【Qt开发流程】之对象模型2：属性系统
描述
Qt提供了一个复杂的属性系统，类似于一些编译器供应商提供的属性系统。然而，作为一个独立于编译器和平台的库，Qt不依赖于非标准的编译器特性，如__property或[property]。
Qt解决方案适用于Qt支持的所有平台上的任何标准c++编译器。它基于元对象系统，该系统还通过信号和槽提供对象间通信。
声明属性要求
要声明属性，请在继承QObject的类中使用Q_PROPERTY()宏。
这个宏用于在继承QObject的类中声明属性。属性的行为类似于类数据成员，但它们具有可通过元对象系统访问的附加特性。
Q_PROPERTY(type name
(READ getFunction [WRITE setFunction] |
MEMBER memberName [(READ getFunction | WRITE setFunction)])
[RESET resetFunction]
[NOTIFY notifySignal]
[REVISION int]
[DESIGNABLE bool]
[SCRIPTABLE bool]
[STORED bool]
[USER bool]
[CONSTANT]
[FINAL])
声明需要属性名称和类型以及READ函数。该类型可以是QVariant支持的任何类型，也可以是用户定义的类型。其他项是可选的，但WRITE函数是常见的。除USER外，其他属性默认为false。
例如:
Q_PROPERTY(QString title READ title WRITE setTitle USER true)
下面是取自类QWidget的属性声明的一些典型示例：
Q_PROPERTY(bool focus READ hasFocus)
Q_PROPERTY(bool enabled READ isEnabled WRITE setEnabled)
Q_PROPERTY(QCursor cursor READ cursor WRITE setCursor RESET unsetCursor)
下面是一个示例，展示了如何使用member关键字将成员变量导出为Qt属性。注意，必须指定NOTIFY信号才能允许QML属性绑定:
Q_PROPERTY(QColor color MEMBER m_color NOTIFY colorChanged)
Q_PROPERTY(qreal spacing MEMBER m_spacing NOTIFY spacingChanged)
Q_PROPERTY(QString text MEMBER m_text NOTIFY textChanged)
...
signals:
void colorChanged();
void spacingChanged();
void textChanged(const QString &newText);
private:
QColor m_color;
qreal m_spacing;
QString m_text;
属性表现类似于类数据成员，但通过元对象系统可访问附加功能。
- 如果未指定
MEMBER变量，则需要一个READ访问器函数。它用于读取属性值。理论上，应该使用const函数来实现，并且必须返回属性的类型或该类型的const引用。例如，QWidget::focus是一个带有READ函数（QWidget::hasFocus()）的只读属性。 WRITE访问器函数是可选的。它用于设置属性值。它必须返回void，并且必须接受一个参数，要么是属性的类型，要么是指向该类型的指针或引用。例如，QWidget::enabled具有WRITE函数QWidget::setEnabled()。只读属性不需要WRITE函数。例如，QWidget::focus没有WRITE函数。- 如果未指定READ访问器函数，则需要一个MEMBER变量关联。这使得给定的成员变量可读可写，而无需创建READ和WRITE访问器函数。如果需要控制变量访问，仍然可以使用READ或WRITE访问器函数（但不能同时使用）。
RESET函数是可选的。它用于将属性设置回上下文特定的默认值。例如，QWidget::cursor具有典型的READ和WRITE函数（QWidget::cursor()和QWidget::setCursor()），它还有一个RESET函数QWidget::unsetCursor()，因为对QWidget::setCursor()的调用没有意义。RESET函数必须返回void并且不接受参数。NOTIFY信号是可选的。如果定义了，它应指定该类中的一个现有信号，该信号在属性值更改时发出。MEMBER变量的NOTIFY信号必须接受零个或一个参数，该参数的类型必须与属性的类型相同。参数将采用属性的新值。只有在属性实际上发生更改时，才应该发出NOTIFY信号，以避免在QML中不必要地重新评估绑定，例如。当需要为未具有显式设置器的MEMBER属性自动发出该信号时，Qt会自动发出该信号。REVISION编号是可选的。如果包含，则定义了属性及其通知器信号在API的特定修订版中使用（通常用于暴露给QML）。如果不包含，则默认为0。DESIGNABLE属性指示属性是否应在GUI设计工具（例如Qt Designer）的属性编辑器中可见。大多数属性都是DESIGNABLE的（默认为true）。可以指定一个布尔成员函数代替true或false。SCRIPTABLE属性指示该属性是否应由脚本引擎访问（默认为true）。您可以指定一个布尔成员函数代替true或false。STORED属性指示该属性是否应被视为存在于自己或依赖于其他值上。它还指示在存储对象状态时是否必须保存属性值。大多数属性都是STORED的（默认为true），但是例如，QWidget::minimumWidth()的STORED为false，因为它的值只是从属性QWidget::minimumSize()的宽度组件中获取的，后者是一个QSize。USER属性指示该属性是否指定为类的用户界面或可编辑属性。通常，每个类只有一个USER属性（默认为false）。例如，QAbstractButton::checked是（可检查）按钮的可编辑属性。请注意，QItemDelegate会获取和设置部件的USER属性。CONSTANT属性的存在表示属性值是常量的。对于给定的对象实例，常量属性的READ方法在每次调用时必须返回相同的值。该常量值可以在对象的不同实例间有所不同。常量属性不能具有WRITE方法或NOTIFY信号。FINAL属性的存在表示该属性不会被派生类覆盖。在某些情况下，这可以用于性能优化，但是不受moc的强制执行。永远不要覆盖FINAL属性。
