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QT的d指针和p指针

article 2025/1/22 8:49:31

在 Qt 中，d 指针和 p 指针是 PIMPL（Pointer to Implementation）设计模式的具体实现。它们用于将类的实现细节隐藏在一个单独的类中，从而提高封装性、减少编译依赖，并改善二进制兼容性。

1. d 指针（d-pointer）

d 指针是 Qt 中用于指向私有实现类（Private Implementation Class）的指针。它的命名约定是 d_ptr。

作用：

将类的实现细节隐藏在私有类中。
公有类只暴露接口，不包含任何私有成员或方法的实现。
减少头文件的依赖，加快编译速度。

实现方式：

在公有类中定义一个指向私有类的指针（通常是 QScopedPointer 或 std::unique_ptr）。
私有类的名称通常是 ClassNamePrivate。

示例：

// myclass.h
#include <QObject>

class MyClassPrivate; // 前向声明私有类

class MyClass : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    MyClass(QObject *parent = nullptr);
    ~MyClass();

    void publicMethod();

private:
    Q_DECLARE_PRIVATE(MyClass) // 声明 d 指针
    QScopedPointer<MyClassPrivate> d_ptr; // 定义 d 指针
};

// myclass.cpp
#include "myclass.h"

// 私有类的定义
class MyClassPrivate {
public:
    void privateMethod() {
        // 私有方法的实现
    }

    int privateData = 42; // 私有成员变量
};

// 公有类的构造函数
MyClass::MyClass(QObject *parent)
    : QObject(parent), d_ptr(new MyClassPrivate) {}

// 公有类的析构函数
MyClass::~MyClass() {}

// 公有方法的实现
void MyClass::publicMethod() {
    Q_D(MyClass); // 展开为 MyClassPrivate *d = d_func();
    d->privateMethod(); // 访问私有方法
    int value = d->privateData; // 访问私有成员
}

2. p 指针（p-pointer）

p 指针是 Qt 中用于指向父类（Parent Class）的指针。它的命名约定是 q_ptr。

作用：

在私有类中访问公有类的成员。
通常与 d 指针配合使用，形成双向访问。

实现方式：

在私有类中定义一个指向公有类的指针（通常是 QPointer 或裸指针）。
在公有类的构造函数中，将 this 指针传递给私有类。

示例：

// myclass.h
#include <QObject>

class MyClassPrivate; // 前向声明私有类

class MyClass : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    MyClass(QObject *parent = nullptr);
    ~MyClass();

    void publicMethod();

private:
    Q_DECLARE_PRIVATE(MyClass) // 声明 d 指针
    QScopedPointer<MyClassPrivate> d_ptr; // 定义 d 指针
};

// myclass.cpp
#include "myclass.h"

// 私有类的定义
class MyClassPrivate {
public:
    MyClassPrivate(MyClass *parent)
        : q_ptr(parent) {}

    void privateMethod() {
        // 访问公有类的成员
        Q_Q(MyClass); // 展开为 MyClass *q = q_func();
        q->publicMethod();
    }

    int privateData = 42; // 私有成员变量

private:
    MyClass *const q_ptr; // 定义 p 指针
    Q_DECLARE_PUBLIC(MyClass) // 声明 p 指针
};

// 公有类的构造函数
MyClass::MyClass(QObject *parent)
    : QObject(parent), d_ptr(new MyClassPrivate(this)) {}

// 公有类的析构函数
MyClass::~MyClass() {}

// 公有方法的实现
void MyClass::publicMethod() {
    Q_D(MyClass); // 展开为 MyClassPrivate *d = d_func();
    d->privateMethod(); // 访问私有方法
    int value = d->privateData; // 访问私有成员
}

3. Q_D 和 Q_Q 宏

为了简化 d 指针和 p 指针的使用，Qt 提供了以下宏：

Q_D(Class)：在公有类中获取 d 指针。

Q_D(MyClass); // 展开为 MyClassPrivate *d = d_func();
Q_Q(Class)：在私有类中获取 p 指针。

Q_Q(MyClass); // 展开为 MyClass *q = q_func();