Qt之美（一）：D指针/私有实现

The English version is available at: http://xizhizhu.blogspot.com/2010/11/beauty-of-qt-1-d-pointer-private.html

 

 

相信不少刚开始阅读Qt源代码的朋友在看到其中的Private类和诸如Q_D、Q_Q等宏时都会思考，为什么Qt要用这样一个设计模式呢？这样一段增加了不少复杂度的代码，到底有多大的好处呢？简单的说，这样的好处在于保证代码的二进制兼容性。

 

什么是二进制兼容性？大名鼎鼎的KDE项目是这样介绍的：一个库是二进制兼容的，如果一个程序和某个库的某个版本动态链接，并且不需要重新编译，即可在安装有该库较新版本的环境中运行。为什么要保证二进制兼容性？如果不能保证库的二进制兼容性，就意味着每次发布新版本时，依赖该库的所有程序都必须重新编译才能正常运行。显然，这对于像Qt这样被广泛采用的库而言是完全不可接受的。关于二进制兼容性的更多信息，感兴趣的朋友可以参考下KDE TechBase上的这篇文章，这里就不罗嗦了，仅仅和大家分享下具体的使用。

 

如果不使用D指针，那我们可能会有如下的一个类声明： 

class MyClass { public: MyClass(); ~MyClass(); private: int myVar; }; 

 

显然，这里的私有成员myVar是保证代码二进制兼容性的大敌，所以我们需要使用D指针，改写这个类：

class MyClassPrivate; class MyClass { public: MyClass(); ~MyClass(); private: MyClassPrivate * const d_ptr; Q_DECLARE_PRIVATE(MyClass); }; 

 

这里，我们定义了一个指针d_ptr指向私有实现类，然后用Q_DECLARE_PRIVATE宏来定义一些辅助函数和声明友元类：

#define Q_DECLARE_PRIVATE(Class) / inline Class##Private* d_func() { return reinterpret_cast<Class##Private *>(qGetPtrHelper(d_ptr)); } / inline const Class##Private* d_func() const { return reinterpret_cast<const Class##Private *>(qGetPtrHelper(d_ptr)); } / friend class Class##Private; 

 

然后这个私有类的实现如下所示：

class MyClassPrivate { public: MyClassPrivate(MyClass *parent); private: MyClass * const q_ptr; Q_DECLARE_PUBLIC(MyClass); int myVar; }; 

 

这里的q_ptr指针就是指向公开的接口了，然后Q_DECLARE_PUBLIC宏则定义了辅助函数并声明了友元类：

#define Q_DECLARE_PUBLIC(Class) / inline Class* q_func() { return static_cast<Class *>(q_ptr); } / inline const Class* q_func() const { return static_cast<const Class *>(q_ptr); } / friend class Class; 

 

而我们还可以用Q_D和Q_Q两个宏来进一步简化访问：

#define Q_D(Class) Class##Private * const d = d_func() #define Q_Q(Class) Class * const q = q_func() 

 

这就是Qt中D指针/私有实现的最基本使用方法。最后用一个比较完整的例子作为结尾;)

// myclass.h #ifndef MYCLASS_H #define MYCLASS_H #include <QtCore/QObject> class MyClassPrivate; class MyClass: public QObject { Q_OBJECT public: MyClass(QObject *parent = 0); virtual ~MyClass(); void dummyFunc(); signal: void dummySignal(); private: MyClassPrivate * const d_ptr; Q_DECLARE_PRIVATE(MyClass); Q_DISABLE_COPY(MyClass); }; #endif // MYCLASS_H // myclass.cpp #include "myclass.h" class MyClassPrivate { public: MyClassPrivate(MyClass *parent) : q_ptr(parent) { } void foobar() { Q_Q(MyClass); emit q->dummySignal(); } private: MyClass * const q_ptr; Q_DECLARE_PUBLIC(MyClass); }; MyClass::MyClass(QObject *parent) : QObject(parent) , d_ptr(new MyClassPrivate(this)) { } MyClass::~MyClass() { Q_D(MyClass); delete d; } void MyClass::dummyFunc() { Q_D(MyClass); d->foobar(); }