GObject学习教程---第三章：子类对象的私有属性模拟

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原创最新推荐文章于 2026-06-02 14:06:49 发布 2.4k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

GLib GObject对象系统在前面的文章中，我们学习了GTK4的自定义控件开发。通过继承GtkWidget，可以创建功能完整的自定义控件。但自定义控件背后的机制是什么？GTK4的控件系统如何实现类型安全、信号通信和属性管理？答案就是GObject。GObject是GTK的对象系统基础面向对象：在C语言中实现类、继承、接口类型系统：动态类型注册和查询信号机制：观察者模式的完整实现属性系统：自动化的getter/setter和通知机制// 枚举属性IDenum {PROP_NAME,N_PROPS// 安装属性。阅读详情

索引：https://blog.youkuaiyun.com/knowledgebao/article/details/84633798

本文是学习学习他人的博客的心得（具体详见“楼主见解”），如果源网站可访问的话，建议直接访问源网站：

楼主见解：

主要讲解如何访问类的私有成员变量，增加PM_DLIST_GET_PRIVATE宏，通过此宏来访问类的私有成员变量。

要实现此功能，需要2步，

第一：定义PM_DLIST_GET_PRIVATE宏

第二：在class_init中，注册私有变量。

1： .h的实现

#ifndef PM_DLIST_H
#define PM_DLIST_H
  
/*必须包含的基类头文件*/
#include <glib-object.h>
  
/*定义子类类型，其中pm_dist字段是用户可以修改的内容，表示这个类的用途，后续所有的函数都必须以pm_dist开头，pm_dlist_get_type ()函数在下边定义*/
#define PM_TYPE_DLIST (pm_dlist_get_type ())
  

/*实例结构体,类似于C++中实例化时，每个实例独有的内容，比如成员函数，成员变量等*/
typedef struct _PMDList PMDList;
struct  _PMDList {
        GObject parent_instance;
};
  
/*类结构体,类似于C++中,属于类的部分，比如：static成员函数和static成员变量等*/
typedef struct _PMDListClass PMDListClass;
struct _PMDListClass {
        GObjectClass parent_class;
};
  
/*privae,定义获取类型函数,供PM_TYPE_DLIST调用，不建议直接调用*/
GType pm_dlist_get_type (void);
  
#endif

2：.c的实现

#include "pm-dlist.h"
 
/*此宏有三个功能：
1，函数GType pm_dlist_get_type (void)的实现，GObject帮我们具体实现
2，注册函数前缀pm_dlist到GObject
3，注册实例结构体名称PMDList到GObject
通过此宏的调用，GObject知道了我们的三个信息：类型，类名称，函数前缀
*/
G_DEFINE_TYPE (PMDList, pm_dlist, G_TYPE_OBJECT);

/*
将私有成员PMDListPrivate注册到GObject中，后续通过宏PM_DLIST_GET_PRIVATE作为获取私有成员变量的唯一入口，如果需要生效，需要在class_init中注册此变量
*/
#define PM_DLIST_GET_PRIVATE(obj) (\
        G_TYPE_INSTANCE_GET_PRIVATE ((obj), PM_TYPE_DLIST, PMDListPrivate))

/*普通结构体，作为实例结构体的私有成员*/ 
typedef struct _PMDListNode PMDListNode;
struct  _PMDListNode {
        PMDListNode *prev;
        PMDListNode *next;
        void *data;
};
 
/*普通结构体，作为实例结构体的私有成员*/
typedef struct _PMDListPrivate PMDListPrivate;
struct  _PMDListPrivate {
        PMDListNode *head;
        PMDListNode *tail;
};
 

/*类结构体的初始化，类似于C++中的static变量的初始化，函数地址分配等，此函数只会在第一次类实例化的时候被调用，后续类实例化不再调用*/ 
static void
pm_dlist_class_init (PMDListClass *klass)
{
    //成员函数定义，将PMDListPrivate定义为类成员变量。
    g_type_class_add_private (klass, sizeof (PMDListPrivate));
}
 
/*实例结构体的初始化，类似于C++中的构造函数*/
static void
pm_dlist_init (PMDList *self)
{
        PMDListPrivate *priv = PM_DLIST_GET_PRIVATE (self);
         
        priv->head = NULL;
        priv->tail = NULL;
}

源博客网址：http://garfileo.is-programmer.com/categories/6934/posts

C：GObject 子类对象的私有属性模拟

上一篇文章“使用 GObject 库模拟类的数据封装形式”讲述了 GObject 子类化过程，本文以其为基础，进一步讲述如何对数据进行隐藏，即对面向对象程序设计中的“私有属性”概念进行模拟。

