Qt 源码分析之元对象系统（一）

Qt 源码分析之元对象系统（一）

一、元对象系统

简单来说 Qt 元对象系统是对标准 C++ 的扩展。相比较其他高级语言java、python、php等，标准 C++ 为你做的工作实在是太少了，这样就使得开发人员写 C++ 很累，累的像 XXX 一样。特别是用 C++ 开发界面程序，那叫一个痛苦（这是针对大型软件）。

怎么办呢？既然标准不去做，那就让 Qt 来做吧，于是乎就诞生了 Qt 元对象系统。

一句话总结：Qt 元对象系统是为了方便程序开发，而对标准 C++ 做的扩展。

二、举例

比如我们用 C++ 写了一个类 CMathEx，这个类是对标准数学类的扩展，我们给这个类添加查找 3 个整数中最大值的函数，如下：

#define max(x, y) (x) > (y) ? (x) : (y)

class CMathEx
{
	public:
	CMathEx()
	{
		
	}
	~CMathEx()
	{
		
	}
	int Max(int a, int b, int c)
	{
	    return max(max(a, b), c);
	}
};

然后我们定义一个 CMathEx 类对象 m，就可以调用 Max 函数了，如下：

CMathEx m;
m.Max(1, 99, 88);

采用如上方式你写了 n 多年。人算不如天算啊，问题来了，随着你编写的软件系统越来越庞大、架构越来越复杂、类和类对象也越来越多，为了保持软件系统的可升级和可维护性，CTO 要求增加动态获取自定义类的类信息的功能，比如对象所属类的名字、类中有几个成员函数、类中有几个属性等等。

怎么办呢？只见你灵机一动，这还不简单，给我们自定义的类增加上一些接口就不就可以了吗。

经过 5 分钟改造后的CMathEx如下：

#define max(x, y) (x) > (y) ? (x) : (y)

class CMathEx
{
	public:
	CMathEx()
	{
		
	}
	~CMathEx()
	{
		
	}
	const char * ClassName()
	{
	    return "CMathEx";
	}
	int Max(int a, int b, int c)
	{
	    return max(max(a, b), c);
	}
};

感觉自己真是聪明绝顶，这么简单就解决了 CTO 苦思冥想、夜不能寐的问题。兴致勃勃的你去软件系统里面查了查，发现大大小小一共有几千个类，哇塞，怎么办？

似乎你能想到的办法只要一个，就是一个类一个类的去修改。如果这样做整个软件系统从底层到上层要修改一遍，再加上修改后还需要测试，没有半年是搞不定的。

接下来怎么办？你也不知道，你也不敢问……

直到你遇到了 Qt 元对象系统，如同久旱逢甘霖呀。
重复的工作为什么要自己做呀，我们单独开发一个小工具 moc.exe ，让它读取要修改的文件，自动增加上我们想要扩展的函数接口，岂不妙哉！

到此相信你有很多个问号，不要着急往下看。

三、问题解答

问题 1、

细心的老鸟已经发现，为什么 Qt 元对象系统没有修改 xxxxxx.h xxxxxx.cpp 原始的两个文件，而是增加了一个moc_xxxxxx.cpp 新文件呢？

原因也不难想，如果修改了原始的文件，出了问题算谁的呢？Qt 为啥要去招惹这个麻烦呢（老鸟们都应该深有体会吧）。

问题 2、

增加一个接口不应该是同时修改 xxxxxx.h 和 xxxxxx.cpp 吗？

是的。因为增加的接口是统一的接口，所以 Qt 是通过宏来修改 xxxxxx.h ，举例说明：

原始的文件如下：

/*
    CMathEx.h
*/
#define max(x, y) (x) > (y) ? (x) : (y)

class CMathEx
{
    public:
    CMathEx();
    ~CMathEx();
	
    int Max(int a, int b, int c);
};


/*
    CMathEx.cpp
*/
#include "CMathEx.h"

CMathEx::CMathEx()
{
}

CMathEx::~CMathEx()
{
}

int CMathEx::Max(int a, int b, int c)
{
    return max(max(a, b), c);
}

修改流程如下：
1、首先定义一个宏
(如果是在 Qt 中，这个宏是 Q_OBJECT)

#define OBJECT_EX \
public: \
    const char * ClassName(); \

2、在需要修改的类头文件中增加宏

/*
    CMathEx.h
*/
#define max(x, y) (x) > (y) ? (x) : (y)

class CMathEx
{
	OBJECT_EX

	public:
	CMathEx();
	~CMathEx();
	
	int Max(int a, int b, int c);
};

3、使用 moc.exe 处理包含宏的头文件

/*
    moc_CMathEx.cpp
*/
#include "CMathEx.h"

const char * CMathEx::ClassName()
{
    return "CMathEx";
}

四、总结

本篇文章简单介绍了 Qt 元对象系统的原理，具体实现细节还有很多，会陆续写出来分享，请大家点击关注