Steam's Notes

主题

元对象系统 ​

对象树 ​

Qt提供了一种机制，能够自动、有效的组织和管理继承自QObject的Qt对象，这种机制就是对象树。

Qt对象树在用户界面编程上是非常有用的。它能够帮助程序员减轻内存泄露的压力。

比如说当应用程序创建了一个具有父窗口部件的对象时，该对象将被加入父窗口部件的孩子列表。当应用程序销毁父窗口部件时，其下的孩子列表中的对象将被一一删除。这让我们在编程时，能够将主要精力放在系统的业务上，提高编程效率，同时也保证了系统的稳健性。

cpp
QDialog *dlg = new QDialog(0);

QPushButton *btn = new QPushButton(dlg);
QTread* p = new xx;

delete dlg;

元对象系统 ​

Qt 的元对象系统（Meta-Object System）提供了对象之间通信的信号与槽机制、运行时类型信息和动态属性系统。

元对象系统由以下三个基础组成：

  • QObject 类是所有使用元对象系统的类的基类。
  • 在一个类的private部分声明Q_OBJECT宏，使得类可以使用元对象的特性，如动态属性、信号与槽。
  • MOC（元对象编译器）为每个 QObject 的子类提供必要的代码来实现元对象系统的特性。构建项目时，MOC 工具读取 C++ 源文件，当它发现类的定义里有 Q_OBJECT 宏时，它就会为这个类生成另外一个包含有元对象支持代码的 C++ 源文件，这个生成的源文件连同类的实现文件一起被编译和连接。

Q_OBJECT ​

Q_OBJECT是Qt实现元编译系统的一个关键宏，这个宏展开后，里边包含了很多Qt自动生成的代码，包括了变量定义、函数声明等等。

示例：

  1. 变量
cpp
- static const qt_meta_stringdata_completerTst_t qt_meta_stringdata_completerTst：存储函数列表
- static const uint qt_meta_data_completerTst：类文件描述
  1. Q_OBJECT展开后的函数声明

以下5个函数都是使用Q_OBJECT宏自动生成的

cpp
- void xxx::qt_static_metacall(QObject *_o, QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a)

- const QMetaObject xxx::staticMetaObject

- const QMetaObject *xxx::metaObject()

- void *xxx::qt_metacast(const char *_clname)

- int xxx::qt_metacall(QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a)

为了更好的理解这5个函数，我们首先需要引入一个Qt元对象，也就是QMetaObject，这个类里边存储了父类的源对象、我们当前类描述、函数描述和qt_static_metacall函数地址。

qt_static_metacall

根据函数索引进行调用槽函数，这个回调中，信号和槽都是可以被回调的，自动生成代码如下

cpp

if (_c == QMetaObject::InvokeMetaMethod) {
    completerTst *_t = static_cast<completerTst*>(_o);
    Q_UNUSED(_t)
    switch (_id) {
    case 0:_t->lanuch(); break;
    case 1: _t->test(); break;
    default: ;
    }
}

一个信号声明，但是却也可以被回调，信号是可以当槽函数一样使用的。

b、staticMetaObject 构造一个QMetaObject对象，传入当前moc文件的动态信息；

c、metaObject 返回当前QMetaObject，一般而言，虚函数 metaObject() 仅返回类的 staticMetaObject对象。

qt_metacast 是否可以进行类型转换，被QObject::inherits直接调用，用于判断是否是继承自某个类。判断时，需要传入父类的字符串名称。

qt_metacall 调用函数回调，内部还是调用了qt_static_metacall 函数，该函数被异步处理信号时调用，或者Qt规定的有一定格式的槽函数(on_xxx_clicked())触发，异步调用代码如下所示

cpp

void QMetaCallEvent::placeMetaCall(QObject *object)
{
    if (slotObj_) {
        slotObj_->call(object, args_);
    } else if (callFunction_ && method_offset_ <= object->metaObject()->methodOffset()) {
        callFunction_(object, QMetaObject::InvokeMetaMethod, method_relative_, args_);
    } else {
        QMetaObject::metacall(object, QMetaObject::InvokeMetaMethod, method_offset_ + method_relative_, args_);
    }
}

  • 除了信号与槽机制外，元对象还提供如下一些功能：

  • QObject::metaObject() 函数返回类关联的元对象，元对象类 QMetaObject 包含了访问元对象的一些接口函数，例如 QMetaObject::className() 函数可在运行时返回类的名称字符串。

cpp

QObject *obj = new QPushButton;
obj->metaObject()->className (); //返回"QPushButton"