非类类型数据的隐藏

第一个问题，可以称之为非类类型数据结构的隐藏，因为 PMDListNode 是普通的 C 结构体。隐藏这个结构体成员的方法有多种。

第一种方法尤为简单，如下：

typedef struct _PMDListNode PMDListNode;

struct _PMDListNode {

/* private */

PMDListNode *prev;

PMDListNode *next;

/* public */

void *data;

};

只需要向结构体中添加一条注释，用于标明哪些成员是私有的，哪些是可以被直接访问的。

也许你会认为这是开玩笑呢吧！但，这是最符合 C 语言设计理念的做法。C 语言认为，程序员应当知道自己正在干什么，而且保证自己的所作所为是正确的。

倘若你真的这么认为这是在开玩笑，那也没什么。我们还可以使用第二种隐藏的方法，即在 pm-dlist.h 文件中保留下面代码：

1	`typedef` `struct` `_PMDListNode PMDListNode;`

并将以下代码：

struct _PMDListNode {

PMDListNode *prev;

PMDListNode *next;

void *data;

};

转移到 pm-dlist.c 文件中。

这下隐藏的非常彻底。当然，这并不能防止用户打开 pm-dlist.c 文件查看 PMDListNode 的定义。不过，我们是自由软件，不怕你看。

如果想半遮半掩，稍微麻烦一些。可以在 pm-dlist.h 中写入以下代码：

typedef struct _PMDListPriv PMDListPriv;

typedef struct _PMDListNode PmdListNode;

struct _PMDListNode {

PMDListPriv priv;

void *data;

};

然后，将 PMDListPriv 的定义放在 pm-dlist.c 文件中，如下：

struct _PMDListPriv {

PMDListNode *prev;

PMDListNode *next;

};

GObject 子类对象的属性隐藏

GObject 子类对象的属性即继承 GObject 类的类的实例结构体所包含的属性，这句话说起来还真拗口。

考虑一下如何隐藏 PMDList 类的实例结构体中的成员。先回忆一下这个结构体的定义：

typedef struct _PMDList PMDList;

struct _PMDList {

GObject parent_instance;

PMDListNode *head;

PMDListNode *tail;

};

我们希望 head 与 tail 指针不容他人窥视，虽然可以使用上一节的方式进行数据隐藏，但是 GObject 库为 GObject 子类提供了一种私有结构体的机制，基于它也可以实现数据隐藏，而且更像是隐藏。

首先，我们将 pm-dlist.h 中 PMDList 结构体的定义修改为：

typedef struct _PMDList PMDList;

struct _PMDList {

GObject parent_instance;

};

然后，在 pm-dlist.c 文件中，定义一个结构体：

typedef struct _PMDListPrivate PMDListPrivate;

struct _PMDListPrivate {

PMDListNode *head;

PMDListNode *tail;

};

再在 dm-dlist.c 中定义一个宏：

1 2	`#define PM_DLIST_GET_PRIVATE(obj) (\` `G_TYPE_INSTANCE_GET_PRIVATE ((obj), PM_TYPE_DLIST, PMDListPrivate))`

这个宏可以帮助我们从对象中获取所隐藏的私有属性。例如，在 PMDList 类的实例结构体初始化函数中，使用 PM_DLIST_GET_PRIVATE 宏获取 PMDList 对象的 head 与 tail 指针，如下：

static void

pm_dlist_init (PMDList *self)

{

PMDListPrivate *priv = PM_DLIST_GET_PRIVATE (self);

priv->head = NULL;

priv->tail = NULL;

}

但是，那个 PMDListPrivate 结构体是怎样被添加到 PMDList 对象中的呢？答案存在于 PMDList 类的类结构体初始化函数之中，如下：

static void

pm_dlist_class_init (PMDListClass *class)

{

g_type_class_add_private (klass, sizeof (PMDListPrivate));

}

由于 pm_dlist_class_init 函数会先于 pm_dlist_init 函数被 g_object_new 函数调用，GObject 库的类型管理系统可以从 pm_dlist_class_init 函数中获知 PMDListPrivate 结构体所占用的存储空间，从而 g_object_new 函数在为 PMDList 对象的实例分配存储空间时，便会多分出一部分以容纳 PMDListPrivate 结构体，这样便相当于将一个 PMDListPrivate 结构体挂到 PMDList 对象之中。

GObject 库对私有属性所占用的存储空间是由限制的。一个 GObject 子类对象，它的私有属性及其父类对象的私有属性累加起来不能超过 64 KB。