QT对象模型-优快云博客

前言

标准 C++对象模型(C++ object model)非常高效地支持对象范式(object paradigm)。
然而在某些方面却表现不足，比如信号的传递、事件的传递和处理等。
GUI编程既要求运行时的高效性又需要有更好的灵活性。

Qt GUI编程语言结合了Qt对象模型(Qt Object Model)的灵活性，以及标准 C++运行时的高效性。
为了更好地满足 GUI图形用户界面编程,Qt的对象模型在标准 C++的基础上新增了一些特性:

元对象系统(Meta-ObjectSystem)，提供
对象通信机制:信号和槽
动态的对象转换(dynamic cast)
可查询和可设计的对象属性(objectproperties)
层次结构、可查询的对象树(objecttrees)
安全的指针(OPointer)，在对象销毁时，该指针自动设置为NULL值，这有别于C++的指针
强大的事件和事件过滤器
支持国际化的文本转换机制
定时器机制，使得多个任务(tasks)可以集成在一个事件驱动的(event-driven)GUI中

Qt对象模型中的大多数特性都是通过标准C++技术实施的。
其他的特性，像对象通信机制、动态属性系统(dynamic property system)等需要 Qt 自身提供的元对象编译器(Meta-Object Compiler,moc)的支持。

一、元对象系统

Qt 元对象系统提供了对象间的通信机制(信号和槽)、运行时类型信息和动态属性系统的支持，是标准C++的一个扩展，它使得Qt更好地实现GU图形用户界面编程。Qt 的元对象系统不支持C++模板，尽管模板扩展了标准C++的功能，但是元对象系统提供了模板无法提供的一些特性。Qt的元对象系统基于三个事实:

基类 QObiect，任何想使用元对象系统功能的类必须继承自QObject;
QOBJECT宏，QOBJECT宏必须出现在类的私有声明区，以启动元对象的特性;
元对象编译器(Meta-Object Compiler,moc)，为QObject 子类实现元对象特性提供必要的代码实现。

Qt moc工具的工作过程：

下面以 CFindFileForm 类的头文件 findfileform.h 为例，看一下 Qt moc 工具的工作过程:
01》在编译应用程序的时候，由make 工具调用moc 工具进行处理:
02》moc 工具读取头文件 findfleform.h，看是否包含 Q_OBJECT 宏，如果包含则进行下-步处理，否则moc放弃对findfileform.h的处理:
03》多moc 根据 fndflefomm,h生成另一个C++源文件(默认的情况下名字命名为moc_findfilefomm. cpp)该源文件包含了元对象代码的实现;
04》接着，C++编译器处理 moc_findfileform.cpp 文件，生成中间文件 moc_findfileform.o;
05》最后，连接器将moc_findfileform.o与其他应用程序的中间文件连接起来，生成可执行应用程序文件。

元对象系统除了支持信号/槽机制和对象的动态转换外，还提供一些其他的特性，包括:

QObject::metaObject()，返回一个类的元对象:
QMetaObject:className(),在运行时以字符串的形式返回类名,但不需要 C++编译器的 RTTI的支持(RTTI会降低C++应用程序的运行效率):
QObject::inherits()，判断一个对象是否是某个指定类的子类实例;
QObject::tr()和 QObject::trUtf8()，进行国际化的字符串翻译，等等

使用元对象特性的一个例子。

#include <QDebug>
#include <QtGui>
#include <QtCore>
int main(int argc, char *argv[])
{
	QApplication app(argc，argv);
	QTextCodec::setCodecForTr(QTextCodec::codecForName ("gb18030"));
	
	QObject*obj new QLabel;
	const QMetaObject* mo = obj->metaObject();
	qDebug()<< QObject::tr("类名:号1").arg(mo->className();
	qDebug()<< QObject::tr("是否继承自Qwidget:号1")
	.arg(obj->inherits("Qwidget") ? QObject::tr("是"):QObject::tr("否");
	return 0;
	
