元对象系统

Qt 的元对象系统提供了对象间通信的信号和槽机制，运行时类型信息和动态属性系统。

元对象系统基于以下三点

1. QObject 类提供了一个基类，供可以利用元对象系统的对象使用。
2. 使用 Q_OBJECT 宏来启用元对象功能，例如动态属性、信号和槽。
3. 元对象编译器 (moc) 为每个 QObject 子类提供实现元对象功能所需的所有代码。

moc 工具读取 C++ 源文件。如果它发现一个或多个包含 Q_OBJECT 宏的类声明，它将生成另一个 C++ 源文件，该文件包含每个这些类的元对象代码。这个生成的源文件将要么被 #include'd 到类的源文件中，要么更通常地与其实现编译并链接。

除了提供对象间通信（引入该系统的首要原因）的信号和槽机制外，元对象代码还提供了以下附加功能

• QObject::metaObject() 返回与类关联的 元对象。
• QMetaObject::className() 在运行时以字符串形式返回类名，无需通过 C++ 编译器支持原生运行时类型信息（RTTI）。
• QObject::inherits() 函数返回一个对象是否是继承自 QObject 继承树中指定类的类的实例。
• QObject::tr() 为 国际化 翻译字符串。
• QObject::setProperty() 和 QObject::property() 可以通过名称动态设置和获取属性。
• QMetaObject::newInstance() 构造该类的新实例。

还可以使用 qobject_cast() 在 QObject 类上执行动态转换。该 qobject_cast() 函数的行为类似于标准 C++ 的 dynamic_cast()，优点是它不需要 RTTI 支持，并且可以在动态库边界之间工作。它尝试将其参数转换为目标尖括号中指定的指针类型，如果对象是正确的类型（在运行时确定），则返回非零指针，或者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;

变量 obj，类型为 QObject *，实际上指向一个 MyWidget 对象，因此我们可以适当地进行类型转换

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

从 QObject 转换到 QWidget 是成功的，因为这个对象实际上是一个 MyWidget，它是 QWidget 的子类。由于我们知道 obj 是一个 MyWidget，我们也可以将其转换为 MyWidget *

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

转换为 MyWidget 是成功的，因为 qobject_cast() 对内置的 Qt 类型和非私有类型没有区别。

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

另一方面，转换为 QLabel 会失败。然后指针被设置为0。这使得在运行时能够根据类型以不同的方式处理不同类型的对象

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

虽然可以在不使用 Q_OBJECT 宏和元对象代码的情况下将 QObject 作为基类使用，但如果没有使用 Q_OBJECT 宏，则既没有信号和槽，也没有这里描述的其他功能。从元对象系统的角度来看，没有元代码的 QObject 子类与其最近的祖先（拥有元对象代码的）等价。这意味着比如，QMetaObject::className() 将返回你类的名称，而不是这个祖先的类名。

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