在Qt中实现一个符合你需求的日志系统，可以考虑以下几种方案，这些方案能够满足格式化日志输出、日志等级管理，以及在启用调试选项时包含文件、函数和行数等信息的要求。

1. Qt 内置日志功能 (qDebug, qWarning, qCritical, qFatal)

Qt 自带了一套日志功能，主要包括 qDebug, qWarning, qCritical, 和 qFatal 这几个宏。虽然默认的输出格式相对简单，但你可以通过重定向日志输出流，来自定义日志格式和内容。

示例代码：

#include <QDebug>
#include <QDateTime>
#include <QFile>
#include <QTextStream>

void customLogOutput(QtMsgType type, const QMessageLogContext &context, const QString &msg) {
    QString logLevel;
    switch (type) {
    case QtDebugMsg:
        logLevel = "DEBUG";
        break;
    case QtWarningMsg:
        logLevel = "WARNING";
        break;
    case QtCriticalMsg:
        logLevel = "CRITICAL";
        break;
    case QtFatalMsg:
        logLevel = "FATAL";
        break;
    }

    QString logMessage = QString("%1 [%2] (%3:%4, %5): %6")
        .arg(QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss"))
        .arg(logLevel)
        .arg(context.file)
        .arg(context.line)
        .arg(context.function)
        .arg(msg);

    QFile outFile("app.log");
    if (outFile.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Append)) {
        QTextStream ts(&outFile);
        ts << logMessage << endl;
    }

    // 也可以将日志输出到控制台或其他地方
    QTextStream(stdout) << logMessage << endl;
}

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

    qInstallMessageHandler(customLogOutput);

    qDebug() << "This is a debug message";
    qWarning() << "This is a warning message";
    qCritical() << "This is a critical message";
    // qFatal() << "This is a fatal error message";

    return a.exec();
}

解释：

• 重定向日志输出：通过 qInstallMessageHandler 可以重定向 Qt 日志输出，将日志信息重定向到自定义的处理函数 customLogOutput。
• 格式化日志：在自定义的处理函数中，你可以根据需求格式化日志内容，包含时间、日志等级、文件、行数、函数等信息。
• 日志输出：可以将日志输出到文件、控制台或其他目标，满足你的需求。

优点：

• 轻量级：使用 Qt 自带的日志系统，无需引入额外的库或模块。
• 易于扩展：通过自定义日志处理函数，可以灵活地控制日志输出格式和内容。
• 可控：可以根据需求在运行时启用或禁用不同级别的日志输出。

缺点：

• 功能较基础：需要自己实现更多高级功能，如日志轮转、异步写入等。

2. 基于 QLoggingCategory 的日志系统

QLoggingCategory 是 Qt 5 引入的一个更高级的日志分类和管理工具。它允许你对日志进行分类，并且可以在运行时控制哪些类别的日志启用或禁用。

示例代码：

#include <QLoggingCategory>

Q_LOGGING_CATEGORY(logDebug, "myApp.debug")
Q_LOGGING_CATEGORY(logWarning, "myApp.warning")

void logExample() {
    qCDebug(logDebug) << "This is a debug message";
    qCWarning(logWarning) << "This is a warning message";
}

解释：

• 日志分类：通过 QLoggingCategory 创建不同的日志分类，并在代码中使用 qCDebug, qCWarning 等宏来输出日志。
• 控制日志级别：你可以在程序中或通过配置文件动态启用或禁用特定分类的日志输出，灵活控制日志级别。

优点：

• 分类管理：可以根据不同的模块或功能定义日志分类，增强日志的可管理性。
• 运行时控制：可以在不修改代码的情况下，通过配置文件动态控制日志输出。

缺点：

• 复杂度略高：相比基础的 qDebug 系列宏，QLoggingCategory 的使用稍显复杂，需要定义和管理多个分类。

3. 使用第三方日志库：spdlog

如果你需要一个功能更强大、性能更高的日志系统，第三方日志库如 spdlog 是一个很好的选择。spdlog 支持异步日志记录、高性能、日志轮转、多种输出目标等特性。

示例代码：

#include "spdlog/spdlog.h"
#include "spdlog/sinks/basic_file_sink.h"

void setupLogger() {
    auto logger = spdlog::basic_logger_mt("file_logger", "logs/app.log");
    spdlog::set_default_logger(logger);
    spdlog::set_pattern("%Y-%m-%d %H:%M:%S [%l] %v (%@)");

    spdlog::info("Logger initialized");
}

int main() {
    setupLogger();

    spdlog::debug("This is a debug message");
    spdlog::warn("This is a warning message");
    spdlog::error("This is an error message");

    return 0;
}

解释：

• 日志格式：通过 set_pattern 可以定义日志的输出格式，包括时间、日志级别、文件、行数等。
• 日志等级：spdlog 支持多种日志等级（如 debug, info, warn, error），并且可以在运行时灵活控制日志输出级别。
• 异步日志：对于性能敏感的应用，spdlog 提供了异步日志模式，可以在不影响主线程的情况下高效地记录日志。

优点：

• 高性能：spdlog 是一个高性能的日志库，适合需要高效处理日志的大型应用。
• 丰富功能：支持日志轮转、异步日志、多线程安全等功能，扩展性强。

缺点：

• 外部依赖：需要引入第三方库，增加了项目的复杂度。
• 配置稍复杂：相对于 Qt 内置的日志系统，spdlog 需要更多的配置和学习成本。

推荐方案

如果你需要一个轻量级且易于集成的日志系统，并且希望利用Qt现有的功能，建议使用 Qt 内置日志功能（qDebug等），结合 自定义日志处理函数 来实现格式化输出和日志管理。

• 使用 Qt 内置日志功能：可以满足你对格式化输出、日志等级控制的要求，并且容易集成到现有项目中。
• 自定义输出格式：通过 qInstallMessageHandler 自定义输出格式，包含时间、日志等级、文件、函数、行数等信息。
• 运行时控制日志级别：可以在代码中或通过编译选项（如#define QT_NO_DEBUG_OUTPUT）控制日志输出的级别，适合在不同环境中使用。

如果你有更高的性能需求或复杂的日志管理需求，且不介意引入第三方库，spdlog 是一个非常强大的选择，可以提供更丰富的日志功能。

总结

对于大多数Qt应用，使用Qt内置的日志功能配合自定义格式输出，已经能够满足常见的日志需求。如果需要额外的功能，如日志轮转、异步处理，则可以考虑引入spdlog等第三方库。