Qt入门学习之Qt元对象特性

Qt 是一个用标准 C++ 编写的跨平台开发类库，它对标准 C++ 进行了扩展，引入了元对象系统、信号与槽、属性等特性，使应用程序的开发变得更高效。
Qt的元对象编译器(MOC)是一个预处理器，在源程序被编译前先将Qt特性的程序转换为标准C++兼容的形式，然后再由标准C++编译器进行编译。这就是为什么使用信号与槽机制的类里必须添加一个Q_OBJECT宏的原因，只有添加了这个宏，moc才能对类里的信号与槽的代码进行预出来。

1. 元对象系统

Qt的元对象系统提供了对象之间通信的信号与槽机制、运行时类型信息和动态属性系统。
I、元对象系统由三个基础组成：
1）QObject 类是所有使用元对象系统的类的基类。
2）在一个类的 private 部分声明 Q_OBJECT宏，使得类可以使用元对象的特性，如动态属性、信号与槽。
3）MOC（元对象编译器）为每个 QObject 的子类提供必要的代码来实现元对象系统的特性。
构建项目时候，moc工具读取C++源文件，当它发现类的定义里有O_OBJECT宏时，它就会为这个类生成另一个包含有元对象支持代码的C++文件，这个生成的源文件连同类的实现文件一起被编译和链接。

II、除了信号与槽机制外，元对象还提供如下功能：

• QObject::metaObject() 函数返回类关联的元对象，元对象类QMetaObject 包含了访问元对象的一些接口函数，例如 QMetaObject::className() 函数可在运行时返回类的名称字符串。
  QObject obj = new QPushButton;
  obj->metaObject()->className (); //返回"QPushButton"

• QMetaObject::newInstance() 函数创建类的一个新的实例。

• QObject::inherits(const char *className) 函数判断一个对象实例是否是名称为 className 的类或 QObject 的子类的实例。例如：
  QTimer timer = new QTimer; // QTimer 是 QObject 的子类
  timer->inherits (“QTimer”); // 返回 true
  timer->inherits (“QObject”); // 返回 true
  timer->inherits (“QAbstractButton”);//返回 false,不是 QAbstractButton 的子类

• QObject::tr() 和 QObject::trUtf8() 函数可翻译字符串，用于多语言界面设计，后续章会专门介绍多语言界面设计。

• QObject::setProperty() 和 QObject::property() 函数用于通过属性名称动态设置和获取属性值。

• 对于 QObject 类及其子类(QObject是Qt所有类的基类)，还可以使用 qobject_cast() 函数进行动态投射（dynamic cast）。
  例如，假设 QMyWidget 是 QWidget 的子类并且在类定义中声明了 Q_OBJECT 宏。创建实例使用下面的语句：
  QObject obj = new QMyWidget;

• 变量 obj 定义为 QObject 指针，但它实际指向 QMyWidget 类，所以可以正确投射为 QWidget，即：
  QWidget widget = qobject_cast>(obj);

• 从 QObject 到 QWidget 的投射是成功的，因为 obj 实际是 QMyWidget 类，是 QWidget的子类。也可以将其成功投射为 QMyWidget，即：
  QMyWidget myWidget = qobject_cast>(obj);

• 投射为 QMyWidget 是成功的，因为 qobject_cast() 并不区分 Qt 内建的类型和用户自定义类型。但是，若要将 obj投射为 QLabel 则是失败的，即：
  QLabel * label =qobject_cast>(obj);
  这样投射是失败的，返回指针 label 为 NULL，因为 QMyWidget 不是 QLabel 的子类。

