解析 Qt 內(nèi)省機制
本文介紹的是Qt 內(nèi)省機制，關于內(nèi)省，新手的原因，我們一塊學習，所謂內(nèi)省是指面向?qū)ο笳Z言的一種在運行期間查詢對象信息的能力， 比如如果該語具有運行期間檢查對象型別的能力，那么我們稱它是型別內(nèi)省（type intropection）的，型別內(nèi)省可以用來實施多態(tài)。
c++的內(nèi)省比較有限，它僅支持上面所說的型別內(nèi)省， C++的型別內(nèi)省是通過運行時類型識別（RTTI）(Run-Time Type Information)中的typeid 以及 dynamic_case關鍵字來實現(xiàn)的，舉例說明：
- // rabbit 派生于 Animal, jump為虛函數(shù)
- if ( rabbit *p = dynamic_case<Animal*>(obj))
- {
- p->jump();
- }
- //我們還可以通過typeid萃取到對象的型別信息，比如對象的名稱
- std::cout << typeid(obj).name() << std::endl
Qt拓展了C++的內(nèi)省機制，（實際上，它并沒有采用c++的RTTI),而是提供了更為強大的元對象(meta object)機制，來實現(xiàn)內(nèi)省。接下來，就讓我們看看，Qt是如何擴展c++內(nèi)省機制的。
要深刻理解Qt的內(nèi)省機制，首先理解QObject，QObject類是整個Qt對象模型的心臟，Qt對象模型最為核心的功能是提供一種無縫的對象通訊機制，即就是我們所熟知的信號和槽。QObject主要有三大職責： 內(nèi)存管理、內(nèi)省(intropection)與事件處理。本文將集中在在內(nèi)省的討論。以下代碼介紹了QObject類提供的內(nèi)省方法:
- //每個對象可以通過QObject::setObjectName()和QObject::objectName()設置、取得類的實例的名字
- FirstQtApp obj;
- obj.setObjectName("instanceName");
- QString name1 = obj.objectName(); // return instanceName
- //每個對象還可以通過它的元對象className方法得到類的名字
- QString name2 = obj.metaObject()->className(); // return FirtstQtApp
- //每個對象可以通過QObject::inherits方法來查詢是否對前對象類派生于量一個類
- bool isherited = obj.inherits("QObject"); // returns true
- isherited = obj.inherits("QWideget"); // returns true
讓我們再來一下QObject::inherits方法的底層實現(xiàn)：
- inline bool inherits(const char *classname) const
- { return const_cast<QObject *>(this)->qt_metacast(classname) != 0; }
原來，QObject::inherits是通過qt_metacast()這個虛函數(shù)實現(xiàn)的， 事實上每個QObject的派生類都必須實現(xiàn)metaObject()以及其他qt_metacall()方法，從而滿足自省方法className, inherits等方法的調(diào)用（當然還有其他用途）。
而所有有關派生從QObject的子類中的內(nèi)省方法無須有用戶實現(xiàn)，用戶只要在類中聲明宏Q_OBJECT即可，Qt的元對象編譯器（moc)負責實現(xiàn)派生從QObject的子類中的內(nèi)省方法。
- // defined at ..\Qt\src\corelib\kernel\qobjectdefs.h
- /* tmake ignore Q_OBJECT */
- #define Q_OBJECT \
- public: \
- 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 **); \
此外，所有的Qt widgets類均繼承自QObject, QObject所提供的isWidgetType自省方法可以很方便讓QObject子對象查詢自己是否是wideget, 而且它會比 qobject_cast<QWidget *>(obj) 或者 obj->inherits快很多。原因qobject_cast()t和inherits()都是借助元對象系統(tǒng)來實現(xiàn)其功能的，isWidgetType()是QObject本身的標志位得以實現(xiàn)。
更多自省方法定義在QMetaObject，以下是QMetaObject聲明的源代碼：
- struct Q_CORE_EXPORT QMetaObject
- {
- const char *className() const;
- const QMetaObject *superClass() const;
- QObject *cast(QObject *obj) const;
- ....
- int methodOffset() const;
- int enumeratorOffset() const;
- int propertyOffset() const;
- int classInfoOffset() const;
- int constructorCount() const;
- int methodCount() const;
- int enumeratorCount() const;
- int propertyCount() const;
- int classInfoCount() const;
- int indexOfConstructor(const char *constructor) const;
- int indexOfMethod(const char *method) const;
- int indexOfSignal(const char *signal) const;
- int indexOfSlot(const char *slot) const;
- int indexOfEnumerator(const char *name) const;
- int indexOfProperty(const char *name) const;
- int indexOfClassInfo(const char *name) const;
- ...
- }
上述方法主要是實現(xiàn)對元對象表的訪問及其操作，對元對象表(由moc實現(xiàn)）實例如下所示：
- // defined at ..\Qt\src\corelib\kernel\qobjectdefs.h
- /* tmake ignore Q_OBJECT */
- #define Q_OBJECT \
- public: \
- 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 **); \
總結：
1、Qt是通過QObject、QMetaObject類實現(xiàn)其內(nèi)省機制,
2、QObject暴露給用戶的共有自省方法有objectName(), inherits()， isWidgetType()等
3、大多數(shù)自省方法是QObject派發(fā)給QMetaObject實現(xiàn) (e.g. QMetaObject::className,)，元對象模型編譯器moc負責自省方法的實現(xiàn)
4、更多自省方法定義在QMetaObject，而是為了等信號槽通訊、事件派發(fā)等機制，
小結：關于解析 Qt 內(nèi)省機制剖析的內(nèi)容介紹完了，希望本文對你有所幫助！
