) があり、特定のインデックス itemIndex のアイテムを展開したい場合、以下のように記述します。

QModelIndex itemIndex = ...; // 展開したいアイテムのインデックスを取得
treeView->setExpanded(itemIndex, true);

逆に、同じアイテムを折りたたみたい場合は、以下のように記述します。

treeView->setExpanded(itemIndex, false);

• 初期状態での展開状態を設定したい場合は、通常、モデル側のデータ構造やロジックに基づいて、適切なタイミングで setExpanded() を呼び出すことになります。
• setExpanded() を使用することで、プログラムの実行中に特定のアイテムの展開状態を動的に制御することができます。
• QTreeView は、階層的なデータを視覚的に表現するのに非常に便利です。例えば、ファイルシステムのエクスプローラーや、アウトライン表示などに利用されます。

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無効な QModelIndex の使用

• トラブルシューティング
  
  • インデックスを取得する際に、それが有効なインデックスであることを QModelIndex::isValid() 関数で確認してください。
  • モデルが変更される可能性のある操作（データの追加、削除、並べ替えなど）の後に、再度正しいインデックスを取得するようにしてください。
  • デバッガを使用して、setExpanded() が呼び出される直前の QModelIndex の値を確認し、それが期待されるアイテムのインデックスと一致しているか確認してください。
• 原因
  
  • 存在しないアイテムのインデックスを使用している。
  • モデルが変更された後に、古いインデックスを使用している。
  • 親アイテムが存在しないのに、子アイテムのインデックスを作成しようとしている。
• エラー
  setExpanded() に渡された QModelIndex が無効である場合、関数は何もせず、期待通りにアイテムが展開または折りたたまれないことがあります。最悪の場合、プログラムがクラッシュする可能性も否定できません。

誤った expand 引数の指定

• トラブルシューティング
  
  • setExpanded() を呼び出す箇所のコードを再確認し、expand 引数の値が正しい条件に基づいて設定されているか確認してください。
  • デバッガを使用して、expand 引数の値が意図した通りになっているか確認してください。
• 原因
  ロジックの誤りや、条件分岐のミスなど。
• エラー
  展開したいのに false を渡したり、折りたたみたいのに true を渡したりするなど、expand 引数の値が意図した動作と逆になっている。

モデルの構造と展開状態の不整合

• トラブルシューティング
  
  • 指定されたインデックスのアイテムが本当に子アイテムを持っているか、モデルのデータ構造を確認してください。
  • モデルの data() 関数や index() 関数が、子アイテムを正しく提供するように実装されているか確認してください。
  • カスタムモデルを使用している場合は、hasChildren() 関数が、指定されたインデックスが子アイテムを持つ場合に true を返すように正しく実装されているか確認してください。
• 原因
  
  • 指定されたインデックスのアイテムが実際には子アイテムを持っていない。
  • モデルのデータ構造が正しく構築されておらず、子アイテムがモデル内で正しく関連付けられていない。
  • モデルの hasChildren() 関数が正しく実装されていない。
• エラー
  setExpanded(index, true) を呼び出しても、子アイテムが表示されない。

ビューの初期設定との競合

• トラブルシューティング
  
  • ビューの初期設定方法を確認し、プログラムによる制御と矛盾がないか検討してください。
  • 必要であれば、ビューの初期設定を変更するか、プログラムによる展開状態の制御のタイミングを調整してください。例えば、ビューが完全に初期化された後に setExpanded() を呼び出すようにするなど。
• 原因
  ビューの初期化処理と、プログラムによる展開状態の制御が競合している。
• エラー
  setExpanded() を呼び出しても、ビューの初期設定（例えば、特定のアイテムが初期状態で展開されるように設定されている場合）によって、展開状態がすぐに上書きされてしまう。

スロットとシグナルの接続の問題

• トラブルシューティング
  
  • connect() 関数が正しく呼び出され、シグナルとスロットが適切に接続されているか確認してください。
  • スロット関数内で setExpanded() が正しいインデックスと expand 引数で呼び出されているか確認してください。
  • デバッガを使用して、シグナルが正しく発行され、スロット関数が実行されているか確認してください。
• 原因
  シグナルとスロットの接続が正しく行われていない、またはスロット側の処理に誤りがある。
• エラー
  特定のシグナル（例えば、アイテムがクリックされたなど）に応じて setExpanded() を呼び出そうとしているが、期待通りに動作しない。

• 簡単なテストケースの作成
  問題を再現する最小限のコードを作成し、そこで動作を確認することで、問題の範囲を絞り込むことができます。
• Qt のドキュメント参照
  QTreeView クラスや QModelIndex クラスの公式ドキュメントを参照し、関数の正確な動作や注意点を確認してください。
• ログ出力
  qDebug() などのQtのログ出力機能を使用して、重要な変数の値や処理の流れを記録し、問題の原因を特定するのに役立ててください。
• デバッガの活用
  Qt Creator などの開発環境に付属するデバッガを使用して、プログラムの実行をステップバイステップで追跡し、変数の値や関数の呼び出し順序などを確認することが非常に有効です。

