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Qt的内省机制剖析(转)
阅读量:5011 次
发布时间:2019-06-12

本文共 3492 字,大约阅读时间需要 11 分钟。

所谓内省是指面向对象语言的一种在运行期间查询对象信息的能力, 比如如果该语句有运行期间检查对象型别的能力,那么我们称它是型别内省(type intropection)的,型别内省可以用来实施多态。

c++的内省比较有限,它仅支持上面所说的型别内省, C++的型别内省是通过运行时类型识别(RTTI)(Run-Time Type Information)中的typeid 以及 dynamic_case关键字来实现的,举例说明:

    // rabbit 派生于 Animal, jump为虚函数

  1. if ( rabbit *p = dynamic_case<Animal*>(obj))  
  2. {  
  3.    p->jump();  
  4. }  
  5. //我们还可以通过typeid萃取到对象的型别信息,比如对象的名称
  6. std::cout << typeid(obj).name() << std::endl 

Qt拓展了C++的内省机制,(实际上,它并没有采用c++的RTTI),而是提供了更为强大的元对象(meta object)机制,来实现内省。接下来,就让我们看看,Qt是如何扩展c++内省机制的。

要深刻理解Qt的内省机制,首先理解QObject,QObject类是整个Qt对象模型的心脏,Qt对象模型最为核心的功能是提供一种无缝的对象通讯机制,即就是我们所熟知的信号和槽。QObject主要有三大职责: 内存管理、内省(intropection)与事件处理。本文将集中在在内省的讨论。以下代码介绍了QObject类提供的内省方法:

  1. //每个对象可以通过QObject::setObjectName()和QObject::objectName()设置、取得类的实例的名字
  2. FirstQtApp obj; 
  3. obj.setObjectName("instanceName"); 
  4. QString name1 = obj.objectName();   // return instanceName
  5. //每个对象还可以通过它的元对象className方法得到类的名字
  6. QString name2 = obj.metaObject()->className();  // return FirtstQtApp
  7. //每个对象可以通过QObject::inherits方法来查询是否对前对象类派生于量一个类
  8. bool isherited =  obj.inherits("QObject");         // returns true
  9. isherited =  obj.inherits("QWideget");         // returns true

让我们再来一下QObject::inherits方法的底层实现:

  1. inline bool inherits(const char *classname) const
  2.     { return const_cast<QObject *>(this)->qt_metacast(classname) != 0; } 

原来,QObject::inherits是通过qt_metacast()这个虚函数实现的, 事实上每个QObject的派生类都必须实现metaObject()以及其他qt_metacall()方法,从而满足自省方法className, inherits等方法的调用(当然还有其他用途)。

而所有有关派生从QObject的子类中的内省方法无须有用户实现,用户只要在类中声明宏Q_OBJECT即可,Qt的元对象编译器(moc)负责实现派生从QObject的子类中的内省方法。

  1. // defined at ../Qt/src/corelib/kernel/qobjectdefs.h
  2. #define Q_OBJECT /
  3. public: /  
  4.     Q_OBJECT_CHECK /  
  5. static const QMetaObject staticMetaObject; /  
  6.     Q_OBJECT_GETSTATICMETAOBJECT /  
  7. virtual const QMetaObject *metaObject() const; /  
  8. virtual void *qt_metacast(const char *); /  
  9.     QT_TR_FUNCTIONS /  
  10. virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **); /

此外,所有的Qt widgets类均继承自QObject, QObject所提供的isWidgetType自省方法可以很方便让QObject子对象查询自己是否是wideget, 而且它会比 qobject_cast<QWidget *>(obj) 或者 obj->inherits快很多。原因qobject_cast()t和inherits()都是借助元对象系统来实现其功能的,isWidgetType()是QObject本身的标志位得以实现。

更多自省方法定义在QMetaObject,以下是QMetaObject声明的源代码:

  1. struct Q_CORE_EXPORT QMetaObject  
  2. {  
  3. const char *className() const;  
  4. const QMetaObject *superClass() const;  
  5.     QObject *cast(QObject *obj) const;  
  6.     ....  
  7. int methodOffset() const;  
  8. int enumeratorOffset() const;  
  9. int propertyOffset() const;  
  10. int classInfoOffset() const;  
  11. int constructorCount() const;  
  12. int methodCount() const;  
  13. int enumeratorCount() const;  
  14. int propertyCount() const;  
  15. int classInfoCount() const;  
  16. int indexOfConstructor(const char *constructor) const;  
  17. int indexOfMethod(const char *method) const;  
  18. int indexOfSignal(const char *signal) const;  
  19. int indexOfSlot(const char *slot) const;  
  20. int indexOfEnumerator(const char *name) const;  
  21. int indexOfProperty(const char *name) const;  
  22. int indexOfClassInfo(const char *name) const;  
  23.     ...  

上述方法主要是实现对元对象表的访问及其操作,对元对象表(由moc实现)实例如下所示:

  1. // defined at ../Qt/src/corelib/kernel/qobjectdefs.h
  2. #define Q_OBJECT /
  3. public: / 
  4.     Q_OBJECT_CHECK / 
  5. static const QMetaObject staticMetaObject; / 
  6.     Q_OBJECT_GETSTATICMETAOBJECT / 
  7. virtual const QMetaObject *metaObject() const; / 
  8. virtual void *qt_metacast(const char *); / 
  9.     QT_TR_FUNCTIONS / 
  10. virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **); / 

总结:

1.  Qt是通过QObject、QMetaObject类实现其内省机制,

2.  QObject暴露给用户的共有自省方法有objectName(), inherits(), isWidgetType()等

3.  大多数自省方法是QObject派发给QMetaObject实现 (e.g. QMetaObject::className,),元对象模型编译器moc负责自省方法的实现

4.  更多自省方法定义在QMetaObject,而是为了等信号槽通讯、事件派发等机制,

转载于:https://www.cnblogs.com/jiqiwoniu/p/4485595.html

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