Qt学习及使用_第3部分_Qt框架功能概述---QMetaObject类&运行时类型信息&属性系统

重庆彭枫

于 2025-06-17 07:27:05 发布

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分类专栏： Qt 文章标签： C++框架 Qt

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前言

学以致用,通过QT框架的学习,一边实践,一边探索编程的方方面面.

参考书:<Qt 6 C++开发指南>(以下称"本书"),继承关系沿用本书说法:父类/子类,而非传统C++使用基类/派生类

标识说明:概念用粗体+倾斜.重点内容用(加粗黑体)---重点内容(红字)---重点内容(加粗红字),

本书原话内容用深蓝色标识,比较重要的内容用加粗倾斜下划线深蓝色标识

引入

Qt框架功能是本书的核心内容,本贴展开对元对象的理解

QMetaObject类(元对象类)

本书P49第4段:每个QObject及其子类的实例(对象)都有一个自动创建的元对象,元对象是QMetaObject类型的实例.元对象存储了类的实例所属类的各种元数据,包括类信息元数据、方法元数据、属性元数据等,所以,元对象实质上是对类的描述.

---解读:从以下几个方面来解读元对象和元数据:

1>什么是元数据?这里的元数据和<深入理解计算机系统>(原书第3版)P632中的文件元数据意思相同.表示每个类对象建立时的数据.包括了类方法,类属性,类构造函数,静态数据等内容

2>类对象元数据怎样实现的?笔者不清楚(如果C++提供了相应的接口,应该也可以访问).但可以分析得出结论---元数据实际上和文件元数据一样,由C++底层记录:每个类对象的属性和类型,方法的名称,参数和返回值,构造函数等信息,被放进了一个数据类型(假设名为MetaObject)中.

综合本书内容,元数据的大概形式是这样的,假设有一个名叫"DemoClass"的类

class DemoClass{

    public:
        void fun1();    //方法1
        void fun2();    //方法2
        DemoClass();    //构造函数

    private:
        SomeType1 st1;  //属性1
        SomeType2 st2;  //属性2

}

对应的元数据类型表示为:

/*C++底层对元数据的表示*/
struct MetaObject{
    vector<MetaClassInfo> mcis;
    vector<MetaMethod>    mms;
    vector<MetaEnum>      mes;
    vector<MetaProperty>  mps;
}

举个例子:MetaMethod类型里应该有些什么内容?他表示方法的元数据.vector表示了有n个方法,对应DemoClass类,mms中有2个MetaMethod对象,试着写出MetaMethod的类型定义:

/*只看意思,不保证准确*/
struct MetaMethod{
    string return_type;        //返回值类型
    string method_name;        //函数名称
    vector<string> parameters; //参数类型名的集合
    /*是否需要形参名未知*/
}

那么方法1的元数据---fun1()对应的元数据为

/*只看意思,不保证准确*/
/*方法1的元数据,返回值类型为空,函数名称为fun1,无参数*/
MetaMethod fun1={"void","fun1","NULL"}

意思比较明显了:QMetaObject封装了MetaObject类型对象---基于C++底层对类信息的表示

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从C++底层对类信息的表示,继续思考:C++底层,或者机器层,是怎样理解类名,函数名,形参名等内容的?编译时需要用的语义分析---类名,函数名等字符串(姑且认为机器识别为char*类型),他一方面要在机器层面分配一个地址,一方面当地址内容和字符串对应上时,他知道是某个类对象或某个函数.

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QObject和QMetaObject类型的关系

本书没有明确说明,他们可能是继承也可能是包含,笔者倾向于他们是"包含"关系

/*伪代码且不保证准确*/
//QMetaObject定义
class QMetaObject{
    MetaObject mo;
}
//QObject定义
class QObject{
    public:
        QMetaObject qmo;
    ...
}

注意:表3-6的所有接口函数,要先生成元对象---调用表3-5中的第一个方法metaObject();

运行时类型信息

本书P50举了几个RTTI的例子,都包含在表3-5和表3-6的函数中,所以看一下即可.

本书P51的强制转换,和标准C++的强制转换类似:父类指针指向子类对象的可以转换.

属性系统

格式

本书P51讲了属性系统的格式,包括了类型、名称和值

宏Q_PROPERTY定义了一个值类型为type,名称为name的属性,用READ,WRITE关键字分别定义属性的读取、写入函数,还有一些其他关键字用于定义属性的一些操作特征.属性值的类型可以是QVariant支持的任何类型,也可以是自定义类型.

---解读:这里的属性和标准C++类型的属性做个对比---对比也是一种有效的学习方法

/*伪代码*/
class Demo{
    private:
        SomeType st;
        ....
}

Qt引入的属性系统,在普通C++属性基础上附加了操作信息,包括设置属性读写的函数,默认值,是否常量,是否发射信号,能否被子类重载,是否可以被用户编辑等等.想一想用普通C++也可以实现这些内容,Qt宏Q_PROPERTY封装了这些代码----所以读源码要把宏定义弄清楚

例子

本书P52:下面是QWidget类定义属性的一些例子.

/*原书示例*/
Q_PROPERTY(bool focus READ hasFocus)
Q_PROPERTY(bool enable READ isEnable WRITE setEnabled)
Q_PROPERTY(QCursor cursor READ cursor WRITE setCursor RESET unsetCursor)