Qt开发：元对象系统的介绍和使用

概述

Qt本身并不是一种编程语言，它实质上是一个跨平台的C++开发类库，是用标准C++编写的类库，它为开发GUI应用程序和非GUI应用程序提供了各种类。Qt对标准C++进行了扩展，引入了一些新的概念和功能，例如信号与槽、对象属性等。Qt的元对象编译器（Meta-Object Compiler, MOC）是一个预处理器，在源程序被编译前先将这些Qt特性的程序转换为标准C++兼容的形式，然后再由标准C++编译器进行编译。这就是为什么在使用信号与槽机制的类里，必须添加一个Q_OBJECT宏的原因，只有添加了这个宏，moc才能对类里的信号与槽的代码进行预处理。Qt Core模块是Qt类库的核心，所有其他模块都依赖于此模块，如果使用qmake来构建项目，Qt Core模块则是被自动加入的。Qt为C++语言增加的特性就是在Qt Core模块里实现的，这些扩展特性由Qt的元对象系统实现，包括信号与槽机制、属性系统、动态类型转换。

元对象系统的概念和组成

QObject是Qt的元对象系统的基础类，它为对象提供了信号与槽机制、对象树、事件处理等功能。QMetaObject是描述类元信息的对象，用于存储类的元数据，包括类名、信号、槽、属性、方法等。每个继承QObject的类都隐式包含一个静态的QMetaObject。另外QMetaProperty表示类的属性，可以通过它动态访问对象的属性。QMetaMethod表示类的方法，可以用于动态调用对象的方法。
元对象系统由以下三个基础组成：

1. QObject类是所有使用元对象系统的类的基类。
2. 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。
3. 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链接。

QObject 的详细介绍

QObject 是 Qt 框架中所有对象模型的基础类，几乎所有的 Qt 类（如 QWidget, QTimer, QThread 等）都直接或间接继承自 QObject。它提供了 Qt 元对象系统的核心功能，包括信号与槽机制、动态属性、事件处理、对象树结构等。

1.QObject 的主要特性

信号与槽机制

支持对象间松耦合的通信。
定义信号和槽的方式：用 signals 关键字定义信号；用 slots 关键字或使用任何公开的 public 方法定义槽。
信号与槽机制常用成员函数：

QObject::connect()：连接信号与槽。
QObject::disconnect()：断开信号与槽。
QObject::signalsBlocked()：检查信号是否被阻塞。
QObject::blockSignals()：阻塞或恢复信号。

#include <QObject>
#include <QDebug>

class MyObject : public QObject {
   
    Q_OBJECT

public:
    MyObject(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {
   }

signals:
    void mySignal(int value);

public slots:
    void mySlot(int value) {
   
        qDebug() << "Slot received value:" << value;
    }
};

int main() {
   
    MyObject obj1, obj2;
    QObject::connect(&obj1, &MyObject::mySignal, &obj2, &MyObject::mySlot);

    emit obj1.mySignal(42);  // 触发信号
    return 0;
}

动态属性

QObject 提供了动态属性支持，可以在运行时为对象添加或修改属性。

属性常用成员函数：

QObject::setProperty(const char *name, const QVariant &value)：设置动态属性。
QObject::property(const char *name)：获取动态属性。
QObject::dynamicPropertyNames()：获取所有动态属性的名称。

#include <QObject>
#include <QDebug>

int main() {
   
    QObject obj;
    obj.setProperty("dynamicProperty", 123);
    qDebug() << "Property value:" << obj.property("dynamicProperty").toInt();

    foreach (const QByteArray &propName, obj.dynamicPropertyNames()) {
   
        qDebug() << "Property name:" << propName;
    }

    return 0;
}

对象树（Object Trees）

QObject 通过父子关系管理对象生命周期。
一个对象的子对象会在父对象销毁时自动销毁。

对象树管理常用成员函数：

QObject::setParent(QObject *parent)：设置父对象。
QObject::parent()：获取父对象。
QObject::children()：获取子对象列表。

#include <QObject>