qt中的元对象系统.doc

1、Qt 中的 元对 象系统 moc 什么是元对象？ In computer science, a metaobject or meta-object is any entity that manipulates, creates, describes, or implements other objects. The object that the metaobject is about is called the base object. Some information that a metaobject might store is the base objects type, inter

2、face, class, methods, attributes, variables, functions, control structures, etc. 在计算机科学中，元 对象 是这样一个东西：它 可以 操纵，创建，描述， 或执 行其他对象。元 对象描 述的 对象 称为 基对 象。 元对 象可 能存 这样 的 信息 ： 基 础对 象的 类型 ， 接口 ， 类 ， 方 法， 属性， 变量 ，函 数， 控制 结构等 。 QT 中的元对象系统 QT 中的 元对 象系 统基 于以 下三种 东西 ： 1. QObject 提到这 个类 ，相 信大 家都 不陌生 。几 乎所 有 在 QT 开发的

3、 类都 继承 于此 类。 QObject 这 个类为 其他 需 要用到 元对 象系 统的 类提 供了一 个基 类。 2.Q_OBJECT 放 在 类 声 明 中 的 Q_OBJECT 宏 是 用 来 为 这 个 类 开 启 元 对 象 特 性 的 ， 例 如 动 态 的 属 性 (dynamic properties) ， 信号(signals) 以 及槽(slots) 。 可这个 Q_OBJECT 宏到 底是什 么呢 ？如 下图 所示 ，大家 可 以 看到 它是 一些 函数和 一个 静 态 的类成 员。 Q_OBJECT 宏 内容 如下 ： #define Q_OBJECT public:

4、Q_OBJECT_CHECK static const QMetaObject staticMetaObject; Q_OBJECT_GETSTATICMETAOBJECT virtual const QMetaObject *metaObject() const; virtual void *qt_metacast(const char *); QT_TR_FUNCTIONS virtual int qt_metacall(QMetaObject:Call, int, void *); private: 而 Q_OBJECT_CHECK 宏的内 容是 ： #define Q_OBJECT_C

5、HECK template inline void qt_check_for_QOBJECT_macro(const T i = i; 这里是 检查 类声 明中 是否 遗漏 Q_OBJECT 宏 ，如 果遗漏 则在 编译 时给 出错 误提示 。 而 QT_TR_FUNCTIONS 宏的内 容是 ： # define QT_TR_FUNCTIONS static inline QString tr(const char *s, const char *c = 0) return staticMetaObject.tr(s, c); static inline QString trUtf8(con

6、st char *s, const char *c = 0) return staticMetaObject.trUtf8(s, c); static inline QString tr(const char *s, const char *c, int n) return staticMetaObject.tr(s, c, n); static inline QString trUtf8(const char *s, const char *c, int n) return staticMetaObject.trUtf8(s, c, n); 一些字 符串 操作 的算 法 ， 这几个 方法 实

7、际 上是 隐藏 了父 类 QObject 中这 个几 个方法 。 我们 在 类定义 中调 用 的 tr 或是 trUtf8 方法 都是 调用 这里 的 方法。 3 MOC what does MOC do? MOC 编 译器 为 QObject 子类提 供了 一些 实现 元对 象特性 所需 的一 些代 码。 就 比如 说信 号 ， 大家只 是在 类声 明的 时候 声明了 所需 的信 号， 就像 下面这 样： 样当我 们把 鼠标 放 到 Q_SINGNALS 时可 以看 到下 面 这个宏 感觉 有点 奇怪 ，它 要替换 的是 它自 己。 实际 上它只 是一 个 protected 的关键 字。

8、说到这 里， 大家 应该 会想 到， 哦，moc 编 译器 会用 protected 来 替换 它。 但 moc 编译 器做 的远过 于此 ，它 会 用 protected 来替 换它 ，但 同时 还会为 这个 信号 声明 方法 体。 当 moc 工 具读 取一 个 c+ 源文 件时 ，如 果它 发现 类的声 明中 有 Q_OBJECT 时， 它会 产生 另外一 个 c+ 源文 件， 这 个文件 中就 包含 了 这 些类 的元对 象代 码 。 这 个新 产 生的文 件可 以以 #include 形式 包含 到这 个 类的源 文件 中， 但更 常用 的做法 是和 这个 类的 定义 一起编 译 连

