Qt 内省机制是本文要介绍的内容,内省是什么?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。先来看本文!

本文介绍的是Qt 内省机制,关于内省,新手的原因,我们一块学习,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, 比如如果该语具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。

解析 Qt 内省机制  内省 第1张

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:

  1. //rabbit派生于Animal,jump为虚函数
  2. if(rabbit*p=dynamic_case<Animal*>(obj))
  3. {
  4. p->jump();
  5. }
  6. //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
  7. 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. FirstQtAppobj;
  3. obj.setObjectName("instanceName");
  4. QStringname1=obj.objectName();//returninstanceName
  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. QStringname2=obj.metaObject()->className();//returnFirtstQtApp
  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. boolisherited=obj.inherits("QObject");//returnstrue
  9. isherited=obj.inherits("QWideget");//returnstrue

让我们再来一下QObject::inherits方法的底层实现:

  1. inlineboolinherits(constchar*classname)const
  2. {returnconst_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. //definedat..\Qt\src\corelib\kernel\qobjectdefs.h
  2. /*tmakeignoreQ_OBJECT*/
  3. #defineQ_OBJECT\
  4. public:\
  5. Q_OBJECT_CHECK\
  6. staticconstQMetaObjectstaticMetaObject;\
  7. Q_OBJECT_GETSTATICMETAOBJECT\
  8. virtualconstQMetaObject*metaObject()const;\
  9. virtualvoid*qt_metacast(constchar*);\
  10. QT_TR_FUNCTIONS\
  11. virtualintqt_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. structQ_CORE_EXPORTQMetaObject
  2. {
  3. constchar*className()const;
  4. constQMetaObject*superClass()const;
  5. QObject*cast(QObject*obj)const;
  6. ....
  7. intmethodOffset()const;
  8. intenumeratorOffset()const;
  9. intpropertyOffset()const;
  10. intclassInfoOffset()const;
  11. intconstructorCount()const;
  12. intmethodCount()const;
  13. intenumeratorCount()const;
  14. intpropertyCount()const;
  15. intclassInfoCount()const;
  16. intindexOfConstructor(constchar*constructor)const;
  17. intindexOfMethod(constchar*method)const;
  18. intindexOfSignal(constchar*signal)const;
  19. intindexOfSlot(constchar*slot)const;
  20. intindexOfEnumerator(constchar*name)const;
  21. intindexOfProperty(constchar*name)const;
  22. intindexOfClassInfo(constchar*name)const;
  23. ...
  24. }

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. //definedat..\Qt\src\corelib\kernel\qobjectdefs.h
  2. /*tmakeignoreQ_OBJECT*/
  3. #defineQ_OBJECT\
  4. public:\
  5. Q_OBJECT_CHECK\
  6. staticconstQMetaObjectstaticMetaObject;\
  7. Q_OBJECT_GETSTATICMETAOBJECT\
  8. virtualconstQMetaObject*metaObject()const;\
  9. virtualvoid*qt_metacast(constchar*);\
  10. QT_TR_FUNCTIONS\
  11. virtualintqt_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,

小结:关于解析 Qt 内省机制剖析的内容介绍完了,希望本文对你有所帮助!

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