本文深入探讨了qobject_cast在Qt中的使用方式与限制条件，特别是针对QObject派生类及通过Q_DECLARE_INTERFACE声明的接口类的应用场景。分析了当两者同时存在时出现的问题，并提出了可能的解决方案。
适用范围
qobject_cast 用于两种情况：
- QObject 及其派生类，且定义时使用了Q_OBJECT
- Q_DECLARE_INTERFACE 声明的接口类(不需要是QObject的派生类)
问题：如果既是QObject派生类，又用Q_DECLARE_INTERFACE声明为接口会怎么样？QTBUG 20616报告的就是这样一个问题。
QObject的派生类
首先看看qobject_cast的manual：
T qobject_cast ( QObject * object ) Returns the given object cast to type T if the object is of type T (or of a subclass); otherwise returns 0. If object is 0 then it will also return 0. The class T must inherit (directly or indirectly) QObject and be declared with the Q_OBJECT macro. ...
恩，要求很明确，必须继承自QObject，且包含有Q_OBJECT宏(即需要moc生成metaobject信息)。
源码
看看源码(来自qobject.h，注意，随Qt的版本不同，你看到的源码可能会有很大的差异)：
template <class T>
inline T qobject_cast(QObject *object)
{
return static_cast<T>(reinterpret_cast<T>(object)->staticMetaObject.cast(object));
}
注：
-
还有一个对应的template<classT>inlineTqobject_cast(constQObject*)，由于代码基本完全一样，本文中直接忽略。
-
先前(比如Qt4.6.3)曾用过returnstatic_cast<T>(((T)0)->staticMetaObject.cast(object));这种写法。
- 不管怎么样，转型的操作是通过 static_cast 来实现的，而 QMetaObject::cast 只是不过借助 metaobject 信息来确定对象object是否继承自 T
/*!
\internal
Returns \a obj if object \a obj inherits from this
meta-object; otherwise returns 0.
*/
QObject *QMetaObject::cast(QObject *obj) const
{
if (obj) {
const QMetaObject *m = obj->metaObject();
do {
if (m == this)
return obj;
} while ((m = m->d.superdata));
}
return 0;
}
inherits
如何我们看moc生成的元对象文件，比如，对于一个继承子QWidget的类HLed：moc_hled.cpp
void *HLed::qt_metacast(const char *_clname)
{
if (!_clname) return 0;
if (!strcmp(_clname, qt_meta_stringdata_HLed))
return static_cast<void*>(const_cast< HLed*>(this));
return QWidget::qt_metacast(_clname);
}
这个东西看起来和转型动作关系很大啊，可是前面的qobject_cast却没有用到它，那么它用在哪儿呢？
似乎只用在inherits中(fixme ？)
class QObject
{
...
inline bool inherits(const char *classname) const
{ return const_cast<QObject *>(this)->qt_metacast(classname) != 0; }
...
注意1：qt_metacast 中比较的是类名和qt_meta_stringdata_HLed这样字符串，后者'\0'前面部分其实就是类名。
static const char qt_meta_stringdata_HLed[] = {
"HLed\0\0toggle()\0on()\0off()\0blink()\0"
"blinkToggle()\0"
};
注意2：后面我们会再次遇到qt_metacast，注意与此处的区别。
Q_DECLARE_INTERFACE声明的接口
还是看qobject_cast的manual
T qobject_cast ( QObject * object ) qobject_cast() can also be used in conjunction with interfaces;
接口往往不是QObject的派生类，那么它又是如何工作的呢？比如：
Q_DECLARE_INTERFACE(MathInterface, "com.example.Plugin.MathInterface/0.1");
源码
#ifndef Q_MOC_RUN
# define Q_DECLARE_INTERFACE(IFace, IId) \
template <> inline const char *qobject_interface_iid<IFace *>() \
{ return IId; } \
template <> inline IFace *qobject_cast<IFace *>(QObject *object) \
{ return reinterpret_cast<IFace *>((object ? object->qt_metacast(IId) : 0)); } \
template <> inline IFace *qobject_cast<IFace *>(const QObject *object) \
{ return reinterpret_cast<IFace *>((object ? const_cast<QObject *>(object)->qt_metacast(IId) : 0)); }
#endif // Q_MOC_RUN
- 对于接口类，此处特化了模板函数。使得 qobject_cast 对于接口类型可用。
