Qt 元对象系统
The Meta-Object System
Qt 的元对象系统提供了用于对象间通信、运行时类型信息和动态属性系统的信号和槽机制。
元对象系统基于三件事:
- QObject 类为可以利用元对象系统的对象提供了一个基类;
- 类声明私有部分中的 Q_OBJECT 宏用于启用元对象特性,如动态属性、信号和槽;
- 元对象编译器(moc)为每个 QObject 子类提供了实现元对象特性所需的代码。
moc 工具读取一个 C++ 源文件。如果它找到一个或多个包含 Q_OBJECT 宏的类声明,它会生成另一个 C++ 源文件,其中包含这些类的元对象代码。生成的源文件要么是 #include 到类的源文件中,要么编译并链接到类的实现中。
元对象代码除了提供对象之间通信的信号和槽机制(引入该系统的主要原因)外,还提供了以下附加功能:
- QObject::metaObject() 返回类的关联元对象;
- QMetaObject::className() 在运行时以字符串的形式返回类名,而不需要 C++ 编译器提供本机运行时类型信息(RTTI)支持;
- QObject::inherits() 函数返回一个对象是否是继承 QObject 继承树中指定类的实例;
- QObject::tr() 和 QObject::trUtf8() 为国际化翻译字符串;
- QObject::setProperty() 和 QObject::property() 根据名称动态设置和获取属性;
- QMetaObject::newInstance() 构造一个类的新实例。
也可以使用 qobject_cast() 对 QObject 类执行动态强制转换。qobject_cast() 函数的行为类似于标准 C++ dynamic_cast(),其优点是不需要 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),则返回一个非零指针,如果对象的类型不兼容,则返回0。
例如,让我们假设 MyWidget 继承自 QWidget,并使用 Q_OBJECT 宏声明:
QObject *obj = new MyWidget;
QObject * 类型的 obj 变量实际上引用了一个 MyWidget 对象,所以我们可以适当地对它进行转换:
QWidget *widget = qobject_cast<QWidget *>(obj);
从 QObject 强制转换到 QWidget 是成功的,因为对象实际上是一个 MyWidget,它是 QWidget 的一个子类。因为我们知道 obj 是一个 MyWidget,我们也可以将它转换为 MyWidget *:
MyWidget *myWidget = qobject_cast<MyWidget *>(obj);
对 MyWidget 的转换是成功的,因为 qobject_cast() 没有区分内置 Qt 类型和自定义类型。
QLabel *label = qobject_cast<QLabel *>(obj);
// label is 0
另一方面,对 QLabel 的转换失败。然后将指针设置为0。这使得在运行时根据类型不同处理不同类型的对象成为可能:
if (QLabel *label = qobject_cast<QLabel *>(obj))
{
label->setText(tr("Ping"));
}
else if (QPushButton *button = qobject_cast<QPushButton *>(obj))
{
button->setText(tr("Pong!"));
}
虽然可以在没有 Q_OBJECT 宏和元对象代码的情况下使用 QObject 作为基类,但是如果 Q_OBJECT 宏没有使用,那么信号和插槽以及这里描述的其他特性都是不可用的。从元对象系统的角度来看,没有元代码的 QObject 子类等同于具有元对象代码的最接近的祖先。这意味着,例如,QMetaObject::className() 将不会返回您的类的实际名称,而是该祖先的类名称。
因此,我们强烈建议 QObject 的所有子类使用 Q_OBJECT 宏,而不管它们是否实际使用信号、插槽和属性。
参见 QMetaObject, Qt 属性系统,Qt 信号和槽。