메타 객체 시스템

Qt의 메타 객체 시스템은 객체 간 통신을 위한 신호와 슬롯 메커니즘, 런타임 타입 정보, 동적 프로퍼티 시스템을 제공합니다.

메타 객체 시스템은 세 가지를 기반으로 합니다:

1. QObject 클래스는 메타 객체 시스템을 활용할 수 있는 객체를 위한 베이스 클래스를 제공합니다.
2. Q_OBJECT 매크로는 동적 속성, 신호 및 슬롯과 같은 메타 객체 기능을 활성화하는 데 사용됩니다.
3. 메타 객체의 Meta-Object Compiler (moc)는 각 QObject 하위 클래스에 메타 객체 기능을 구현하는 데 필요한 코드를 제공합니다.

moc 도구는 C++ 소스 파일을 읽습니다. Q_OBJECT 매크로가 포함된 클래스 선언을 하나 이상 발견하면 각 클래스의 메타 객체 코드가 포함된 또 다른 C++ 소스 파일을 생성합니다. 이렇게 생성된 소스 파일은 클래스의 소스 파일에 #include'd되거나, 더 일반적으로는 컴파일되어 클래스 구현과 링크됩니다.

메타 객체 코드는 객체 간 통신을 위한 신호 및 슬롯 메커니즘(시스템 도입의 주된 이유)을 제공하는 것 외에도 다음과 같은 추가 기능을 제공합니다:

• QObject::metaObject()는 클래스에 대해 연결된 meta-object 을 반환합니다.
• QMetaObject::className() 함수는 C++ 컴파일러를 통한 네이티브 런타임 유형 정보(RTTI) 지원 없이도 런타임에 클래스 이름을 문자열로 반환합니다.
• QObject::inherits() 함수는 객체가 QObject 상속 트리 내에서 지정된 클래스를 상속하는 클래스의 인스턴스인지 여부를 반환합니다.
• QObject::tr() 함수는 국제화를 위해 문자열을 번역합니다.
• QObject::setProperty() 및 QObject::property()는 이름별로 속성을 동적으로 설정하고 가져옵니다.
• QMetaObject::newInstance()는 클래스의 새 인스턴스를 생성합니다.

QObject 클래스에서 qobject_cast()를 사용하여 동적 형변환을 수행할 수도 있습니다. qobject_cast () 함수는 표준 C++ dynamic_cast() 과 유사하게 동작하며, RTTI 지원이 필요하지 않고 동적 라이브러리 경계를 넘나들며 작동한다는 장점이 있습니다. 이 함수는 인수를 꺾쇠 괄호 안에 지정된 포인터 유형으로 캐스팅하여 객체가 올바른 유형(런타임에 결정됨)인 경우 0이 아닌 포인터를 반환하고, 객체의 유형이 호환되지 않는 경우 nullptr 을 반환합니다.

예를 들어 MyWidget 이 QWidget 에서 상속되고 Q_OBJECT 매크로로 선언되었다고 가정해 보겠습니다:

    QObject *obj = new MyWidget;

QObject * 유형의 obj 변수는 실제로 MyWidget 객체를 참조하므로 적절하게 형변환할 수 있습니다:

    QWidget *widget = qobject_cast<QWidget *>(obj);

QObject 에서 QWidget 으로의 형변환은 성공합니다. 왜냐하면 이 객체는 실제로 QWidget 의 서브클래스인 MyWidget 이기 때문입니다. obj 가 MyWidget 라는 것을 알고 있으므로 MyWidget * 로도 형변환할 수 있습니다:

    MyWidget *myWidget = qobject_cast<MyWidget *>(obj);

qobject_cast()은 내장형과 사용자 정의형을 구분하지 않기 때문에 MyWidget 로의 형변환은 성공합니다.

    QLabel *label = qobject_cast<QLabel *>(obj);
    // label is 0

반면 QLabel 로의 형변환은 실패합니다. 그러면 포인터가 0으로 설정됩니다. 이렇게 하면 런타임에 유형에 따라 서로 다른 유형의 객체를 다르게 처리할 수 있습니다:

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

Q_OBJECT 매크로 없이 메타 객체 코드 없이 QObject 을 기본 클래스로 사용할 수 있지만, Q_OBJECT 매크로를 사용하지 않으면 신호와 슬롯이나 여기에 설명된 다른 기능을 사용할 수 없습니다. 메타 객체 시스템의 관점에서 볼 때 메타 코드가 없는 QObject 서브클래스는 메타 객체 코드가 있는 가장 가까운 조상과 동일합니다. 예를 들어 QMetaObject::className()는 실제 클래스 이름이 아니라 이 조상의 클래스 이름을 반환한다는 의미입니다.

따라서 QObject 의 모든 하위 클래스는 신호, 슬롯 및 속성을 실제로 사용하는지 여부에 관계없이 Q_OBJECT 매크로를 사용할 것을 강력히 권장합니다.