Qt 源码之元对象(QMetaObject)

   1、 简述：QMetaObject是用来保存Qt元对象的元信息，当继承QObject类并使用宏Q_OBJECT时，创建的类产生一个静态QMetaObject实例staticMetaObject，这个实例会保存类名、信号名称及索引、槽的名字及索引等等在对象操作时需要的基本信息，而这也是信号与槽的根本所在：

#define Q_OBJECT \

public: \

    Q_OBJECT_CHECK \

    static const QMetaObject staticMetaObject; \

    virtual const QMetaObject *metaObject() const; \

    virtual void *qt_metacast(const char *); \

    QT_TR_FUNCTIONS \

    virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **); \

private: \

    Q_DECL_HIDDEN_STATIC_METACALL static void qt_static_metacall(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **); \

    struct QPrivateSignal {};

2、signals、slots、SIGNAL、SLOT、emit

(1)、Qt基于C++，那么就必须遵循C++的语法规则，否则编译出错；但在信号与槽的类声明中，如此使用：

{

... ...

signals:

 void sig(...);

private slots:

 void on_slots(....);

... ...

}

 通过以上例子看出， signals、slots好像不是C++里的关键字，但在Qt中又是合法的修饰符，到底是什么原因呢？查看Qt源代码：

ifndef QT_NO_SIGNALS_SLOTS_KEYWORDS

# define slots

# define signals public

# endif

现在看来，他们都是地道的宏定义，只是包装了C++控制修饰符：public、private、protected，但是细看会发现信号void sig(...)未实现，而我们使用的语句 emit sig(...);何解？ 再看：

# ifndef QT_NO_EMIT

# define emit

# endif

完美的一个空宏，也造就了完美的普通函数调用，关于这个普通的函数没有具体实现的原因，得从moc(meta object compiler)说起，通过查看moc_BasePage.cpp如下：

// SIGNAL 0

void BasePage::readyRead(quint16 _t1, char * _t2, quint16 _t3)

{

    void *_a[] = { 0, const_cast(reinterpret_cast(&_t1)), 

                    const_cast(reinterpret_cast(&_t2)),

                    const_cast(reinterpret_cast(&_t3)) };

    QMetaObject::activate(this, &staticMetaObject, 0, _a);

}

由此得知，“信号函数”不需要开发人员实现，moc会自动实现“信号函数”。

(2)、连接信号与槽时：connect(sender, SIGNAL(...), receiver(...), SLOT(...))

粗略一看，大体已经知道了SIGNAL、SLOT是宏定义，其源代码为：

# ifndef QT_NO_KEYWORDS

#  define METHOD(a)   "0"#a

# endif

# define SLOT(a)     "1"#a

# define SIGNAL(a)   "2"#a

#endif

what it means？主要是使用了C语言的字节拼接符"#"把信号名称转换成了以2开头的字符串，Qt发送信号时才能在元数据中查找到与之对应的信号。

3、MOC(Meta-Object Compiler)，以下是ContactsPage类编译后生成的moc源代码：

#include "../../untitled/metadatatest.h"

#include

#include

#if !defined(Q_MOC_OUTPUT_REVISION)

#error "The header file 'metadatatest.h' doesn't include ."

#elif Q_MOC_OUTPUT_REVISION != 67

#error "This file was generated using the moc from 5.3.2. It"

#error "cannot be used with the include files from this version of Qt."

#error "(The moc has changed too much.)"

#endif

QT_BEGIN_MOC_NAMESPACE

struct qt_meta_stringdata_MetaDataTest_t {

    QByteArrayData data[6];

    char stringdata[51];

};//存储信号、槽、类名称及相关索引、偏移的结构体

#define QT_MOC_LITERAL(idx, ofs, len) \

    Q_STATIC_BYTE_ARRAY_DATA_HEADER_INITIALIZER_WITH_OFFSET(len, \

    qptrdiff(offsetof(qt_meta_stringdata_MetaDataTest_t, stringdata) + ofs \

        - idx * sizeof(QByteArrayData)) \

    )

static const qt_meta_stringdata_MetaDataTest_t qt_meta_stringdata_MetaDataTest = {

    {

QT_MOC_LITERAL(0, 0, 12),

QT_MOC_LITERAL(1, 13, 8),

QT_MOC_LITERAL(2, 22, 0),

QT_MOC_LITERAL(3, 23, 7),

QT_MOC_LITERAL(4, 31, 8),

QT_MOC_LITERAL(5, 40, 10)

    },

    "MetaDataTest\0msgPrint\0\0sendMsg\0printMsg\0"

    "receiveMsg"

}; //moc查看头文件，根据signals、slots提取信号与槽的名称与索引保存到qt_meta_stringdata_MetaDataTest 中

#undef QT_MOC_LITERAL

static const uint qt_meta_data_MetaDataTest[] = {

 // content:

       7,       // revision

       0,       // classname

       0,    0, // classinfo

       2,   14, // methods

       0,    0, // properties

       0,    0, // enums/sets

       0,    0, // constructors

       0,       // flags

       1,       // signalCount

 // signals: name, argc, parameters, tag, flags

       1,    1,   24,    2, 0x06 /* Public */,

 // slots: name, argc, parameters, tag, flags

       4,    1,   27,    2, 0x08 /* Private */,

 // signals: parameters

    QMetaType::Void, QMetaType::QString,    3,

 // slots: parameters

    QMetaType::Void, QMetaType::QString,    5,

       0        // eod

};  //建立类构造、方法、属性等的元数据，保存到类全局数组qt_meta_data_MetaDataTest中

void MetaDataTest::qt_static_metacall(QObject *_o, QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a)

{

    if (_c == QMetaObject::InvokeMetaMethod) {

        MetaDataTest *_t = static_cast(_o);

        switch (_id) {

        case 0: _t->msgPrint((*reinterpret_cast< QString(*)>(_a[1]))); break;

        case 1: _t->printMsg((*reinterpret_cast< QString(*)>(_a[1]))); break;

        default: ;

        }

    } else if (_c == QMetaObject::IndexOfMethod) {

        int *result = reinterpret_cast(_a[0]);

        void **func = reinterpret_cast(_a[1]);

        {

            typedef void (MetaDataTest::*_t)(QString );

            if (*reinterpret_cast<_t *>(func) == static_cast<_t>(&MetaDataTest::msgPrint)) {

                *result = 0;

            }

        }

    }

} //Param1:MetaDataTest实例指针；Param2:操作类型(枚举)；Param3：信号或槽索引；Param4:不知道干嘛

const QMetaObject MetaDataTest::staticMetaObject = {

    { &QObject::staticMetaObject, qt_meta_stringdata_MetaDataTest.data,

      qt_meta_data_MetaDataTest,  qt_static_metacall, 0, 0}

};  //关联qt_meta_stringdata_MetaDataTest、qt_meta_data_MetaDataTest元数据到staticMetaObject 

const QMetaObject *MetaDataTest::metaObject() const

{

    return QObject::d_ptr->metaObject ? QObject::d_ptr->dynamicMetaObject() : &staticMetaObject;

}//返回当前对象的元对象，可以根据此元对象获取索引、类名等信息，在基类QObject中调用

void *MetaDataTest::qt_metacast(const char *_clname)

{

    if (!_clname) return 0;

    if (!strcmp(_clname, qt_meta_stringdata_MetaDataTest.stringdata))

        return static_cast(const_cast< MetaDataTest*>(this));

    return QObject::qt_metacast(_clname);

}//类、信号、槽名称比较

int MetaDataTest::qt_metacall(QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a)

{

    _id = QObject::qt_metacall(_c, _id, _a);

    if (_id < 0)

        return _id;

    if (_c == QMetaObject::InvokeMetaMethod) {

        if (_id < 2)

            qt_static_metacall(this, _c, _id, _a);

        _id -= 2;

    } else if (_c == QMetaObject::RegisterMethodArgumentMetaType) {

        if (_id < 2)

            *reinterpret_cast(_a[0]) = -1;

        _id -= 2;

    }

    return _id;

}//其中id就是信号或槽的索引

void MetaDataTest::msgPrint(QString _t1)

{

    void *_a[] = { 0, const_cast(reinterpret_cast(&_t1)) };

    QMetaObject::activate(this, &staticMetaObject, 0, _a);

} // SIGNAL 0 （信号索引）

QT_END_MOC_NAMESPACE

4、void QMetaObject::activate(QObject sender, int signalOffset, int local_signal_index);

(1)、void QMetaObject::activate(QObject *sender, const QMetaObject *m, int local_signal_index,  void **argv){

    //当前信号通过m查找到信号的索引和偏移量并触发相应的信号或槽动作

    activate(sender, QMetaObjectPrivate::signalOffset(m), local_signal_index, argv);//很长的函数

}//据我理解信号的触发从这里开始

(2)、static   QMetaObject ::Connection   connect (const   QObject   *sender ,  const  char   *signal ,

 const QObject *receiver, const char *member, Qt::ConnectionType = Qt::AutoConnection);//也是很长的函数

QObject::connect(...)函数会根据# define SLOT(a) "1"#a、 # define SIGNAL(a) "2"#a的第一位判断是信号还是槽，然后调用QMetaObjectPrivate::indexOfSignalRelative()或QMetaObjectPrivate::indexOfSlotRelative(),最后调用模板函数indexOfMethodRelative().

总之, connect函数的作用就是关联相同对象、不同对象之间信号与信号及信号与槽...