可以继承READ、WRITE和RESET功能。它们也可以是虚拟的。当它们在使用多重继承的类中被继承时，它们必须来自第一个继承的类。
属性类型可以是QVariant支持的任何类型，也可以是用户定义的类型。在本例中，类QDate被认为是用户定义的类型。
Q_PROPERTY(QDate date READ getDate WRITE setDate)
因为QDate是用户定义的，所以必须包含 带有属性声明的头文件。
对于QMap、QList和QValueList属性，属性值是一个QVariant，其值是整个列表或映射。注意，Q_PROPERTY字符串不能包含逗号，因为逗号分隔了宏参数。因此，必须使用QMap作为属性类型，而不是QMap
为了保持一致性，也使用QList和QValueList而不是 QList和QValueList。
使用元对象系统对属性进行读写操作
可以使用泛型函数QObject::property()和QObject::setProperty()来读写属性，而不需要知道除了属性名称之外的任何关于所属类的信息。在下面的代码片段中，对QAbstractButton::setDown()的调用和对QObject::setProperty()的调用都设置属性“down”。
QPushButton *button = new QPushButton;
QObject *object = button;
button->setDown(true);
object->setProperty("down", true);
通过WRITE访问属性是两种方法中更好的一种，因为它更快，并且在编译时提供更好的诊断，但是以这种方式设置属性要求您在编译时了解该类。按名称访问属性使您可以访问在编译时不知道的类。您可以在运行时通过查询类的QObject、QMetaObject和QMetaProperties来发现类的属性。
QObject *object = ...
const QMetaObject *metaobject = object->metaObject();
int count = metaobject->propertyCount();
for (int i=0; i<count; ++i) {
QMetaProperty metaproperty = metaobject->property(i);
const char *name = metaproperty.name();
QVariant value = object->property(name);
...
}
在上面的代码片段中，QMetaObject::property()用于获取在某个未知类中定义的每个属性的元数据。从元数据中获取属性名并传递给QObject::property()以获取当前对象中的属性值。
一个小示例
假设我们有一个类MyClass，它派生自QObject，并在其私有部分中使用Q_OBJECT宏。我们希望在MyClass中声明一个属性来跟踪优先级值。该属性的名称将是priority，其类型将是一个名为priority的枚举类型，该类型在MyClass中定义。
我们在类的私有部分使用Q_PROPERTY()宏声明属性。所需的READ函数名为priority，我们还包含了一个名为setPriority的WRITE函数。枚举类型必须使用Q_ENUM()宏在元对象系统中注册。注册枚举类型使枚举数名称可用于调用QObject::setProperty()。我们还必须为READ和WRITE函数提供自己的声明。MyClass的声明可能看起来像这样:
class MyClass : public QObject
{
Q_OBJECT
Q_PROPERTY(Priority priority READ priority WRITE setPriority NOTIFY priorityChanged)
public:
MyClass(QObject *parent = 0);
~MyClass();
enum Priority { High, Low, VeryHigh, VeryLow };
Q_ENUM(Priority)
void setPriority(Priority priority)
{
m_priority = priority;
emit priorityChanged(priority);
}
Priority priority() const
{ return m_priority; }
signals:
void priorityChanged(Priority);
private:
Priority m_priority;
};
READ函数是const，并返回属性类型。WRITE函数返回void，并且只有一个属性类型的参数。元对象编译器执行这些要求。
给定一个指向MyClass实例的指针或一个指向MyClass实例的QObject指针，我们有两种方法来设置其优先级属性:
MyClass *myinstance = new MyClass;
QObject *object = myinstance;
myinstance->setPriority(MyClass::VeryHigh);
object->setProperty("priority", "VeryHigh");
qDebug().noquote() << "[" << __FILE__ << __LINE__ << "]" << myinstance->property("priority");
