解析Qt元对象系统（一） 概述

Meta-Object System 提供了Qt的信号和槽机制以及对象之间的互相通信,运行时的信息和动态属性系统。

三个必要条件：
1. QObject的子类
2. 宏Q_OBJECT
3. Meta Object Compiler

Qt官方建议对自定义的QObject子类都要加这个宏，但要注意：某些类不是继承自QObject，这些类里加Q_OBJECT就会出错，例如QEvent，QGraphicsItem，QRunnable.

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是为了解决反射的问题，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。

如果工程是用qmake生成Makefile进行编译，那么其中就包含了调用moc的规则，我们不必直接使用moc.exe。moc.exe会读取头文件，查看是否有Q_OBJECT宏定义，如果有则根据这个头文件生成相应的moc_.cpp，该文件同样将进入编译系统，最终被链接到二进制代码中去，QtCreator生成的代码就是通过编译链接时，把moc_widget.o与其他目标文件链接到一起，这种方式不用改源代码，相对而言比较顺眼。

moc_.cpp主要实现了头文件中的Q_OBJECT宏和SIGNAL，也就是将Qt扩展的语法去掉，再交给C++编译器。
SIGNAL只在头文件做声明，但我们写Qt程序时从不进行实现，因为它是在moc_.cpp里实现的，
例如无参数信号void Text();的实现：

void MainWindow::Text()
{
    QMetaObject::activate(this, &staticMetaObject, 0, nullptr);
}

有参数信号void time(QDateTime t);的实现：

void MainWindow::time(QDateTime _t1)
{
    void *_a[] = { nullptr, const_cast<void*>(reinterpret_cast<const void*>(&_t1)) };
    QMetaObject::activate(this, &staticMetaObject, 1, _a);
}

主要调用QMetaObject::activate方法，staticMetaObject是这个类默认的一个静态元对象。第三个参数是信号对应的序数。第四个参数如果是nullptr则代表信号无参数，否则代表参数的指针。

moc文件也可以在cpp文件中被include，Qt官方示例很多就是这样做的,我们也可以这样写常见的MainWindow程序:

#include 
#include 

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit MainWindow(QWidget *parent=0):
        QMainWindow(parent)
    {}
    ~MainWindow()
    {}
};

#include "main.moc"
int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow m;
    m.resize(800,600);
    m.show();
    return a.exec();
}

编译之前先运行qmake，以处理宏Q_OBJECT，生成main.moc。如果没有#include "main.moc"，会报错：
无法解析3个外部符号,即moc文件中实现的3个函数：qt_metacall, qt_metacast, metaObject

元对象系统涉及到的类: QMetaType, QMetaMethod, QMetaObject, QMataClassInfo, QMetaEnum, QMetaDataReaderControl, QMetaProperty,

QMataType是Qt所支持的元类型，有个Type的枚举，这个枚举列表中的所有类型是Qt信号槽机制本身就支持的，大部分的类型实际在宏QT_FOR_EACH_STATIC_TYPE中包含。如果是自定义的类型需要用qRegisterMetaType去注册元类型才能被Qt的信号槽所识别。

QMetaMethod有个重要的成员函数invoke，支持跨线程调用，是基于元对象系统的。

QMetaObject是元对象类本身，实现了QMetaObject::invokeMethod, 功能和QMetaMethod没有什么区别。提供了元对象系统的基本方法，包括方法/信号槽/属性的数目/序数等等方法。

QMataClassInfo提供了类的附加信息。

元对象系统的一些常用工具：

• QObject::metaObject()，返回当前类的元对象信息，是个QMetaObject指针；QObject::staticMetaObject也可以获取当前类的元对象信息，类型是QMetaObject。
• QMetaObject::className()，运行时返回类名，返回类型是char*。
• QMetaObject::newInstance()，构造一个新的实例。
• QObject::inherits()，判断当前对象实例的类继承关系，常用于判断某个对象属于哪个类。
• QObject::tr() 和QObject::trUtf8()用于Qt语言国际化，返回类型是QString。
• QObject::property()/setProperty()，通过属性名动态获取/修改属性值。
• qobject_cast()，动态类型转换，类似于标准C++的dynamic_cast()，不同的是它不需要RTTI（run time type information）且不受动态库的限制。