元对象系统

Qt 的元对象系统为对象间通信、运行时类型信息和动态属性系统提供了信号和插槽机制。

元对象系统基于以下三个方面：

1. QObject 类为可以利用元对象系统的对象提供了一个基类。
2. Q_OBJECT 宏用于启用元对象功能，如动态属性、信号和槽。
3. 宏 Meta-Object Compiler(moc) 为每个QObject 子类提供实现元对象功能所需的代码。

moc 工具读取 C++ 源文件。如果发现一个或多个类的声明包含Q_OBJECT 宏，它就会生成另一个 C++ 源文件，其中包含每个类的元对象代码。生成的源文件可以#include'd到类的源文件中，或者更常见的是与类的实现进行编译和链接。

除了为对象之间的通信提供信号和插槽机制（引入该系统的主要原因）外，元对象代码还提供以下附加功能：

• QObject::metaObject() 返回类的相关meta-object 。
• QMetaObject::className() 在运行时以字符串形式返回类名，无需 C++ 编译器提供本地运行时类型信息（RTTI）支持。
• QObject::inherits() 函数返回对象是否是继承QObject 继承树中指定类的类的实例。
• QObject::tr() 翻译字符串以实现国际化。
• QObject::setProperty() 和QObject::property() 通过名称动态设置和获取属性。
• QMetaObject::newInstance() 构造一个新的类实例。

还可以使用qobject_cast() 对QObject 类执行动态转换。qobject_cast() 函数的行为类似于标准 C++dynamic_cast() ，其优点是不需要 RTTI 支持，并且可以跨动态库边界工作。该函数尝试将其参数转换为角括号中指定的指针类型，如果对象类型正确（在运行时确定），则返回一个非零指针，如果对象类型不兼容，则返回nullptr 。

例如，假设MyWidget 继承自QWidget ，并使用Q_OBJECT 宏声明：

    QObject *obj = new MyWidget;

obj 变量的类型为QObject * ，实际上指的是MyWidget 对象，因此我们可以对其进行适当的转换：

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

从QObject 向QWidget 的转换是成功的，因为该对象实际上是MyWidget ，而 是QWidget 的子类。由于我们知道obj 是MyWidget ，所以我们也可以将其转换为MyWidget * ：

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

从MyWidget 转换到qobject_cast 是成功的，因为 () 并不区分内置 Qt XML 类型和自定义类型。

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

另一方面，向QLabel 的转换失败。这样，在运行时就可以根据类型对不同类型的对象进行不同处理：

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

虽然在不使用Q_OBJECT 宏和不使用元对象代码的情况下，也可以将QObject 用作基类，但如果不使用Q_OBJECT 宏，则信号和槽以及此处描述的其他功能都无法使用。从元对象系统的角度来看，没有元代码的QObject 子类等同于有元对象代码的最接近的祖先。例如，这意味着QMetaObject::className() 将不会返回您的类的实际名称，而是返回该祖先的类名。

因此，我们强烈建议QObject 的所有子类使用Q_OBJECT 宏，无论它们是否实际使用信号、槽和属性。