详细分析Qt中moc文件

详细分析Qt中moc文件
　　一直想写一片详细分析Qt中moc文件的文章，今天终于是完成了。迫不及待的分享给大家，希望大家可以赏个脸，认真的看完，希望对大家的学习也有帮助。请看下面的分析Qt中moc文件的详细内容。
　　Qt 不是使用“标准的”C++语言编写，而是对其进行了一定程度的扩展。我们可以从Qt增加的关键字看出来：signals、slots或emit。但是使用gcc编译时，编译器并不认识这些非标准c++的关键字，那么就需要Qt自己将扩展的关键字处理成标准的C++代码。Qt在编译之前会分析源文件，当发现包含了 Q_OBJECT 宏，则会生成另外一个标准的C++源文件，这个源文件中包含了 Q_OBJECT 宏的实现代码，这个源文件名字是将原文件名前面加上 moc_ 构成，这个新的文件同样将进入编译系统，最终被链接到二进制代码中去，此时，Qt将自己增加的扩展转换成了标准的C++文件，moc 全称是 Meta-Object Compiler，也就是“元对象编译器”。这就是moc文件的由来。
　　下面我们来分析一下Moc文件：
　　一 示例代码如下：
　　#include
　　class CTestMoc : public QObject
　　{
　　Q_OBJECT
　　public:
　　CTestMoc(){}
　　~CTestMoc(){}
　　signals:
　　void Test1();
　　void Test2(int iTemp);
　　private slots:
　　void OnTest1();
　　void OnTest2(int iTemp);
　　};
　　二 Q_OBJECT宏
　　#define Q_OBJECT
　　public:
　　Q_OBJECT_CHECK
　　static const QMetaObject staticMetaObject;
　　virtual const QMetaObject *metaObject() const;
　　virtual void *qt_metacast(const char *);
　　QT_TR_FUNCTIONS
　　virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **);
　　private:
　　Q_DECL_HIDDEN_STATIC_METACALL static void qt_static_metacall(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **);
　　struct QPrivateSignal {};
　　此宏在QObjectdefs.h头文件中定义
　　1 Q_OBJECT_CHECK 定义如下：
　　#define Q_OBJECT_CHECK
　　template inline void qt_check_for_QOBJECT_macro(const ThisObject &_q_argument) const
　　{ int i = qYouForgotTheQ_OBJECT_Macro(this, &_q_argument); i = i + 1; }
　　宏展开最终会调用qYouForgotTheQ_OBJECT_Macro这个内联函数。这个函数始终返回0，但是很不明白，为什么之后还要添加一句 i=i?，刨根之后，发现Q_OBJECT_CHECK宏并没有做什么工作。
　　inline int qYouForgotTheQ_OBJECT_Macro(T, T) { return 0; }
　　2 static const QMetaObject staticMetaObject 静态的元对象，这个对象在moc文件里会构建，在那里就能看到整个信号&槽的全貌。
　　3 virtual const QMetaObject *metaObject() const; 返回一个元对象。
　　4 virtual void *qt_metacast(const char *); 元对象中的字符数据转换。
　　5 virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **); 元对象调用入口，注意此函数是public的，槽函数调用也是由这个函数开始。
　　6 static void qt_static_metacall(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **); 由qt_metacall函数调用，槽函数调用真正处理函数。Q_DECL_HIDDEN_STATIC_METACALL这个宏看到最后和linux系统有关，其它系统这个宏是一个空的宏。
　　三 Moc文件分析
　　先说结论在这里。
　　1 Qt的信号&槽之间的调用不是通过指针方式调用的而是通过索引方式来调用的.
　　2 信号也是一个函数。
　　Moc文件有几个重要数据结构，把这几个结构之间关系讲清楚大家就清楚Qt的信号槽机制是如何工作的了。
　　第一个结构是 qt_meta_stringdata_CTestMoc_t 定义如下：
　　struct qt_meta_stringdata_CTestMoc_t {
　　QByteArrayData data[7];
　　char stringdata[45];
　　};
　　data字段是一个由byte数组组成的数组，数组大小根据信号&槽个数有关，这个数组在调用QObject的connect函数时用来匹配信号名或槽名。
　　stringdata 存放的是字符资源，存放全部的信号名、槽名、类名。
　　static const qt_meta_stringdata_CTestMoc_t qt_meta_stringdata_CTestMoc = {
　　{
　　QT_MOC_LITERAL(0, 0, 8),
　　QT_MOC_LITERAL(1, 9, 5),
　　QT_MOC_LITERAL(2, 15, 0),
　　QT_MOC_LITERAL(3, 16, 5),
　　QT_MOC_LITERAL(4, 22, 5),
　　QT_MOC_LITERAL(5, 28, 7),
　　QT_MOC_LITERAL(6, 36, 7)
　　},
　　“CTestMoc\0Test1\0\0Test2\0iTemp\0OnTest1\0”
　　“OnTest2\0”
　　};
　　qt_meta_stringdata_CTestMoc 这个就是一个 qt_meta_stringdata_CTestMoc_t结构体的实例。
　　QT_MOC_LITERAL(0, 0, 8), 这个宏生成一个byte数组，第一参数是索引，大家可以看到索引是由 0 - 6 共7个组成，对应的是data字段的长度7，第二个参数是在stringdata字段中的开始位置，第三个参数是长度。