9、 接 。 以 QT Creator 为 例 ， 以 下 代 码 MainWindow 类 是 我 创 建 工 程 时 选 择 Mobile Qt Application 时自 动创 建 的一个 类， 其中 我自 己增 加了3 个信 号3 槽， 代码 如 下所示 ： #ifndef MAINWINDOW_H #define MAINWINDOW_H #include #include namespace Ui class MainWindow; class MainWindow : public QMainWindow Q_OBJECT public: explicit MainWindow(Q

10、Widget *parent = 0); MainWindow(); public slots: void slotTest1(int value); void slotTest2(const QString value); void slotTest3(bool value); signals: void signalTest1(int value); void signalTest2(const QString value); void signalTest3(bool value); public: void test(); private: Ui:MainWindow *ui; ; #

11、endif / MAINWINDOW_H #include “mainwindow.h“ #include “ui_mainwindow.h“ MainWindow:MainWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent), ui(new Ui:MainWindow) ui-setupUi(this); MainWindow:MainWindow() delete ui; void MainWindow:slotTest1(int value) void MainWindow:slotTest2(const QString value) void Ma

12、inWindow:slotTest3(bool value) void MainWindow:test() connect(this, SIGNAL(signalTest1(int), this, SLOT(slotTest1(int); 这个类 很简 单， 但 当 moc 读到 mainwindow.h 时 发现 Q_OBJECT 时， 它 会在在 这个 工程 目录下 的 moc 目录 下创 建 moc_mainwindow.cpp 。 让我 们来 看看 这里 面 都有些 什么 ： /* * * Meta object code from reading C+ file mainwindow

13、.h * * Created: Thu Sep 2 16:23:24 2010 * by: The Qt Meta Object Compiler version 62 (Qt 4.6.3) * * WARNING! All changes made in this file will be lost! * */ #include “./mainwindow.h“ #if !defined(Q_MOC_OUTPUT_REVISION) #error “The header file mainwindow.h doesnt include .“ #elif Q_MOC_OUTPUT_REVISI

14、ON != 62 #error “This file was generated using the moc from 4.6.3. It“ #error “cannot be used with the include files from this version of Qt.“ #error “(The moc has changed too much.)“ #endif QT_BEGIN_MOC_NAMESPACE static const uint qt_meta_data_MainWindow = / content: 4, / revision 0, / classname 0,

15、 0, / classinfo 6, 14, / methods 0, 0, / properties 0, 0, / enums/sets 0, 0, / constructors 0, / flags 3, / signalCount / signals: signature, parameters, type, tag, flags 18, 12, 11, 11, 0x05, 35, 12, 11, 11, 0x05, 56, 12, 11, 11, 0x05, / slots: signature, parameters, type, tag, flags 74, 12, 11, 11

16、, 0x0a, 89, 12, 11, 11, 0x0a, 108, 12, 11, 11, 0x0a, 0 / eod ; static const char qt_meta_stringdata_MainWindow = “MainWindow00value0signalTest1(int)0“ “signalTest2(QString)0signalTest3(bool)0“ “slotTest1(int)0slotTest2(QString)0“ “slotTest3(bool)0“ ; const QMetaObject MainWindow:staticMetaObject = #

17、ifdef Q_NO_DATA_RELOCATION const QMetaObject #endif /Q_NO_DATA_RELOCATION const QMetaObject *MainWindow:metaObject() const return QObject:d_ptr-metaObject ? QObject:d_ptr-metaObject : void *MainWindow:qt_metacast(const char *_clname) if (!_clname) return 0; if (!strcmp(_clname, qt_meta_stringdata_Ma

