Qt元对象系统简介-优快云博客

本文深入探讨了Qt元对象系统的基础知识，包括Q_OBJECT宏的作用、元对象系统如何支持反射机制，以及qobject_cast函数的使用方法。文章详细介绍了如何通过Q_OBJECT宏启用元对象特性，如何使用Q_INVOKABLE和Q_PROPERTY宏进行成员函数和变量的注册，以及如何利用QMetaObject类获取类的元信息。

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1.基本介绍

元对象：是指用于描述另一个对象结构的对象。使用编程语言具体实现时，其实就是一个类的对象，只不过这个对象专门用于描述另一个对象而已。

Qt 的元对象系统提供的功能有：对象间的通信、运行时类型信息和动态属性系统等

元对象系统的实现需要满足以下三个条件：

该类必须继承自 QObject
必须在类声明的私有区域添加 Q_OBJECT 宏，该宏用于启动元对象特性，然后便可使用动态特性、信号和槽等功能了
#include <QObject>

class A{};

class B:public QObject,public A
{
    Q_OBJECT
};
划重点：要使用元对象系统必须继承自 QObject 类，且 QObject 应位于基类继承列表中的第一位，Q_OBJECT 必须位于私有区域

2.Q_OBJECT

QObject宏定义如下：

#define Q_OBJECT \
public: \
    Q_OBJECT_CHECK \
    QT_WARNING_PUSH \
    Q_OBJECT_NO_OVERRIDE_WARNING \
    static const QMetaObject staticMetaObject; \
    virtual const QMetaObject *metaObject() const; \
    virtual void *qt_metacast(const char *); \
    virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **); \
    QT_TR_FUNCTIONS \
private: \
    Q_OBJECT_NO_ATTRIBUTES_WARNING \
    Q_DECL_HIDDEN_STATIC_METACALL static void qt_static_metacall(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **); \
    QT_WARNING_POP \
    struct QPrivateSignal {}; \
    QT_ANNOTATE_CLASS(qt_qobject, "")

/* qmake ignore Q_OBJECT */
#define Q_OBJECT_FAKE Q_OBJECT QT_ANNOTATE_CLASS(qt_fake, "")

里面的QMetaObject 类描述了 QObject 及其派生类对象的所有元信息，该类是 Qt 元对象系统的核心类，通过该类的成员函数可以获取 QObject 及其派生类对象的所有元信息，因此可以说 QMetaObject 类的对象是 Qt 中的元对象

3.元对象系统与反射机制

reflection 模式(反射模式或反射机制)：是指在运行时，能获取任意一个类对象所有类型信息、属性、成员函数等信息的一种制

使用 Qt 反射机制的条件：

注册成员函数：若希望普通成员函数能够被反射，需要在函数声明之前加入QObject::Q_INVOKABLE 宏
注册成员变量：若希望成员变量能被反射，需要使用 Q_PROPERTY 宏

#include <QObject>
#include <iostream>
#include <QMetaMethod>
#include <QByteArray>
#include <QMetaObject>

using namespace std;

class A {};

class B :public QObject, public A   //多继承时，QObject必须放在第一个继承
{
	Q_OBJECT

public:
	 Q_INVOKABLE B(){}  //要想函数被反射，需要指定 Q_INVOKABLE 宏
	 Q_INVOKABLE B(int){}
	 Q_INVOKABLE void f1(){}
	void f2() {}         //注意：此函数不会被反射

signals:
	void signal1();
};

class C :public B
{
public:
	Q_INVOKABLE void f3() {}
signals:
	void signal3();
};

int main()
{
    B pB;C pC;
    const QMetaObject *pMetaObjB = pB.metaObject();  //获取B类元对象
    const QMetaObject *pMetaObjC = pC.metaObject();  //获取C类元对象

    //返回对象成员函数数量
    std::cout << "类B的成员函数：" << pMetaObjB->methodCount() << std::endl; 
    std::cout << "类C的成员函数：" << pMetaObjC->methodCount() << std::endl;
    
    //获取对象 B所属类中的构造函数的数量
    std::cout << "类B的构造函数：" << pMetaObjB->constructorCount() << std::endl;
}

QMetaObject 元对象类里面包含多种相关的方法，可以在此类中根据需要进行使用。

4.qobject_cast 函数

使用语法：DestType* qobject_cast<DestType*>(QObject *p);

特性：

该函数类似于 C++中的 dynamic_cast，但执行速度比 dynamic_cast 更快；
qobject_cast 仅适用于 QObject 及其派生类；
主要作用是把源类型 QObject 转换为尖括号中的目标类型 DesType(或者子类型)，并返回指向目标类型的指针，若转换失败，则返回 0；
使用 qobject_cast 的条件：目标类型 DestType 必须继承(直接或间接)自 QObject，并使用 Q_OBJECT 宏。