　　例如 QT_MOC_LITERAL(0, 0, 8) 索引是0， 开始位置是0， 长度是8，对应的字符是"CTestMoc",后面的以此类推。
　　第二个结构是 static const uint qt_meta_data_CTestMoc[]
　　这个结构体描述的是信号&槽在调用时的索引、参数、返回值等信息。
　　static const uint qt_meta_data_CTestMoc[] = {
　　// content:
　　7, // revision
　　0, // classname
　　0, 0, // classinfo
　　4, 14, // methods
　　0, 0, // properties
　　0, 0, // enums/sets
　　0, 0, // constructors
　　0, // flags
　　2, // signalCount
　　// signals: name, argc, parameters, tag, flags
　　1, 0, 34, 2, 0x06,
　　3, 1, 35, 2, 0x06,
　　// slots: name, argc, parameters, tag, flags
　　5, 0, 38, 2, 0x08,
　　6, 1, 39, 2, 0x08,
　　// signals: parameters
　　QMetaType::Void,
　　QMetaType::Void, QMetaType::Int, 4,
　　// slots: parameters
　　QMetaType::Void,
　　QMetaType::Void, QMetaType::Int, 4,
　　0 // eod
　　};
　　这个数组的前14个uint 描述的是元对象的私有信息，定义在qmetaobject_p.h文件的QMetaObjectPrivate结构体当中，QMetaObjectPrivate结构体我们不做深入分析，但是，在这个结构体中4, 14, // methods这个信息描述的是信号&槽的个数和在表中的偏移量，即14个uint之后是信息&槽的信息
　　qt_meta_data_CTestMoc这个表中我们可以看到每描述一个信号或槽需要5个uint
　　例如，从表的第14个uint开始描述的信号信息
　　// signals: name, argc, parameters, tag, flags
　　1, 0, 34, 2, 0x06,
　　3, 1, 35, 2, 0x06,
　　name：对应的是qt_meta_stringdata_CTestMoc 索引，例如1 对应的是Test1
　　argc：参数个数
　　parameters ： 参数的在qt_meta_data_CTestMoc这个表中的索引位置。
　　例如 // signals: parameters
　　QMetaType::Void,
　　QMetaType::Void, QMetaType::Int, 4,
　　void 是信号的返回值，QMetaType::Int是参数类型， 4 是参数名，在qt_meta_stringdata_CTestMoc中的索引值。
　　tag：这个字段的数值对应的是qt_meta_stringdata_CTestMoc 索引，在这个moc文件里对应的是一个空字符串，具体怎么用，在源代码里没看懂。
　　flags：是一个特征值，是在 enum MethodFlags 枚举中定义。
　　enum MethodFlags {
　　AccessPrivate = 0x00,
　　AccessProtected = 0x01,
　　AccessPublic = 0x02,
　　AccessMask = 0x03, //mask
　　MethodMethod = 0x00,
　　MethodSignal = 0x04,
　　MethodSlot = 0x08,
　　MethodConstructor = 0x0c,
　　MethodTypeMask = 0x0c,
　　MethodCompatibility = 0x10,
　　MethodCloned = 0x20,
　　MethodScriptable = 0x40,
　　MethodRevisioned = 0x80
　　};
　　大家可以看到，槽对应的是MethodSlot 0x08， 信号对应的是MethodSignal 和AccessPublic 相或。
　　第三部分 QObject 中静态函数 qt_static_metacall 实现
　　void CTestMoc::qt_static_metacall(QObject *_o, QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a)
　　{
　　if (_c == QMetaObject::InvokeMetaMethod) {
　　CTestMoc *_t = static_cast(_o);
　　switch (_id) {
　　case 0: _t->Test1(); break;
　　case 1: _t->Test2((reinterpret_cast< int()>(_a[1]))); break;
　　case 2: _t->OnTest1(); break;
　　case 3: _t->OnTest2((reinterpret_cast< int()>(_a[1]))); break;
　　default: ;
　　}
　　…
　　}
　　现在看这个就比较直观了，qt_metacall方法通过索引调用其它内部方法。Qt动态机制不采用指针，而由索引实现。实际调用方法的工作由编译器实现。这使得信号和槽的机制执行效率比较高。
　　参数由一个指向指针数组的指针进行传递，并在调用方法时进行适当的转换。当然，使用指针是将不同类型的参数放在一个数组的唯一办法。参数索引从1开始，因为0号代表函数返回值。
　　第四部分 QObject 中静态staticMetaObject的赋值
　　const QMetaObject CTestMoc::staticMetaObject = {
　　{ &QObject::staticMetaObject, qt_meta_stringdata_CTestMoc.data,
　　qt_meta_data_CTestMoc, qt_static_metacall, 0, 0}
　　};
　　ok，通过这个静态变量就保存了moc文件的信号&槽的调用索引信息。在信号&槽绑定的时候就是通过这些信息一步一步建立的绑定关系。
　　第四部分 信号就是函数。
　　大家可以Moc文件中看到信号的实现。
　　以上就是详细分析Qt中moc文件的内容，不知道大家是否坚持看完了，相信看完后对你很有帮助。更多参考资料可以在华清远见的官网进行查看，华清远见提供免费的教程，供大家学习!