18、inWindow) return static_cast(const_cast(this); return QMainWindow:qt_metacast(_clname); int MainWindow:qt_metacall(QMetaObject:Call _c, int _id, void *_a) _id = QMainWindow:qt_metacall(_c, _id, _a); if (_id (_a1); break; case 1: signalTest2(*reinterpret_cast(_a1); break; case 2: signalTest3(*reinter

19、pret_cast(_a1); break; case 3: slotTest1(*reinterpret_cast(_a1); break; case 4: slotTest2(*reinterpret_cast(_a1); break; case 5: slotTest3(*reinterpret_cast(_a1); break; default: ; _id -= 6; return _id; / SIGNAL 0 void MainWindow:signalTest1(int _t1) void *_a = 0, const_cast(reinterpret_cast( QMetaO

20、bject:activate(this, / SIGNAL 1 void MainWindow:signalTest2(const QString _t1) void *_a = 0, const_cast(reinterpret_cast( QMetaObject:activate(this, / SIGNAL 2 void MainWindow:signalTest3(bool _t1) void *_a = 0, const_cast(reinterpret_cast( QMetaObject:activate(this, QT_END_MOC_NAMESPACE 看起来还真不少，没 关

21、系 ，让我们来一点一点 分析 。说到这里我先说一 点废 话，最近大家都 在学 习 QT ， 但我发现大家掌握的都不 够深入。如果你仅仅是学 习一些类的使用时不够的 ， 这对你技术的提高很 不好 ，这是一个习惯，而 且是 个好习惯，如果你养 成了 这种习惯，你会 发现你学东西会很快 ，技 术当然也是突飞猛进 。也 会有人会说我也学了 一些 深层次的东西， 就比如说我也学会了 信号 槽原理 啦，我知道怎 么用 了。作为技术人员， 如果 你把你的技术高 度定位在 会用 ，你会 发现 你就在那 个高 度了。 闲话 少说，我 们回 到刚才 那个 话题上 来。moc 还真做 的不 少呢 ，不 过很 少有人

22、 意识 到这 点。 让我 们来看 看它 都做 了些 什么 。 先看看 的一 些预 处理 ，wow ， 不少 的 if error ： #if !defined(Q_MOC_OUTPUT_REVISION) #error “The header file mainwindow.h doesnt include .“ #elif Q_MOC_OUTPUT_REVISION != 62 #error “This file was generated using the moc from 4.6.3. It“ #error “cannot be used with the include files

23、from this version of Qt.“ #error “(The moc has changed too much.)“ #endif 接着是 一个 宏 QT_BEGIN_MOC_NAMESPACE 在 qglobal.h 我们 可以 找 到如下 ： # define QT_BEGIN_MOC_NAMESPACE QT_USE_NAMESPACE # define QT_USE_NAMESPACE using namespace : QT_NAMESPACE; 所以 QT_BEGIN_MOC_NAMESPACE 就是 using namespace : QT_NAMESPACE;

24、现 在看起 来是 不是 很熟 悉啊 ，哈哈 。 如下说 完这 个我 们也 一并 把它的 配对 的一 项 QT_END_MOC_NAMESPACE 也看一 下： 在 qglobal.h 我们 可以 找 到如下 ： # define QT_END_MOC_NAMESPACE 所以它 就是 一个 空的 ，什 么也没 有， 仅仅 是为 了配 对，看 起来 比较 好看 吧。 接着是 一个 静态 全局 常 量 qt_meta_data_MainWindow ： static const uint qt_meta_data_MainWindow = / content: 4, / revision 0, /

25、 classname 0, 0, / classinfo 6, 14, / methods 0, 0, / properties 0, 0, / enums/sets 0, 0, / constructors 0, / flags 3, / signalCount / signals: signature, parameters, type, tag, flags 18, 12, 11, 11, 0x05, 35, 12, 11, 11, 0x05, 56, 12, 11, 11, 0x05, / slots: signature, parameters, type, tag, flags 7

