QT的Meta-Object系统

原文：http://doc.qt.io/qt-5/metaobjects.html

Qt的meta-object system为对象间通信提供了signals和slots机制， 运行时类型检查（RTTI），和动态属性系统（dynamic property system）。

meta-object系统基于3件事情：

1. QObject为利用meta-object系统的对象提供了一个基类；
2. 在类声明的私有段的Q_OBJECT宏被用来enable meta-object系统，比如dynamic property，signals和slots；
3. moc（Meta-Object Compiler）为每个QObject的子类提供必要的代码以实现meta-object的功能。

moc工具读取C++的源文件。若它发现有一个或多个类的声明含有Q_OBJECT宏，它就为每个类产生一个包含了meta-object代码的C++源文件。这个生成的源文件或者被包含在这个类的源文件中，或者更常见的是，被编译和与该类的实现进行链接。

除了为对象间通信提供signals和slots机制外（引入meta-object系统的主要原因），meta-object代码还提供如下的功能：

• QObject::metaObject() 返回和该类相关的meta-object. 
• QMetaObject::className() 可以在运行时以string的形式返回类名，而不需要编译器的运行时类型检查（RTTI）的支持。
• QObject::inherits() 返回一个对象是否是一个类的实例，该类继承了QObject继承树种的某个类。
• QObject::tr()和QObject::trUtf8() 为国际化而翻译字符串。
• QObject::setProperty()和QObject::property() 通过名称动态地set和get属性；
• QMetaObejct::newInstance() 构造该类的一个新的实例

在QObject的一系列类上使用qobject_cast()可以做到动态类型转换。qobject_cast()函数和标准C++的dynamic_cast()类似，不需要RTTI的支持，就能在不同的动态库之间工作。它试图将它的参数转换成在尖括号中指定的指针类型。如果转换成功，就返回非0指针；否则返回0. 
比如，假设MyWidget继承了QWidget，并且Q_OBJECT宏已经被声明：

QObject *obj = new MyWidget;
QWidget *widget = qobject_cast(obj);  // correct
MyWidget *myWidget = qobject_cast(obj);  // correct
QLabel *label = qobject_cast(obj);  // label is 0

转换到QLabel失败了。指针被设为0. 这使得在运行时基于类型来处理不同类型的对象成为可能：

if (QLabel *label = qobject_cast(obj)) {
    label->setText(tr("Ping"));
} else if (QPushButton *button = qobject_cast(obj)) {
    button->setText(tr("Pong!"));
}

使用QObject作为基类而不使用Q_OBJECT宏和meta-object代码是可能的。如果Q_OBJECT宏没有被使用，signals和slots，以及这里描述的其他功能就没有办法用了。从meta-object系统的观点来看，一个没有meta-object代码的QObject子类的对象，和它最近的祖先在meta-object code上是一致的。也就是说，比如，QMetaObject::className()将不会返回你的类的真正的名字，而是返回它的祖先的类名。
因此，我们强烈建议所有QObject的子类，都应该使用Q_OBJECT宏，无论它们是否使用了
signals、slots和properties.