【Qt学习笔记】1.1.1 元对象系统

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1 Qt Core

1.1 基础框架
1.1.1 元对象系统
1.1.2 属性系统
1.1.3 对象模型
1.1.4 对象树
1.1.5 信号/槽

1.2 数据类型和容器

1.3 Qt资源系统

1.4 线程与并发

1.5 其他框架
1.5.1 动画框架
1.5.2 事件系统
1.5.3 状态机系统
1.5.4 JSON
1.5.5 Qt Plugins

2 Qt GUI
3 Qt Widgets
4 Qt SQL
5 Qt Network
6 Qt Test
7 Qt Multimedia

Qt Core是Qt最基础的模块，对Win32API进行了整体的封装，包括：
1. 基础功能
2. 数据类型和容器
3. 事件系统
4. 动画框架
5. 状态机框架
6. JSON

1.1.1 元对象系统

在这个模块，Qt基于C++实现了一些新特性：
1. 信号/槽机制完成对象间的通信
2. 自定义对象
3. 类继承
4. 安全的对象树（对象里面还有对象，即组装）
5. 运行时类型转化

可以概括为：元对象系统

元对象系统（Meta-Object System）

元对象系统为Qt提供了信号/槽机制，运行时类型转换，动态属性等功能。

那么问题来了，它怎么提供这些特性，提供给谁？

它基于：
1. QObject类。该类的子类都支持元对象系统的新特性。
2. Q_OBJECT宏。定义在QObject内部，用于启用元对象系统的特性。
3. Meta-Object Compiler(moc)，即元对象编译器。

基本原理：
moc读取.cpp文件，如果该文件定义了Q_OBJECT这个宏，就将这个文件转化为支持meta-object的源文件（#include 一些东西），输出一个.moc文件。

QObject QObject QObject!

QObject内部提供了一系列函数，用于实现新特性：

metaObject() //返回关联的meta-object
connect() disconnect() //绑定/解绑`信号/槽`(Observer mode)
setProperty() dynamicPropertyNames() //动态属性读写
setParent() parent() findChild() findChildren() children() //对象树
event() eventFilter() removeEventFilter() //事件系统
inherits() isWidgetType() isWindowType() //运行时类型识别
startTimer() killTimer() //设置Timer
thread() moveToThread() //线程管理

【信号/槽】

QMetaObject::Connection     connect(
    const QObject *sender, 
    const char *signal, 
    const char *method, 
    Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection
) const 
// 当sender的signal函数被调用时，也会调用this->method方法。
// 即把sender的signal和this的method连接在一起
bool    disconnect(
    const QObject *sender, 
    const char *signal, 
    const QObject *receiver, 
    const char *method
)
// 把sender的signal和receiver的method函数解绑

Example:

QLabel *label = new QLabel;
QLineEdit *lineEdit = new QLineEdit;
QObject::connect(lineEdit, &QLineEdit::textChanged,
                 label,  &QLabel::setText);

【动态属性读写】

bool QObject::setProperty(const char *name, const QVariant &value)
QVariant    property(const char *name) const
QList<QByteArray>   dynamicPropertyNames() const

【对象树】

【事件系统】

【类型转换】

上面说到，QObject提供了inherits()函数可以实现运行时类型判断，基于这个函数，Qt提供了qobject_cast用于QObject之间的运行时类型转换。

qobject_cast和C++的dynamic_cast用法类似：

QObject *obj = new MyWidget;
MyWidget *myWidget = qobject_cast<MyWidget *>(obj);

如果类型转换失败的话，就会返回0。所以我们可以在运行期间根据对象的类型做不同的处理：

if (QLabel *label = qobject_cast<QLabel *>(obj)) {
    label->setText(tr("Ping"));
} else if (QPushButton *button = qobject_cast<QPushButton *>(obj)) {
    button->setText(tr("Pong!"));
}

【Timer】

int     startTimer(int interval, Qt::TimerType timerType = Qt::CoarseTimer)
void    killTimer(int id)

【线程管理】

QThread *   thread() const
void    moveToThread(QThread *targetThread)

【继承】

另外，如果我们要定义一个QObject的子类，就一定要定义一个Q_OBJECT的宏，否则我们将无法使用QObject的新特性（因为没有这个宏，moc就不会编译产生子类对应的meta-object）。所以，如果你要继承QObject，不管你是否使用QObject的新特性，最好都声明一下Q_OBJECT这个宏。

在这里，我们只简单了解了一下元对象系统，以及QObject的运行时类型转换和继承时要注意的问题。关于元对象系统的其他部分，将在之后的章节中进一步介绍。