    动态投射的作用：使用动态投射，使得程序可以在运行时对不同的对象做不同的处理。
  

2. 属性系统

I.属性定义
Qt 提供一个 Q_PROPERTY() 宏可以定义属性，它也是基于元对象系统实现的。Qt 的属性系统与 C++ 编译器无关，可以用任何标准的 C++ 编译器编译定义了属性的 Qt C++ 程序。
在 QObject 的子类中，用宏 Q_PROPERTY() 定义属性，其使用格式如下：
Q_PROPERTY(type name ( READ getFunction [WRITE setFunction] | MEMBER meznberName [ ( READ getFunction | WRITE setFunction ) ])
[RESET resetFunction]
[NOTIFY notifySignal]
[REVISION int]
[DESIGNABLE bool]
[SCRIPTABLE bool]
[STORED bool]
[USER bool]
[CONSTANT]
[FINAL])
Q_PROPERTY 宏定义一个返回值类型为 type，名称为 name 的属性，用 READ、WRITE 关键字定义属性的读取、写入函数，还有其他的一些关键字定义属性的一些操作特性。属性的类型可以是 QVariant 支持的任何类型，也可以用户自定义类型。
Q_PROPERTY 宏定义属性的一些主要关键字的意义如下：

• READ 指定一个读取属性值的函数，没有 MEMBER 关键字时必须设置 READ。
• WRITE 指定一个设定属性值的函数，只读属性没有 WRITE 设置。
• MEMBER 指定一个成员变量与属性关联，成为可读可写的属性，无需再设置 READ 和 WRITE。
• RESET 是可选的，用于指定一个设置属性缺省值的函数。
• NOTIFY 是可选的，用于设置一个信号，当属性值变化时发射此信号。
• DESIGNABLE 表示属性是否在 Qt Designer 里可见，缺省为 true。
• CONSTANT 表示属性值是一个常数，对于一个对象实例，READ 指定的函数返回值是常数，但是每个实例的返回值可以不一样。具有CONSTANT 关键字的属性不能有 WRITE 和 NOTIFY 关键字。
• FINAL 表示所定义的属性不能被子类重载。

QWidget 类定义属性的一些例子如下：
Q_PROPERTY(bool focus READ hasFocus)
Q_PROPERTY(bool enabled READ isEnabled WRITE setEnabled)
Q_PROPERTY(QCursor cursor READ cursor WRITE setCursor RESET unsetCursor)

II.属性的使用
不管是否用 READ 和 WRITE 定义了接口函数，只要知道属性名称，就可以通过 QObject::property() 读取属性值，并通过 QObject::setProperty() 设置属性值。例如：
QPushButton button = new QPushButton;
QObject object = button；
object->setProperty(“flat”, true);
bool isFlat= object->property (“flat”);

QObject::setProperty() 函数可以在运行时为类定义一个新的属性，称之为动态属性。动态属性是针对类的实例定义的。
动态属性可以使用 QObject::property() 查询，就如在类定义里用 Q_PROPERTY 宏定义的属性一样。
例如，在数据表编辑界面上，一些字段是必填字段，就可以在初始化界面时为这些字段的关联显示组件定义一个新的 required 属性，并设置值为“true”，如：
editName->setProperty(“required”, “true”);
comboSex->setProperty(“required”, “true”);
checkAgree->setProperty(“required”, “true”);
然后，可以应用下面的样式定义将这种必填字段的背景颜色设置为亮绿色。(样式定义后续章节将由讲解)
*[required=“true”]{background-color:lime}

III.类的附加属性
属性系统还有一个宏 Q_CLASSINFO()，可以为类的元对象定义“名称——值”信息，如：
class QMyClass:public QObject {
Q_OBJECT
Q_CLASSINFO(“author”, “Wang”)
Q_CLASSINFO (“company”, “UPC”)
Q_CLASSINFO("version ", “3.0.1”)
public:
…
};
用 Q_CLASSINFO() 宏定义附加类信息后，可以通过元对象的一些函数获取类的附加信息，如 classlnfo(int) 获取某个附加信息，函数原型定义如下：
QMetaClassInfo QMetaObject::classInfo(int index) const

返回值是 QMetaClassInfo 类型，有 name() 和 value() 两个函数，可获得类附加信息的名称和值。

3.信号与槽

信号与槽机制前面章节已有讲解此处不做赘述。