当把
object->setProperty("priority", "VeryHigh");
改为
object->setProperty("priority", "VeryHi");
再次输出，会输出为空，会自行检查，是安全的。
在这个例子中，作为属性类型的枚举类型在MyClass中声明，并使用Q_ENUM()宏在元对象系统中注册。这使得枚举值可以作为字符串使用，就像在调用setProperty()时一样。如果枚举类型在另一个类中声明，则需要它的完全限定名(即OtherClass::Priority)，并且其他类也必须继承QObject并使用Q_ENUM()宏在那里注册枚举类型。
还有一个类似的宏Q_FLAG()。像Q_ENUM()一样，它注册了一个枚举类型，但它将该类型标记为一组标志，即可以将值OR在一起。一个I/O类可能有枚举值Read和Write，然后QObject::setProperty()可以接受Read | Write。Q_FLAG()应该用来注册这个枚举类型。
动态属性
QObject::setProperty()也可用于在运行时为类的实例添加新属性。当使用名称和值调用它时，如果QObject中存在具有给定名称的属性，并且给定的值与属性的类型兼容，则该值将存储在属性中，并返回true。如果该值与属性的类型不兼容，则不会更改属性，并返回false。但是，如果具有给定名称的属性在QObject中不存在(即，如果它没有使用Q_PROPERTY()声明)，则一个具有给定名称和值的新属性将自动添加到QObject中，但仍然返回false。这意味着不能使用返回false来确定是否实际设置了特定属性，除非您事先知道该属性已经存在于QObject中。
注意，动态属性是在每个实例的基础上添加的，也就是说，它们被添加到QObject，而不是QMetaObject。通过将属性名称和无效的QVariant值传递给QObject::setProperty()，可以从实例中删除属性。QVariant的默认构造函数构造了一个无效的QVariant。
动态属性可以用QObject::property()查询，就像在编译时用Q_PROPERTY()声明的属性一样。
属性和自定义类型
属性使用的自定义类型需要使用Q_DECLARE_METATYPE()宏注册，以便它们的值可以存储在QVariant对象中。这使得它们既适合与类定义中使用Q_PROPERTY()宏声明的静态属性一起使用，也适合与运行时创建的动态属性一起使用。
向类添加附加信息
连接到属性系统的是一个额外的宏Q_CLASSINFO()，它可以用来将额外的名值对附加到类的元对象上，例如:
Q_CLASSINFO("Version", "3.0.0")
与其他元数据一样，类信息可以在运行时通过元对象访问;详情可以参考QMetaObject::classInfo()。
使用场景
-
自定义控件：通过属性系统，可以方便地添加自定义控件所需要的属性，并在运行时动态修改其属性值，以实现控件的个性化定制。
-
翻译：在多语言支持的应用程序中，可以将所有需要翻译的字符串作为属性添加到组件中，这样可以方便地将这些字符串全部翻译成不同的语言。
-
皮肤定制：通过属性系统，可以在运行时动态地修改控件的样式属性，以实现界面的不同皮肤定制。
比如改变样式：
{
// 创建QPushButton控件
QPushButton *button = new QPushButton("Click me", this);
// 添加样式属性
button->setProperty("buttonColor", QColor(220, 220, 220));
button->setProperty("buttonTextColor", QColor(50, 50, 50));
// 设置初始样式
setButtonStyle(button);
// 在运行时修改样式属性
button->setProperty("buttonColor", QColor(0, 255, 0));
button->setProperty("buttonTextColor", QColor(255, 0, 0));
setButtonStyle(button); // 重新设置样式
}
// 定义函数来根据样式属性设置样式表
void setButtonStyle(QPushButton* button) {
QColor buttonColor = button->property("buttonColor").value<QColor>();
QColor buttonTextColor = button->property("buttonTextColor").value<QColor>();
button->setStyleSheet(QString("QPushButton { background-color: rgb(%1, %2, %3); color: rgb(%4, %5, %6); }")
.arg(buttonColor.red())
.arg(buttonColor.green())
.arg(buttonColor.blue())
.arg(buttonTextColor.red())
.arg(buttonTextColor.green())
.arg(buttonTextColor.blue()));
}
属性系统的优势
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灵活性：通过属性系统，可以轻松地在运行时动态修改对象的属性值，从而实现动态控制组件的行为。
-
扩展性：开发人员可以轻松地为自定义的控件添加属性，并通过属性系统来进行控制，从而扩展控件的属性和功能。
-
易用性：Qt属性系统提供了简单易用的API，开发人员可以方便地使用属性系统来管理和操作对象的属性。
结论
年轻人嘛，现在没钱算什么，以后没钱的日子还多着呢。