  • QMetaObject::newInstance() 函数创建类的一个新的实例。

  • QObject::inherits(const char *className) 函数判断一个对象实例是否是名称为 className 的类或 QObject 的子类的实例。例如：

cpp

QObject *timer = new QTimer; // QTimer 是 QObject 的子类
timer->inherits ("QTimer"); // 返回 true
timer->inherits ("QObject");  // 返回 true
timer->inherits ("QAbstractButton");//返回 false,不是 QAbstractButton 的子类

  • QObject::tr() 和 QObject::trUtf8() 函数可翻译字符串，用于多语言界面设计

  • QObject::setProperty() 和 QObject::property() 函数用于通过属性名称动态设置和获取属性值。

对于 QObject 及其子类，还可以使用 qobject_cast() 函数进行动态投射（dynamic cast）。 例如，假设 QMyWidget 是 QWidget 的子类并且在类定义中声明了 Q_OBJECT 宏。创建实例使用下面的语句： QObject *obj = new QMyWidget;

成功示例:

cpp

QWidget *widget = qobject_cast<QWidget*>(obj);
QMyWidget *myWidget = qobject_cast<QMyWidget*>(obj);

失败示例：

cpp

QLabel *label = qobject_cast<QLabel*>(obj);
这样投射是失败的，返回指针 label 为 NULL，因为 QMyWidget 不是 QLabel 的子类。
使用动态投射，使得程序可以在运行时对不同的对象做不同的处理。

属性系统 ​

Qt 提供一个 Q_PROPERTY() 宏可以定义属性，它也是基于元对象系统实现的。 在 QObject 的子类中，用宏 Q_PROPERTY() 定义属性，其使用格式如下： image Q_PROPERTY 宏定义一个返回值类型为 type，名称为 name 的属性，用 READ、WRITE 关键字定义属性的读取、写入函数，还有其他的一些关键字定义属性的一些操作特性。属性的类型可以是 QVariant 支持的任何类型，也可以用户自定义类型。

Q_PROPERTY 宏定义属性的一些主要关键字的意义如下：

  • READ : required, 指定一个读取属性值的函数，没有 MEMBER 关键字时必须设置 READ。
  • WRITE: optional,指定一个设定属性值的函数，只读属性没有 WRITE 设置。
  • MEMBER: optional,指定一个成员变量与属性关联，成为可读可写的属性，无需再设置 READ 和 WRITE。
  • RESET: optional，用于指定一个设置属性缺省值的函数。
  • NOTIFY: optional，用于设置一个信号，当属性值变化时发射此信号。
  • DESIGNABLE: optional,表示属性是否在 Qt Designer 里可见，缺省为 true。
  • CONSTANT: optional,表示属性值是一个常数，对于一个对象实例，READ 指定的函数返回值是常数，但是每个实例的返回值可以不一样。具有 CONSTANT 关键字的属性不能有 WRITE 和 NOTIFY 关键字。
  • FINAL : optional, 表示所定义的属性不能被子类重载。

QWidget 类定义属性的一些例子如下：

cpp

Q_PROPERTY(bool enabled READ isEnabled WRITE setEnabled)
Q_PROPERTY(QCursor cursor READ cursor WRITE setCursor RESET unsetCursor)

属性的使用

cpp

QPushButton *button = new QPushButton;
QObject*object = button；
object->setProperty("flat", true);
bool isFlat= object->property ("flat");

动态属性 ​

QObject::setProperty() 函数可以在运行时为类定义一个新的属性，称之为动态属性。动态属性是针对类的实例定义的。

动态属性可以使用 QObject::property() 查询，就如在类定义里用 Q_PROPERTY 宏定义的属性一样。

例如，在数据表编辑界面上，一些字段是必填字段，就可以在初始化界面时为这些字段的关联显示组件定义一个新的 required 属性，并设置值为“true”，如：

cpp

editName->setProperty("required", "true");
editName->property("required");

comboSex->setProperty("required", "true");
checkAgree->setProperty("required", "true");

然后，可以应用下面的样式定义将这种必填字段的背景颜色设置为亮绿色。

cpp

*[required="true"]{background-color:lime}

类的附加信息 ​

属性系统还有一个宏 Q_CLASSINFO()，可以为类的元对象定义“名称——值”信息，如：

cpp

class QMyClass:public QObject {
    Q_OBJECT
    Q_CLASSINFO("author", "Wang")
    Q_CLASSINFO ("company", "UPC")
    Q_CLASSINFO("version ", "3.0.1")
  public:
    ...
};

用 Q_CLASSINFO() 宏定义附加类信息后，可以通过元对象的一些函数获取类的附加信息，如 classlnfo(int) 获取某个附加信息，函数原型定义如下： QMetaClassInfo QMetaObject::classInfo(int index) const

返回值是 QMetaClassInfo 类型，有 name() 和 value() 两个函数，可获得类附加信息的名称和值。