}

程序运行的结果为:
"类名:QLabel"
"是否继承自 Qwidget:是"

二、属性系统

Qt的属性系统建立在Qt元对象系统的基础上，可以工作在Qt支持的任何平台，并且能够使用任何标准的 C++编译器。
在类的定义文件中，通过使用QPROPERTY()宏声明一个属性，而且只有继承自QObject 的子类才可以使用 Qt的属性系统。一个属性类似于类的数据成员，不过同数据成员相比，属性具有下列一些特征:

必须有一个读(read)函数;
一个可选的写(write)函数(只读属性没有写函数);
一个可选的重置(reset)函数，将属性恢复到一个默认值，该函数必须返回void并且没有任何参数:
一个可选的“DESIGNABLE”特性，表明该属性是否在GU构造器(例如，Qt设计器)中可用的，可写属性的默认值为true，只读属性的默认值为false;。
一个可选的“SCRIPTABLE”特性，表明脚本引擎(scriptingengine)是否可以访问该属性可写属性的默认值为tue，只读属性默认值为false;
一个可选的“STORED”特性，表明该属性是否持久的，即当存储一个对象的状态时，是否保存该属性的值，该特性仅仅对可写属性有意义，默认值为true。

读、写和重置函数可以像一般的成员函数一样，既可以是虚的，也可以从父类继承。不同的是多继承情况下，读、写和重置函数必须继承自第一个父类(即类的定义中，继承类列表中最左边的类)

三、对象树

Qt提供了一种机制，能够自动、有效地组织和管理继承自QObject 的 Qt 对象(包括继承自QObject 类的自定义类)，这种机制就是 Qt对象树。当应用程序生成一个具有父窗口部件的 Qt 对象的时候(通过在构造函数中的QObject*parent参数指定)，这个新的对象将会被添加到父窗口部件的孩子列表中(通过 QObject:children()能够获取对象的子窗口部件)，而当对象的父窗口部件被销毁的时候，Qt的对象树机制能够保证也销毁它所有的子窗口部件。
Qt 的对象树机制对于图形用户界面编程是非常有用的，例如，一个QShortcut 对象被设置为一个窗口部件的孩子，当用户关闭并销毁该窗口部件时，这个QShortcut 对象也就被销毁了，这极大地减少了程序员的工作，能够将主要精力放到系统的业务上，提高了编程效率，也增强了系统的稳健性。
C++编程一个重要的方面是防止内存泄露，方法是通过new操作创建的对象必须通过delete操作进行销毁。尽管程序员已经在这方面做得很小心，但好像做得并不出色。而Qt的对象树机制可以减轻内存泄露带来的压力。在进行 QtGUI编程的时候，可以选择 Qt对象的销毁方式:

销毁 Qt对象树中的顶层 Qt对象，由对象树机制保证子窗口部件的销毁
在代码中显示销毁(delete)子窗口部件

对于显式销毁子窗口部件对象，要保证先销毁子窗口部件之后，再销毁它的父窗口部件。否则的话，将会导致语义未定义。这是因为销毁一个不存在的窗口部件造成的(因为先销毁父窗口部件的话，子窗口部件也被销毁了，当再显式销毁子窗口部件的时候，相当于销毁一个不存在的对象，语义是未定义的)。

QT的构造函数传入qobejct才可以使用元对象系统功能

//此处定义传入Q_OBJECT必须在头文件中声明，在C中只可做列表初始化，否则会报错
//继承QObject写法
class SqlDialog : public QObject
{
    Q_OBJECT

public:
    SqlDialog(QObject*ptr = nullptr );
    ~SqlDialog();
}
/*.c:*/
SqlDialog::SqlDialog(QWidget *parent)
    : QObject(ptr)
    {
    }


//继承部件写法，部件都继承自QObject
/*.h:*/
class SqlDialog : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    SqlDialog(QWidget *parent = nullptr );
    ~SqlDialog();
}
/*.c:*/
SqlDialog::SqlDialog(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    {
    }