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例1: 初期状態で特定のアイテムを展開する

この例では、簡単な文字列リストモデル (QStringListModel) を QTreeView に設定し、初期状態で特定のアイテム（インデックス 0 のアイテム）を展開します。

#include <QApplication>
#include <QTreeView>
#include <QStringListModel>
#include <QModelIndex>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    // 文字列リストを作成
    QStringList stringList;
    stringList << "親アイテム 1" << "親アイテム 2" << "親アイテム 3";
    stringList << "  - 子アイテム 1-1" << "  - 子アイテム 1-2";
    stringList << "    -- 孫アイテム 1-2-1";
    stringList << "  - 子アイテム 2-1";

    // 文字列リストモデルを作成
    QStringListModel *model = new QStringListModel(stringList);

    // QTreeView を作成
    QTreeView *treeView = new QTreeView();
    treeView->setModel(model);

    // 展開したいアイテムのインデックスを取得 (ここでは最初の親アイテム)
    QModelIndex indexToExpand = model->index(0, 0);

    // 指定したインデックスのアイテムを展開する
    treeView->setExpanded(indexToExpand, true);

    treeView->show();

    return a.exec();
}

解説

1. QStringListModel に階層構造を模倣した文字列リストを作成しています。インデントで親子関係を表現していますが、実際のモデルではより明示的な構造を持つことが多いです。
2. QStringListModel の index(row, column) 関数を使用して、展開したいアイテムの QModelIndex を取得しています。ここでは最初の行（インデックス 0）のアイテムを取得しています。
3. treeView->setExpanded(indexToExpand, true) を呼び出すことで、取得したインデックスのアイテムを展開しています。

例2: 特定の条件に基づいてアイテムを展開/折りたたむ

この例では、ユーザーの操作（例えば、ボタンクリック）に応じて、特定のアイテムの展開状態を切り替えます。

#include <QApplication>
#include <QTreeView>
#include <QStringListModel>
#include <QPushButton>
#include <QVBoxLayout>
#include <QWidget>
#include <QModelIndex>

class MainWindow : public QWidget
{
public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr) : QWidget(parent)
    {
        // 文字列リストを作成
        QStringList stringList;
        stringList << "アイテム A" << "  - サブアイテム A-1" << "アイテム B";

        // モデルとビューを作成
        model = new QStringListModel(stringList);
        treeView = new QTreeView();
        treeView->setModel(model);

        // 操作ボタンを作成
        expandButton = new QPushButton("アイテム A を展開");

        // レイアウトを設定
        QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout();
        layout->addWidget(treeView);
        layout->addWidget(expandButton);
        setLayout(layout);

        // ボタンのクリックシグナルとスロットを接続
        connect(expandButton, &QPushButton::clicked, this, &MainWindow::toggleItemA);

        // 展開したいアイテムのインデックスを初期化
        itemAIndex = model->index(0, 0);
    }

private slots:
    void toggleItemA()
    {
        // 現在の展開状態を取得
        bool isExpanded = treeView->isExpanded(itemAIndex);

        // 状態を反転させて設定
        treeView->setExpanded(itemAIndex, !isExpanded);

        // ボタンのテキストを更新
        if (!isExpanded) {
            expandButton->setText("アイテム A を折りたたむ");
        } else {
            expandButton->setText("アイテム A を展開");
        }
    }

private:
    QTreeView *treeView;
    QStringListModel *model;
    QPushButton *expandButton;
    QModelIndex itemAIndex;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow w;
    w.show();
    return a.exec();
}

解説

1. MainWindow クラス内で QTreeView、QStringListModel、QPushButton を作成しています。
2. ボタンがクリックされると、toggleItemA() スロットが呼び出されます。
3. treeView->isExpanded(itemAIndex) を使用して、アイテム A の現在の展開状態を取得しています。
4. setExpanded() を使用して、現在の状態を反転させてアイテムの展開状態を設定しています。
5. ボタンのテキストも、現在の展開状態に応じて動的に変更しています。

例3: プログラム的に複数のアイテムを展開する

この例では、モデル内の特定の条件を満たす複数のアイテムをプログラム的に展開する方法を示します。ここでは、"親" という文字列を含むアイテムをすべて展開します。

#include <QApplication>
#include <QTreeView>
#include <QStringListModel>
#include <QModelIndex>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    // 文字列リストを作成
    QStringList stringList;
    stringList << "親アイテム A" << "  - 子アイテム A-1";
    stringList << "アイテム B";
    stringList << "親アイテム C" << "  - 子アイテム C-1" << "    -- 孫アイテム C-1-1";
    stringList << "アイテム D";

    // 文字列リストモデルを作成
    QStringListModel *model = new QStringListModel(stringList);

    // QTreeView を作成
    QTreeView *treeView = new QTreeView();
    treeView->setModel(model);

