当前位置：首页 > article >正文

QT学习十九天 QT核心机制

article 2025/1/8 18:52:20

QT学习十九天 QT核心机制

核心机制简介
- 对象模型
- 元对象系统
- 属性系统
- 对象树与拥有权

核心机制简介

除了信号和槽，QT中还有对象模型、元对象系统、属性系统、对象树于拥有权等，他们是构成QT的基础。

对象模型

标准 C++ 对象模型可以在运行时非常有效的支持对象范式（object paradigm），但是它的静态特性在一些问题上不够灵活。图形用户界面编程不仅需要运行时的高效性，还需要高度的灵活性。为此，Qt 在标准 C++ 对象模型的基础上添加了一些特性，形成了自己的对象模型。

一个强大的无缝对象通信机制----信号和槽
可查询、可设计的对象属性系统
强大的事件和事件过滤器
基于上下文的国际化字符串翻译机制
完善的定时器驱动，可以在一个事件驱动GUI中处理多个任务
分层结构的、可查询的对象树，它使用一种很自然的方式来组织对象拥有权
守卫指针即 QPointer，它在引用对象被销毁时自动将其设置为 0
动态的对象转换机制
支持创建自定义类型

Qt 的这些特性大多是在遵循标准 C++ 规范内实现的，使用这些特性都必须要继承自 QObject 类。其中，对象通信机制和动态属性系统还需要元对象系统的支持。

元对象系统

Qt 中的元对象系统是对 C++ 的扩展，使其更适合真正的组件图形用户界面编程，提供了对象间通信的信号和槽机制、运行时类型信息和动态属性系统。元对象系统是基于以下3个条件的。

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
元对象编译器 Meta-Object Compiler（MOC）为 QObject 的子类实现元对象特性提供必要条件的代码。

其中 MOC 工具读取一个 C++ 源文件，如果它发现一个或者多个类定义中包含有 Q_OBJECT 宏，便会另外创建一个 C++ 源文件，其中包含了为每一个类生成的元对象代码。这些产生的源文件或者被包含进类的源文件中，或者和类的实现同时进行编译和链接。

元对象系统主要是为了实现信号和槽机制才被引入的，不过除了信号和槽机制，元对象系统还提供了其他一些特性。

QObject::metaObject() 返回一个类的元对象 QMetaObject
QMetaObject::className() 可以在运行时以字符串形式返回类名，而不需要 C++ 编辑器原生的运行时类型信息的支持。
QObject::inherits() 返回一个对象是否是 QObject 继承树上一个类的实例的信息
QObject::tr() 进行字符串翻译实现国际化
QObject::setProperty() 和 QObject::property() 通过名字来动态设置或者获取对象属性
QMetaObject::newInstance() 构造类的一个新实例
qobject_cast() 对 QObject 类进行动态类型转换，这个函数的功能类似于标准 C++ 中的 dynamic_cast()

属性系统

Qt 提供了强大的基于元对象系统的属性系统，可以在运行 Qt 的平台上支持标准 C++ 编译器。要在一个类中声明属性，该类必须继承自 QObject 类，还要在声明前使用 Q_PROPERTY() 宏

class Rectangle : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    Q_PROPERTY(int width READ width WRITE setWidth NOTIFY widthChanged BINDABLE bindableWidth)
    Q_PROPERTY(int height READ height WRITE setHeight NOTIFY heightChanged BINDABLE bindableHeight)

    Rectangle(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent), m_width(0), m_height(0) {
        m_height.setBinding([this]() { return m_width; });
    }

    int width() const { return m_width; }
    void setWidth(int w) {
        if (m_width == w) return;
        m_width = w;
        emit widthChanged();
    }

    int height() const { return m_height; }
    void setHeight(int h) {
        if (m_height == h) return;
        m_height = h;
        emit heightChanged();
    }

signals:
    void widthChanged();
    void heightChanged();

private:
    Q_OBJECT_BINDABLE_PROPERTY(Rectangle, int, m_width, &Rectangle::widthChanged);
    Q_OBJECT_BINDABLE_PROPERTY(Rectangle, int, m_height, &Rectangle::heightChanged);
};

这个例子中，首先使用Q_PROPERTY宏声明了width和height两个可绑定属性，并分别为它们指定了读取器（READ）、写入器（WRITE）以及变更通知信号（NOTIFY）。接着，在构造函数内部调用了setBinding()方法，建立了从width到height的单向数据流。每当width发生改变时，height也会随之调整至相同的数值。最后，通过定义私有成员变量m_width和m_height及其对应的绑定属性，实现了对属性值的有效管理和跟踪。