Qt 元对象系统

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。

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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。

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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。

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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。