    // モデル内のすべての行を走査して、"親" を含むアイテムを展開する
    for (int i = 0; i < model->rowCount(); ++i) {
        QModelIndex index = model->index(i, 0);
        if (model->data(index).toString().contains("親")) {
            treeView->setExpanded(index, true);
        }
    }

    treeView->show();

    return a.exec();
}

1. model->rowCount() を使用して、モデル内の行数を取得し、ループで各アイテムを処理しています。
2. model->index(i, 0) で各行の QModelIndex を取得しています。
3. model->data(index).toString().contains("親") で、アイテムのデータ（ここでは文字列）に "親" という文字列が含まれているか確認しています。
4. 条件を満たすアイテムに対してのみ treeView->setExpanded(index, true) を呼び出し、展開しています。

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QTreeView::expandAll() および QTreeView::collapseAll()

• 注意点
  大規模なデータセットの場合、expandAll() はパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

• 利点
  簡単な操作でビュー全体の展開状態を制御できます。

• 使用例
  

  // すべてのアイテムを展開する
  treeView->expandAll();
  
  // すべてのアイテムを折りたたむ
  treeView->collapseAll();
  

• 機能
  これらの関数は、ビュー内のすべてのアイテムをそれぞれ展開または折りたたむために使用されます。個々のアイテムを制御するのではなく、ビュー全体の展開状態を一括で変更したい場合に便利です。

QTreeView::expandToDepth(int depth)

• 注意点
  個々のアイテムの展開状態を細かく制御することはできません。

• 利点
  特定の階層レベルまで展開したい場合に便利です。

• 使用例
  

  // 深さ 1 までのアイテムを展開する
  treeView->expandToDepth(1);
  
  // すべてのアイテムを展開する (深さを -1 に指定)
  treeView->expandToDepth(-1);
  

• 機能
  指定した深さまでのすべてのアイテムを展開します。深さ 0 はトップレベルのアイテムのみ、深さ 1 はトップレベルとその直下のアイテム、といった具合です。

QAbstractItemView::setExpanded(const QModelIndex &index, bool expand) (継承された関数)

• 利点
  QAbstractItemView を扱う汎用的なコードで利用できます。
• 使用例
  QTreeView::setExpanded() と同様です。
• 機能
  QTreeView は QAbstractItemView を継承しており、同じ名前の setExpanded() 関数を持っています。動作は QTreeView::setExpanded() と同じですが、より抽象的なビュークラスのインターフェースとして捉えることができます。

モデルのシグナルとスロットの連携

• 注意点
  モデル側の実装とビュー側の連携が必要になります。

• 利点
  モデルの状態変化に連動してビューの展開状態を自動的に管理できるため、より動的なUIを実現できます。

• 使用例
  カスタムモデルを実装する場合、rowsInserted() シグナルなどが発行された際に、関連する親アイテムを自動的に展開するスロットを接続することができます。

  // カスタムモデルの例 (rowsInserted シグナルが発行されたときにスロットを呼び出す)
  connect(model, &QAbstractItemModel::rowsInserted, this, &MyTreeView::onRowsInserted);
  
  // MyTreeView クラスのスロット
  void MyTreeView::onRowsInserted(const QModelIndex &parent, int first, int last)
  {
      if (parent.isValid()) {
          // 親アイテムが存在する場合、展開する
          setExpanded(parent, true);
      }
  }
  

• 機能
  モデル (QAbstractItemModel を継承したクラス) がデータ構造の変化（例えば、子アイテムの追加など）を通知するシグナルを発行し、それに応じてビュー側で展開状態を制御する方法です。

ユーザーインタラクションによる展開/折りたたみ

• 注意点
  プログラムによる展開状態の制御が必要な場合には、追加のコードが必要です。
• 利点
  ユーザーが直感的に展開状態を操作できます。
• 使用例
  QTreeView はデフォルトでこの機能を備えているため、特別なコードを記述する必要はありません。
• 機能
  プログラム側で明示的に setExpanded() を呼び出すのではなく、ユーザーがツリービューの展開/折りたたみアイコン（通常は小さな矢印やプラス/マイナス記号）をクリックすることで展開状態を制御する方法です。

状態保存と復元

• 注意点
  保存と復元のための追加の処理が必要です。QPersistentModelIndex を使用することで、モデルの変更によるインデックスの無効化を防ぐことができます。

• 利点
  ユーザーの作業状態を維持できます。

• 使用例
  QTreeView::expandedIndexes() で現在展開されているすべてのインデックスのリストを取得し、それを保存します。復元時には、保存されたインデックスに対して setExpanded(index, true) を呼び出します。

  // 展開状態を保存
  QList<QPersistentModelIndex> expandedIndices;
  QModelIndexList currentIndexes = treeView->expandedIndexes();
  for (const QModelIndex &index : currentIndexes) {
      expandedIndices.append(QPersistentModelIndex(index));
  }
  // (expandedIndices をファイルなどに保存する処理)
  
  // 展開状態を復元
  // (保存された expandedIndices を読み込む処理)
  for (const QPersistentModelIndex &pIndex : expandedIndices) {
      if (pIndex.isValid()) {
          treeView->setExpanded(pIndex, true);
      }
  }
  

• 機能
  現在のツリービューの展開状態を保存しておき、後で復元する方法です。例えば、アプリケーションの終了時に展開状態を保存し、次回起動時に復元するといった用途に利用できます。