Qt 核心功能（00）：元对象系统【官翻】

元对象系统

Qt的元对象系统为对象间通信、运行时类型信息和动态属性系统提供了信号和槽机制。

元对象系统基于以下三件事:

1. QObject类为可以利用元对象系统的对象提供了一个基类。
2. 类声明的私有部分中的Q_OBJECT宏用于启用元对象特性，如动态属性、信号和槽。
3. 元对象编译器(moc)为每个QObject子类提供实现元对象特性所需的代码。

元对象编译器(moc)工具读取一个c++源文件。如果它发现一个或多个包含Q_OBJECT宏的类声明，它将生成另一个c++源文件，其中包含每个类的元对象代码。生成的源文件要么被#include到类的源文件中，要么被编译并链接到类的实现中。

除了提供对象之间通信的信号和插槽机制(引入该系统的主要原因)之外，元对象代码还提供了以下额外功能:

• QObject::metaObject() 返回该类的关联元对象。
• QMetaObject::className() 在运行时以字符串形式返回类名，而无需通过C ++编译器提供本机运行时类型信息（RTTI）支持。
• QObject::inherits() 函数返回对象是否是继承QObject继承树中指定类的类的实例。
• QObject::tr() 和QObject::trUtf8() 转换字符串以进行国际化。
• QObject::setProperty() 和QObject::property() 通过名称动态设置和获取属性。
• QMetaObject::newInstance() 构造该类的新实例。

也可以在QObject类上使用qobject_cast()执行动态转换。 qobject_cast()函数的行为与标准C ++ dynamic_cast()相似，其优点是它不需要RTTI支持，并且可以跨动态库边界工作。 它尝试将其参数转换为尖括号中指定的指针类型，如果对象的类型正确（在运行时确定），则返回非零指针；如果对象的类型不兼容，则返回nullptr。

例如，假设MyWidget继承自QWidget并使用Q_OBJECT宏声明：

 QObject *obj = new MyWidget;

QObject *类型的obj变量实际上是指MyWidget对象，因此我们可以对其进行适当的转换：

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

从QObject到QWidget的转换成功，因为该对象实际上是MyWidget，它是QWidget的子类。 由于我们知道obj是MyWidget，因此我们也可以将其强制转换为MyWidget *：

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

由于qobject_cast（）在内置Qt类型和自定义类型之间没有区别，因此将其强制转换为MyWidget是成功的。

     QLabel *label = qobject_cast<QLabel *>(obj);
     // label is 0

另一方面，对QLabel的强制转换失败。 然后将指针设置为0。这使得可以根据类型在运行时以不同方式处理不同类型的对象：

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

尽管可以在没有Q_OBJECT宏且没有元对象代码的情况下将QObject用作基类，但如果不使用Q_OBJECT宏，则信号和插槽以及此处描述的其他功能都将不可用。 从元对象系统的角度来看，没有元代码的QObject子类等效于它的具有元对象代码的最接近的祖先。 例如，这意味着QMetaObject :: className（）不会返回类的实际名称，而是该祖先的类名称。

因此，我们强烈建议QObject的所有子类都使用Q_OBJECT宏，而不管它们是否实际使用信号，插槽和属性。

另请参见QMetaObject，Qt的属性系统以及信号和插槽。

总结

有些类不是QObject的子类，但是也能使用元对象系统的某些功能，比如QEasingCurve::staticMetaObject ，因为源代码中有Q_GADGET宏。