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QT：核心机制

article 2024/12/4 11:10:54

元对象系统

●该类必须继承自QObject类。
●必须在类定义的私有部分添加Q_OBJECT宏（在类定义时，如果没有指定public或者private关键字，则默认为private）。
●元对象编译器Meta-ObjectCompiler(MOC)为QObject的子类实现元对象特性提供必要的代码。
提供对象通信机制：信号（Signals）和槽（Slots）。这是一种观察者模式的实现，允许对象之间在不直接引用的情况下进行通信。
运行时类型信息：允许在运行时查询对象的类型信息。
动态属性系统：允许在运行时动态地添加和查询对象的属性。

属性系统

在Qt中，Q_PROPERTY()宏是用于在类中声明属性的。这个宏允许你在Qt的元对象系统中注册一个属性，从而使得该属性可以利用Qt的信号与槽机制、动态属性系统以及Qt Designer等工具进行交互。

Q_PROPERTY()宏通常放在类的私有部分，紧跟在Q_OBJECT宏之后。它接受多个参数，用于定义属性的名称、类型、读写函数（可选）、通知信号（可选）以及属性存储（可选）。

以下是一个Q_PROPERTY()宏的基本用法示例：

class MyClass : public QObject
{
    Q_OBJECT
    Q_PROPERTY(int myProperty READ getMyProperty WRITE setMyProperty NOTIFY myPropertyChanged)

public:
    MyClass(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent), m_myProperty(0) {}

    int getMyProperty() const {
        return m_myProperty;
    }

    void setMyProperty(int value) {
        if (m_myProperty != value) {
            m_myProperty = value;
            emit myPropertyChanged(value);
        }
    }

signals:
    void myPropertyChanged(int newValue);

private:
    int m_myProperty;
};

在这个例子中：

int myProperty：定义了属性的类型为int，名称为myProperty。
READ getMyProperty：指定了读取该属性的函数是getMyProperty。
WRITE setMyProperty：指定了写入该属性的函数是setMyProperty。
NOTIFY myPropertyChanged：指定了当属性值改变时应该发出的通知信号是myPropertyChanged。
当你使用Q_PROPERTY()宏声明了一个属性后，你可以通过Qt的反射机制（如QObject::property()和QObject::setProperty()）来动态地获取和设置该属性的值。此外，由于属性已经注册到了元对象系统中，因此它还可以与Qt的信号与槽机制、Qt Designer的属性编辑器以及Qt的动画框架等进行交互。

需要注意的是，虽然Q_PROPERTY()宏提供了很大的灵活性，但它也有一些限制。例如，它不支持直接声明为const的属性，因为属性需要能够被读取和写入（或者至少被读取）。此外，虽然你可以为属性指定默认值，但这个默认值只能在对象构造时通过QObject::setProperty()来设置，而不能在Q_PROPERTY()宏中直接指定。

对象树与拥有权

Qt中使用对象树(object tree)来组织和管理所有的QObject类及其子类的对象。当创建一个QObject对象时，如果使用了其他的对象作为其父对象(parent)，那么这个对象就会被添加到父对象的children()列表中，这样当父对象被销毁时，这个对象也会被销毁

例子描述
假设我们有一个简单的Qt应用程序，其中包含一个主窗口（MainWindow）和几个子部件，如按钮（QPushButton）和标签（QLabel）。在这个例子中，我们将展示如何使用对象树来组织这些对象。

#include <QApplication>
#include <QMainWindow>
#include <QPushButton>
#include <QLabel>
#include <QVBoxLayout>

class MainWindow : public QMainWindow {
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr) : QMainWindow(parent) {
        QWidget *centralWidget = new QWidget(this); // 创建中心部件，并设置为主窗口的中心部件
        QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout(centralWidget); // 创建垂直布局

        QLabel *label = new QLabel("Hello, Qt!", this); // 创建标签，并设置MainWindow为其父对象（但实际上这里应该设置为centralWidget，下面会修正）
        label->setParent(centralWidget); // 显式设置父对象为centralWidget，以将其添加到布局中
        layout->addWidget(label); // 将标签添加到布局中

        QPushButton *button = new QPushButton("Close", this); // 创建按钮，并错误地设置MainWindow为其父对象（同样应该设置为centralWidget）
        button->setParent(centralWidget); // 修正父对象为centralWidget
        connect(button, &QPushButton::clicked, this, &QMainWindow::close); // 连接按钮的点击信号到主窗口的关闭槽
        layout->addWidget(button); // 将按钮添加到布局中

        setCentralWidget(centralWidget); // 设置中心部件
    }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    MainWindow mainWindow; // 创建主窗口对象（在栈上分配内存，不需要手动delete）
    mainWindow.show(); // 显示主窗口

    return app.exec(); // 进入Qt的事件循环
}

说明
父对象设置：在上面的代码中，虽然标签（QLabel）和按钮（QPushButton）最初被错误地设置为以MainWindow为父对象，但通过调用setParent(centralWidget)进行了修正。实际上，在Qt中，通常将布局或容器部件（如QWidget）设置为子部件的父对象，以便更好地管理它们的生命周期和布局。
对象树结构：在这个例子中，MainWindow是顶层对象（没有父对象），而centralWidget是MainWindow的子对象。标签和按钮则是centralWidget的子对象。这样，就形成了一个对象树结构。
内存管理：当MainWindow被销毁时（例如，当用户关闭主窗口时），由于对象树机制，centralWidget及其所有子对象（包括标签和按钮）也会被自动销毁。这简化了内存管理，并防止了内存泄漏。
信号与槽：在这个例子中，还展示了如何使用Qt的信号与槽机制来连接按钮的点击信号到主窗口的关闭槽。这也是Qt对象模型的一个重要特性。

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