Qt之Meta-Object系统

简介: 简述Qt的元对象系统(Meta-Object System)提供了信号与槽机制,可用于对象间通信、运行时类别信息和动态属性系统。元对象系统基于三个方面:QObject类:为objects提供了一个可以利用元对象系统的基类。Q_OBJECT宏: 在类的私有部分声明这个宏可以启用元对象特性,例如:动态属性、信号与槽。Meta-Object编译器(moc): 为每

简述

Qt的元对象系统(Meta-Object System)提供了信号与槽机制,可用于对象间通信、运行时类别信息和动态属性系统。

元对象系统基于三个方面:

  • QObject类:为objects提供了一个可以利用元对象系统的基类。

  • Q_OBJECT宏: 在类的私有部分声明这个宏可以启用元对象特性,例如:动态属性、信号与槽。

  • Meta-Object编译器(moc): 为每个QObject子类生成必要的代码来实现元对象特性。

moc工具会读取C++源文件,如果发现有包含Q_OBJECT宏的类声明,就生成另外一个包含这些类的元对象代码的C++源文件。生成的源文件要么在类源文件里用#include包含,或者(更常见)与类的实现代码直接进行编译连接。

moc工具会读取C++源文件,如果发现一个或者多个声明了Q_OBJECT宏的类,就生成另外一个包含这些类的元对象代码的C++源文件。这些编译生成的源文件要么被包含到类的源文件中,或者更常见,被编译和链接到类的实现中。

详细描述

除了为对象间的通信提供信号与槽(引入元对象系统的主要原因)机制外,元对象还提供以下特性:

  • QObject::metaObject()返回类关联的meta-object对象。

  • QMetaObject::className()在运行时以字符串的形式返回类名,无需C++编译器提供运行时类别信息(RTTI)的支持。

  • QObject::inherits()返回一个对象是否是QObject继承树上一个类的实例。

  • QObject::tr()和QObject::trUtf8()提供国际化支持,将字符串翻译成指定的语言。

  • QObject::setProperty()和QObject::property()通过名称动态设置和获取属性。

  • QMetaObject::newInstance()构造类的一个新实例。

除此之外,还可以用qobject_cast()动态转换QObject类的类型。qobject_cast()函数和标准C++的dynamic_cast()功能类似,它的优点在于:不需要RTTI的支持,而且可以跨越动态连接库的转换。它尝试将它的参数转换成尖括号内的指针类型,如果对象是正确的类型(在运行时检查),则返回非零指针;否则,返回0,说明对象类型不兼容。

例如,假设MyWidget继承自QWidget,同时也声明了Q_OBJECT宏。

QObject *obj = new MyWidget;

QObject *类型的变量obj实际上指向一个MyWidget对象,因此,我们可以适当地进行类型转换:

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

因为obj实际上是一个MyWidget,而MyWidget是QWidget的子类,所以,从QObject转换为QWidget成功了。既然知道了obj是MyWidget类型的,那么我们也可以将其转换为MyWidget *:

MyWidget *myWidget = qobject_cast<MyWidget *>(obj);

到MyWidget类型的转换也是成功的,因为qobject_cast()并不区分内建的Qt类型和自定义类型。

QLabel *label = qobject_cast<QLabel *>(obj);
// label0

可是,转换到QLabel却失败了,返回的指针为0。这使得我们可以在运行时根据对象的类型而做不同的操作:

if (QLabel *label = qobject_cast<QLabel *>(obj)) {
        label->setText(tr("Ping"));
    } else if (QPushButton *button = qobject_cast<QPushButton *>(obj)) {
        button->setText(tr("Pong!"));
    }

尽管可以在不用Q_OBJECT宏(即:不用任何元对象代码)的情况下仍旧使用QObject作为基类,但是像信号和槽以及上面所说的其它特性都将无法使用。从元对象系统的角度来看,一个没有元对象代码的QObject子类等同于它最接近的有元对象代码的祖先。这意味着,QMetaObject::className()将不会返回你的类的真实名称,而是返回其祖先的名字。

因此,强烈建议所有QObject的子类都使用Q_OBJECT宏,不管实际上是否使用信号和槽,以及属性。

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