Qt之美(二)元对象

晨曦之光 发布于 2012/04/13 11:19
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除了D指针,Qt中另一个很有意思的部分就是Q_OBJECT宏了。该宏提供了对元对象的访问,使得能够使用比如信号和槽等QObject的更多特性。元对象提供了诸如类名、属性和方法等的信息,也被称为“反射”。


通过使用QMetaObject,我们能够用如下代码显示一些类的信息:

 

  1. QObject obj;  
  2. const QMetaObject *metaObj = obj.metaObject();  
  3. qDebug() << "class name: " << metaObj->className();  
  4. qDebug() << "class info count: " << metaObj->classInfoCount();  
  5. qDebug() << "methods: ";  
  6. // 从QMetaObject::methodOffset()开始打印,使其不会显示父类的方法  
  7. for (int i = metaObj->methodOffset(); i < metaObj->methodCount(); ++i)  
  8.   qDebug() << metaObj->method(i).methodType() << " " << metaObj->method(i).signature();  
 

 

由于C++并没有提供对这些信息的任何支持,Qt引入了元对象编译器(moc)来完成相应的工作。moc会读取每个头文件,如果发现其中定义的类是继承自QObject,且定义了Q_OBJECT宏,便会创建一个相应的C++源代码文件(moc_*.cpp),来完成这些工作。通过代码生成的工作,Qt不仅能够获得诸如Java等语言的灵活性,还能很好的保证继承自C++的性能和可扩展性

假设我们有如下所示的简单类:

 

  1. class MyObject : public QObject  
  2. {  
  3.   Q_OBJECT  
  4. public:  
  5.   explicit MyObject(QObject *parent = 0);  
  6.   void myFunc();  
  7. public slots:  
  8.   void mySlot(int myParam);  
  9. signals:  
  10.   void mySignal(int myParam);  
  11. };  
 

 

moc会自动创建以下信息:

 

  1. // 保存在QMetaObject::d.data指向的空间,其起始部分是一个QMetaObjectPrivate结构体  
  2. static const uint qt_meta_data_MyObject[] = {  
  3.   5,       // 版本号,其内部结构在Qt开发中有所改变  
  4.   0,       // 类名,其值为字符串qt_meta_stringdata_MyObject的偏移量  
  5.   // 以下值为(数量,索引)对  
  6.   0,    0, // 类信息  
  7.   2,   14, // 这里定义了两个方法,其起始索引为14(即signal部分)  
  8.   0,    0, // 属性  
  9.   0,    0, // 枚举  
  10.   0,    0, // 构造函数  
  11.   0,       // 标识  
  12.   1,       // signal数量  
  13.   // 对于signal、slot和property,其signature和parameters为字符串qt_meta_stringdata_MyObject的偏移量  
  14.   // signals: signature, parameters, type, tag, flags  
  15.   18,   10,    9,    9, 0x05,  
  16.   // slots: signature, parameters, type, tag, flags  
  17.   32,   10,    9,    9, 0x0a,  
  18.   0        // eod  
  19. };  
  20. // 保存在QMetaObject::d.stringdata指向的空间  
  21. static const char qt_meta_stringdata_MyObject[] = {  
  22.   "MyObject/0/0myParam/0mySignal(int)/0"  
  23.   "mySlot(int)/0"  
  24. };  
 

 

以上信息,及其基类的相关信息,都保存在该类对应的元对象中:

 

  1. const QMetaObject MyObject::staticMetaObject = {  
  2.   { &QObject::staticMetaObject, // 指向其基类的元对象,保存在QMetaObject::d.superdata  
  3.     qt_meta_stringdata_MyObject, qt_meta_data_MyObject, 0 }  
  4. };  
 

 

这样,如果我们希望对QObject的对象进行类型转换,就不需使用开销较大的运算符dynamic_cast, 而能够直接使用qobject_cast。该模板函数利用了元对象系统的信息,避免了在运行时进行类型转换:

 

  1. template <class T> inline T qobject_cast(QObject *object)  
  2. {  
  3. #if !defined(QT_NO_QOBJECT_CHECK)  
  4.   reinterpret_cast(0)->qt_check_for_QOBJECT_macro(*reinterpret_cast(object));  
  5. #endif  
  6.   return static_cast(reinterpret_cast(0)->staticMetaObject.cast(object));  
  7. }  
 

 

这里,目标类型的元对象仅仅检查其是否从自身继承而来:

 

  1. const QObject *QMetaObject::cast(const QObject *obj) const  
  2. {  
  3.   if (obj) {  
  4.     const QMetaObject *m = obj->metaObject();  
  5.     do {  
  6.       if (m == this)  
  7.         return obj;  
  8.     } while ((m = m->d.superdata));  
  9.   }  
  10.   return 0;  
  11. }  
 

 

此外,moc会为每一个信号创建相应函数。当信号被emit时,该函数会被自动调用:

 

  1. void MyObject::mySignal(int _t1)  
  2. {  
  3.   void *_a[] = { 0, const_cast<void*>(reinterpret_cast<const void*>(&_t1)) };  
  4.   // 检查链接到该信号的所有slot,并根据链接类型进行调用  
  5.   QMetaObject::activate(this, &staticMetaObject, 0, _a);  
  6. }  
 

 

最后,这些信号都会通过moc创建的qt_metacall函数被调用:

 

  1. int MyObject::qt_metacall(QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a)  
  2. {  
  3.   // 如果该函数已被基类调用,则直接返回  
  4.   _id = QObject::qt_metacall(_c, _id, _a);  
  5.   if (_id < 0)  
  6.     return _id;  
  7.   // 根据函数的ID进行调用  
  8.   if (_c == QMetaObject::InvokeMetaMethod) {  
  9.     switch (_id) {  
  10.     case 0: mySignal((*reinterpret_castint(*)>(_a[1]))); break;  
  11.     case 1: mySlot((*reinterpret_castint(*)>(_a[1]))); break;  
  12.     default: ;  
  13.     }  
  14.     // 删除被该类“消耗”的ID,使得其子类类在处理时ID总是从0开始,而返回值-1则表示该函数已被调用  
  15.     _id -= 2;  
  16.   }  
  17.   return _id;  
  18. }  
 

 


原文链接:http://blog.csdn.net/xie376450483/article/details/6120040
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