标准 C++ 对象模型在运行时效率方面卓有成效,可是在某些特定问题域下的静态特性就显得捉襟见肘。GUI 界面须要同时具备运行时的效率以及更高级别的灵活性。为了解决这一问题,Qt “扩展”了标准 C++。所谓“扩展”,实际是在使用标准 C++ 编译器编译 Qt 源程序以前,Qt 先使用一个叫作 moc(Meta Object Compiler,元对象编译器)的工具,先对 Qt 源代码进行一次预处理(注意,这个预处理与标准 C++ 的预处理有所不一样。Qt 的 moc 预处理发生在标准 C++ 预处理器工做以前,而且 Qt 的 moc 预处理不是递归的。),生成标准 C++ 源代码,而后再使用标准 C++ 编译器进行编译。若是你曾经为信号函数这样的语法感到奇怪(如今咱们已经编译过一些 Qt 程序,你应当注意到了,信号函数是不须要编写实现代码的,那怎么能够经过标准 C++ 的编译呢?),这其实就是 moc 进行了处理以后的效果。编程
Qt 使用 moc,为标准 C++ 增长了一些特性:函数
经过继承QObject
类,咱们能够很方便地得到这些特性。固然,这些特性都是由 moc 帮助咱们实现的。moc 其实实现的是一个叫作元对象系统(meta-object system)的机制。正如上面所说,这是一个标准 C++ 的扩展,使得标准 C++ 更适合于进行 GUI 编程。虽然利用模板能够达到相似的效果,可是 Qt 没有选择使用模板。按照 Qt 官方的说法,模板虽然是内置语言特性,可是其语法实在是复杂,而且因为 GUI 是动态的,利用静态的模板机制有时候很难处理。而本身使用 moc 生成代码更为灵活,虽然效率有些下降(一个信号槽的调用大约至关于四个模板函数调用),不过在现代计算机上,这点性能损耗实在是能够忽略。工具
在本节中,咱们将主要介绍 Qt 的对象树。还记得咱们前面在MainWindow
的例子中看到了 parent 指针吗?如今咱们就来解释这个 parent 究竟是干什么的。性能
QObject
是以对象树的形式组织起来的。当你建立一个QObject
对象时,会看到QObject
的构造函数接收一个QObject
指针做为参数,这个参数就是 parent,也就是父对象指针。这至关于,在建立QObject
对象时,能够提供一个其父对象,咱们建立的这个QObject
对象会自动添加到其父对象的children()
列表。当父对象析构的时候,这个列表中的全部对象也会被析构。(注意,这里的父对象并非继承意义上的父类!)这种机制在 GUI 程序设计中至关有用。例如,一个按钮有一个QShortcut
(快捷键)对象做为其子对象。当咱们删除按钮的时候,这个快捷键理应被删除。这是合理的。ui
QWidget
是可以在屏幕上显示的一切组件的父类。QWidget
继承自QObject
,所以也继承了这种对象树关系。一个孩子自动地成为父组件的一个子组件。所以,它会显示在父组件的坐标系统中,被父组件的边界剪裁。例如,当用户关闭一个对话框的时候,应用程序将其删除,那么,咱们但愿属于这个对话框的按钮、图标等应该一块儿被删除。事实就是如此,由于这些都是对话框的子组件。翻译
固然,咱们也能够本身删除子对象,它们会自动从其父对象列表中删除。好比,当咱们删除了一个工具栏时,其所在的主窗口会自动将该工具栏从其子对象列表中删除,而且自动调整屏幕显示。设计
咱们可使用QObject::dumpObjectTree()
和QObject::dumpObjectInfo()
这两个函数进行这方面的调试。指针
Qt 引入对象树的概念,在必定程度上解决了内存问题。调试
当一个QObject
对象在堆上建立的时候,Qt 会同时为其建立一个对象树。不过,对象树中对象的顺序是没有定义的。这意味着,销毁这些对象的顺序也是未定义的。Qt 保证的是,任何对象树中的 QObject
对象 delete 的时候,若是这个对象有 parent,则自动将其从 parent 的children()
列表中删除;若是有孩子,则自动 delete 每个孩子。Qt 保证没有QObject
会被 delete 两次,这是由析构顺序决定的。code
若是QObject
在栈上建立,Qt 保持一样的行为。正常状况下,这也不会发生什么问题。来看下下面的代码片断:
{ QWidget window; QPushButton quit("Quit", &window); }
做为父组件的 window 和做为子组件的 quit 都是QObject
的子类(事实上,它们都是QWidget
的子类,而QWidget
是QObject
的子类)。这段代码是正确的,quit 的析构函数不会被调用两次,由于标准 C++ (ISO/IEC 14882:2003)要求,局部对象的析构顺序应该按照其建立顺序的相反过程。所以,这段代码在超出做用域时,会先调用 quit 的析构函数,将其从父对象 window 的子对象列表中删除,而后才会再调用 window 的析构函数。
可是,若是咱们使用下面的代码:
{ QPushButton quit("Quit"); QWidget window; quit.setParent(&window); }
状况又有所不一样,析构顺序就有了问题。咱们看到,在上面的代码中,做为父对象的 window 会首先被析构,由于它是最后一个建立的对象。在析构过程当中,它会调用子对象列表中每个对象的析构函数,也就是说, quit 此时就被析构了。而后,代码继续执行,在 window 析构以后,quit 也会被析构,由于 quit 也是一个局部变量,在超出做用域的时候固然也须要析构。可是,这时候已是第二次调用 quit 的析构函数了,C++ 不容许调用两次析构函数,所以,程序崩溃了。
由此咱们看到,Qt 的对象树机制虽然帮助咱们在必定程度上解决了内存问题,可是也引入了一些值得注意的事情。这些细节在从此的开发过程当中极可能时不时跳出来烦扰一下,因此,咱们最好从开始就养成良好习惯,在 Qt 中,尽可能在构造的时候就指定 parent 对象,而且大胆在堆上建立。