- 特化的函数调用了 qt_metacast 函数。但是，此处传递给qt_metacast函数的参数，不是类名，而是声明接口是用的IId
- 注意，该宏被Q_MOC_RUN包围，moc预处理时，该宏不会简单地被展开(也不会单独为其生成什么代码)
Q_INTERFACES
像我们在插件学习二中所涉及到的，插件接口定义好以后，需要使用该接口的类需要使用 Q_INTERFACES 指定该接口。
不同于 Q_DECLARE_INTERFACE，Q_INTERFACES 是一个纯粹的需要moc进行处理的宏，moc解析其指定的接口，然后判断该接口是否已经使用 Q_DECLARE_INTERFACE 进行过声明。
最后moc生成包含元对象信息的文件，其中包括类似下面的内容：
void *Plugin1::qt_metacast(const char *_clname)
{
if (!_clname) return 0;
if (!strcmp(_clname, qt_meta_stringdata_Plugin1))
return static_cast<void*>(const_cast< Plugin1*>(this));
if (!strcmp(_clname, "MathInterface"))
return static_cast< MathInterface*>(const_cast< Plugin1*>(this));
if (!strcmp(_clname, "com.example.Plugin.MathInterface/0.1"))
return static_cast< MathInterface*>(const_cast< Plugin1*>(this));
return QObject::qt_metacast(_clname);
}
这样一来，qobject_cast 对与接口就可以正常工作了，而且不影响原来的QObject类型的转换动作包括inherits函数
QTBUG 20616
前几天刚好查些东西，并写了QObject派生类作为Qt 插件的Interface，看来这样用没什么问题啊，为什么会有bug！！？？
刚看到这个bug时有点蒙，不过现在理解它应该没什么问题了吧？ bug提交者给的例子很简单：
- interfaceclass.h
#include <QObject>
class InterfaceClass : public QObject {
Q_OBJECT
public:
InterfaceClass() {}
};
Q_DECLARE_INTERFACE(InterfaceClass, "com.nokia.qt.broken.interfaceclass/-1");
- main.cpp
#include "interfaceclass.h"
#include <QApplication>
#include <QDebug>
int
main(int argc, char **argv)
{
QApplication app(argc, argv);
InterfaceClass interfaceClass;
qDebug() << "This pointer should not be \"QObject(0x0)\":"<<qobject_cast<InterfaceClass*>(&interfaceClass);
return 0;
}
原因
将一个QObject派生类声明为接口(通过Q_DECLARE_INTERFACE)，但是它并没有将其作为接口来使用(如果我们将接口都作为virtual类来使用，也就没这种问题了)，而是作为一个普通的类来使用。
前面可知，Q_DECLARE_INTERFACE 特化了 qobject_cast，该特化后的 qobject_cast 需要 qt_metacast 的参与，而 qt_metacast 中接口相关的信息是通过 Q_INTERFACES 引入的。
这样一来，
- 默认的 qobject_cast 本可以工作，但被屏蔽了
- 特化的 qobject_cast 由于缺少信息，无法工作
如何解决
不知道官方最终会如何解决，个人觉得既然特化造成的问题，让特化后的函数保留原来的功能就可以了。
如果moc看到一个接口继承自QObject且含有Q_OBJECT,生成如下代码：
void *InterfaceClass::qt_metacast(const char *_clname)
{
if (!_clname) return 0;
if (!strcmp(_clname, qt_meta_stringdata_InterfaceClass))
return static_cast<void*>(const_cast< InterfaceClass*>(this));
if (!strcmp(_clname, "com.nokia.qt.broken.interfaceclass/-1"))
return static_cast<InterfaceClass*>(const_cast<InterfaceClass*>(this));
return QObject::qt_metacast(_clname);
}
而不是
void *InterfaceClass::qt_metacast(const char *_clname)
{
if (!_clname) return 0;
if (!strcmp(_clname, qt_meta_stringdata_InterfaceClass))
return static_cast<void*>(const_cast< InterfaceClass*>(this));
(const_cast<InterfaceClass*>(this));
return QObject::qt_metacast(_clname);
}
那么问题将可以解决。可是问题在于：
moc 如何知道该类被声明为了接口，Q_DECLARE_INTERFACE 可能和类定义并不再同一个文件内。需要为它自己引入一个 Q_INTERFACES 么？
还是说我们直接修改特化的 qobject_cast 函数，当转换失败时，用默认的方法再转换一次？
template <> inline IFace *qobject_cast<IFace *>(QObject *object) \
{IFace * face = reinterpret_cast<IFace *>((object ? object->qt_metacast(IId) : 0)); \
return face ? face : static_cast<IFace*>(reinterpret_cast<IFace*>(object)->staticMetaObject.cast(object));}
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