RTY 實(shí)踐出真知

本文介紹的是Qt 內(nèi)省機(jī)制，關(guān)于內(nèi)省，新手的原因，我們一塊學(xué)習(xí)，所謂內(nèi)省是指面向?qū)ο笳Z言的一種在運(yùn)行期間查詢對象信息的能力， 比如如果該語具有運(yùn)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(shí)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(yùn)行時(shí)類型識(shí)別（RTTI）(Run-Time Type Information)中的typeid 以及 dynamic_case關(guān)鍵字來實(shí)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(jī)制，（實(shí)際上，它并沒有采用c++的RTTI),而是提供了更為強(qiáng)大的元對象(meta object)機(jī)制，來實(shí)現(xiàn)內(nèi)省。接下來，就讓我們看看，Qt是如何擴(kuò)展c++內(nèi)省機(jī)制的。

要深刻理解Qt的內(nèi)省機(jī)制，首先理解QObject，QObject類是整個(gè)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(jī)制，即就是我們所熟知的信號(hào)和槽。QObject主要有三大職責(zé)： 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(gè)對象可以通過QObject::setObjectName()和QObject::objectName()設(shè)置、取得類的實(shí)例的名字   
FirstQtApp obj;    
obj.setObjectName("instanceName");    
QString name1 = obj.objectName();   // return instanceName   
//每個(gè)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(gè)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(gè)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(shí)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(gè)虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)的， 事實(shí)上每個(gè)QObject的派生類都必須實(shí)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(dāng)然還有其他用途）。

而所有有關(guān)派生從QObject的子類中的內(nèi)省方法無須有用戶實(shí)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(fù)責(zé)實(shí)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(huì)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(shí)現(xiàn)其功能的，isWidgetType()是QObject本身的標(biāo)志位得以實(shí)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(shí)現(xiàn)對元對象表的訪問及其操作，對元對象表(由moc實(shí)現(xiàn)）實(shí)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(jié)：

1、Qt是通過QObject、QMetaObject類實(shí)現(xiàn)其內(nèi)省機(jī)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(shí)現(xiàn) (e.g. QMetaObject::className,)，元對象模型編譯器moc負(fù)責(zé)自省方法的實(shí)現(xiàn)

4、更多自省方法定義在QMetaObject，而是為了等信號(hào)槽通訊、事件派發(fā)等機(jī)制，

小結(jié)：關(guān)于解析 Qt 內(nèi)省機(jī)制剖析的內(nèi)容介紹完了，希望本文對你有所幫助！