Qt | 关于对象树和元对象的相关问题

前言：

Qt 中使用对象树来组织和管理所有的 QObject 类及其子类的对象。对象树是一个抽象概念，即所有的 QObject 对象的父子关系通过树结构来表现它们的层级关系。

Qt 中的元对象系统（Meta-Object System）提供了对象间通信的信号和槽机制、运行时类型信息和动态属性系统。元对象（meta object）意思是描述另一个对象结构的对象，比如获得一个对象有多少成员函数，有哪些属性。

对象树：

问题：在 Qt 中经常看到使用 new 创建了对象，但是没有使用 delete 销毁对象的用法，这样不会造成内存泄露吗？

答案： 当创建一个 QObject 对象时，如果使用了其他的 Object 对象作为其父对象，那么这个 QObject 就会被添加到父对象的 children()类表中。当父对象被销毁时，这个 QObject 也会被销毁。因此，当点击子部件的关闭时，子部件只是隐藏，而当父部件进行销毁时，子部件就会被父部件销毁，不会造成内存泄漏。

注意：

• Qt 中的 main()函数中的主窗口部件要创建在栈上，这样在关闭程序时主窗口对象会自动销毁。

• 对于其它窗口部件，可以使用 new 操作符在堆上进行创建，这时要指定父部件，在父部件销毁时就会将它销毁，不需要使用 delete 操作符销毁。如果没有指定父部件，也不是顶层窗口，需要使用 delete 操作符进行销毁。

元对象：

问题：moc 文件是如何生成的？

答案：对象编译器 Meta-Object Compiler 工具读取一个 C++源文件，如果它发现一个或者多个类的声明中包含 Q_OBJECT 宏，则会另外创建一个 C++源文件（就是项目中的 moc 开头的.cpp 文件）。其中包含了为每一个类生成的元对象代码。

moc 的实现是一个预处理器，使用 moc 的方式，所有平台上的标准的 C++编译器都能支持 Qt。从而不需要实现一个新的跨平台的 Qt 编译器。moc 是为了解决反射问题的，但是一些动态的编程语言（如 Python，Ruby 等）中，语言本身自带反射功能。Qt 程序之所以编译速度慢，主要是因为在 Qt 将源代码交给标准 C++编译器，如 gcc 之前，需要事先将这些扩展的语法去除掉。完成这一操作的就是 moc。

元对象系统主要是为了实现信号和槽机制才被引入的，不过除了信号和槽机制以外，元对象系统还提供了一些其他特性：

• QObject::metaObject(): 返回一个类的元对象。

• QMetaObject::className(): 在运行时以字符串形式返回类名。

• QObject::inherits(): 返回一个对象是否是 QObject 继承树上一个类的实例的信息。

• QObject::tr()和 QObject::trUtf8(): 进行字符串翻译来实现国际化。

• QObject::setProperty()和 QObject::property(): 通过名字来动态设置或者获取对象属性。

• QMetaObject::newInstance(): 构造类的一个实例。

• qobject_cast()： 对 QObject 类进行动态类型转换。这个函数类似于 C++中的 dynamic_cast()函数，但它不再需要 RTTI 的支持。这个函数尝试将它的参数转换为尖括号中的类型的指针，如果是正确类型，则返回一个非零的指针；否则返回 0。

例如：

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

注意， 元对象系统是基于以下 3 个条件的：

• 该类必须继承自 QObject 类；

• 必须在类的私有声明区声明 Q_OBJECT 宏（在类定义时，如果没有指定 public 或者 private,则默认为 private）;

• 元对象编译器 Meta-Object Compiler(moc)为 QObject 的子类实现元对象特征提供必要的代码。