Qt 核心剖析: moc(转)

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前面我们说过,Qt 不是使用的 “标准的” C++ 语言,而是对其进行了一定程度的 “扩展”。这里我们从 Qt 新增加的关键字就可以看出来:signals、slots 或者 emit。所以有人会觉得 Qt 的程序编译速度慢,这主要是因为在 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。

moc 全称是 Meta-Object Compiler,也就是 “元对象编译器”。Qt 程序在交由标准编译器编译之前,先要使用 moc 分析 C++ 源文件。如果它发现在一个头文件中包含了宏 Q_OBJECT,则会生成另外一个 C++ 源文件。这个源文件中包含了 Q_OBJECT 宏的实现代码。这个新的文件名字将会是原文件名前面加上 moc_ 构成。这个新的文件同样将进入编译系统,最终被链接到二进制代码中去。因此我们可以知道,这个新的文件不是 “替换” 掉旧的文件,而是与原文件一起参与编 译。另外,我们还可以看出一点,moc 的执行是在预处理器之前。因为预处理器执行之后,Q_OBJECT 宏就不存在了。

既然每个源文件都需要 moc 去处理,那么我们在什么时候调用了它呢?实际上,如果你使用 qmake 的话,这一步调用会在生成的 makefile 中展现出来。从本质上来说,qmake 不过是一个 makefile 生成器,因此,最终执行还是通过 make 完成的。

为了查看 moc 生成的文件,我们使用一个很简单的 cpp 来测试:

test.cpp

class Test : public QObject 
{ 
 Q_OBJECT 
public: 
 explicit Test(QObject *parent = 0); 
signals: 
public slots: 
};

这是一个空白的类,什么都没有实现。在经过编译之后,我们会在输出文件夹中找到 moc_test.cpp:

moc_test.cpp

/**************************************************************************** 
** Meta object code from reading C++ file 'test.h' 
** 
** Created: Thu Jul 22 13:06:45 2010 
**      by: The Qt Meta Object Compiler version 62 (Qt 4.6.3) 
** 
** WARNING! All changes made in this file will be lost! 
*****************************************************************************/ 
 
#include "../test.h" 
#if !defined(Q_MOC_OUTPUT_REVISION) 
#error "The header file 'test.h' doesn't include ." 
#elif Q_MOC_OUTPUT_REVISION != 62 
#error "This file was generated using the moc from 4.6.3. 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 
static const uint qt_meta_data_Test[] = { 
 
 // content: 
       4,       // revision 
       0,       // classname 
       0,    0, // classinfo 
       0,    0, // methods 
       0,    0, // properties 
       0,    0, // enums/sets 
       0,    0, // constructors 
       0,       // flags 
       0,       // signalCount 
 
       0        // eod 
}; 
 
static const char qt_meta_stringdata_Test[] = { 
    "Test\0" 
}; 
 
const QMetaObject Test::staticMetaObject = { 
    { &QObject::staticMetaObject, qt_meta_stringdata_Test, 
      qt_meta_data_Test, 0 } 
}; 
 
#ifdef Q_NO_DATA_RELOCATION 
const QMetaObject &Test::getStaticMetaObject() { return staticMetaObject; } 
#endif //Q_NO_DATA_RELOCATION 
 
const QMetaObject *Test::metaObject() const 
{ 
    return QObject::d_ptr->metaObject ? QObject::d_ptr->metaObject : &staticMetaObject; 
} 
 
void *Test::qt_metacast(const char *_clname) 
{ 
    if (!_clname) return 0; 
    if (!strcmp(_clname, qt_meta_stringdata_Test)) 
        return static_cast(const_cast< Test*>(this)); 
    return QObject::qt_metacast(_clname); 
} 
 
int Test::qt_metacall(QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a) 
{ 
    _id = QObject::qt_metacall(_c, _id, _a); 
    if (_id < 0) 
        return _id; 
    return _id; 
} 
QT_END_MOC_NAMESPACE

可以看到,moc_test.cpp 里面为 Test 类增加了很多函数。然而,我们并没有实际写出这些函数,它是怎么加入类的呢?别忘了,我们还有 Q_OBJECT 这个宏呢!在 qobjectdefs.h 里面,找到 Q_OBJECT 宏的定义:

#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 **); \ 
private:

这下了解了:正是对 Q_OBJECT 宏的展开,使我们的 Test 类拥有了这些多出来的属性和函数。注意,QT_TR_FUNCTIONS 这个宏也是在这里定义的。也就是说,如果你要使用 tr () 国际化,就必须使用 Q_OBJECT 宏,否则是没有 tr () 函数的。这期间最重要的就是 virtual const QMetaObject *metaObject () const; 函数。这个函数返回 QMetaObject 元对象类的实例,通过它,你就获得了 Qt 类的反射的能力:获取本对象的类型之类,而这一切,都不需要 C++ 编译器的 RTTI 支持。Qt 也提供了一个类似 C++ 的 dynamic_cast () 的函数 qobject_case (),而这一函数的实现也不需要 RTTI。另外,一个没有定义 Q_OBJECT 宏的类与它最接近的父类是同一类型的。也就是说,如果 A 继承了 QObject 并且定义了 Q_OBJECT,B 继承了 A 但没有定义 Q_OBJECT,C 继承了 B,则 C 的 QMetaObject::className () 函数将返回 A,而不是本身的名字。因此,为了避免这一问题,所有继承了 QObject 的类都应该定义 Q_OBJECT 宏,不管你是不是使用信号槽。

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