26、4, 12, 11, 11, 0x0a, 89, 12, 11, 11, 0x0a, 108, 12, 11, 11, 0x0a, 0 / eod ; 你写的 每个 类， 只要 是 从 QObject 继 承， 并且 在类 的声明 中包 含 Q_OBJECT 宏，moc 都 会为了 定义 一个 （qt_meta_data_+ 类名 ）格 式的 静态变 量。 继续，wow ，又 一个 静态 变量： static const char qt_meta_stringdata_MainWindow = “MainWindow00value0signalTest1(int)0“ “signalTest2

27、(QString)0signalTest3(bool)0“ “slotTest1(int)0slotTest2(QString)0“ “slotTest3(bool)0“ ; 很容易看出来这里放 置的 是类名和所有的信号 槽。 这个东西很重要，就 是有 了这个才可以通 过索引到相应的信号 和槽 的，至于信号槽更深 入的 东西，信号槽是如何 实现 的，我们将在下 面的内 容中 讲到 。 继续，wow ，还 没有 完呢 ，又一 个全 局静 态变 量： const QMetaObject MainWindow:staticMetaObject = 这个就 是 MainWindow 的静态 元对 象了

28、 ，看 的出 来是个 结构 体， 包含 了三 项： 1. 它的 父类 的静 态元对 象。 2. 它的 元字 符串 数据。 3. 它的 元数 据。 继续看 ，这 下开 始到 方法 了： #ifdef Q_NO_DATA_RELOCATION const QMetaObject #endif /Q_NO_DATA_RELOCATION 这个方 法很 简单 ，就 是返 回它自 己的 静态 元对 象。 const QMetaObject *MainWindow:metaObject() const return QObject:d_ptr-metaObject ? QObject:d_ptr-meta

29、Object : 很简单 ，如 果它 最顶 层父 类 QObject 类的 d_ptr-metaObject 不 为空 则 返回最 顶层 父类 QObject 类的 d_ptr-metaObject ，否 则返 回 staticMetaObject 的指 针。 继续， void *MainWindow:qt_metacast(const char *_clname) if (!_clname) return 0; if (!strcmp(_clname, qt_meta_stringdata_MainWindow) return static_cast(const_cast(this); re

30、turn QMainWindow:qt_metacast(_clname); 看的出来这个方法就 是控 制类型转换的了，通 过比 较类的元字符串数据 ，如 果相等则当前的 this 指 针转 换为 空指 针返 回，否 则继 续向 上找 ，如 果最顶 上的 类的 元字 符串 数据还 是不 相 同 则返回 空指 针。 继续， int MainWindow:qt_metacall(QMetaObject:Call _c, int _id, void *_a) _id = QMainWindow:qt_metacall(_c, _id, _a); if (_id (_a1); break; case

31、1: signalTest2(*reinterpret_cast(_a1); break; case 2: signalTest3(*reinterpret_cast(_a1); break; case 3: slotTest1(*reinterpret_cast(_a1); break; case 4: slotTest2(*reinterpret_cast(_a1); break; case 5: slotTest3(*reinterpret_cast(_a1); break; default: ; _id -= 6; return _id; 现在到 了 QT 里的 元调 用 了， 这时

32、是 QT 信 号槽原 理实 现很 重要 的一 步， 这里_id 就 是信号槽对应的索引，可每个信号或是槽对应哪个索引呢，看看它的元字符串数据 qt_meta_stringdata_MainWindow ， 我想 你应 该 知道了 。 继续， 接着 就是 信号 的实 现了： / SIGNAL 0 void MainWindow:signalTest1(int _t1) void *_a = 0, const_cast(reinterpret_cast( QMetaObject:activate(this, / SIGNAL 1 void MainWindow:signalTest2(const QString _t1) void *_a = 0, const_cast(reinterpret_cast( QMetaObject:activate(this, / SIGNAL 2 void MainWindow:signalTest3(bool _t1) void *_a = 0, const_cast(reinterpret_cast( QMetaObject:activate(this, 这里就 是 moc 为所 有信 号 生成的 方法 了。