深入Qt 学习 -- 反射机制

时间：2020-12-07 10:50:04

相对于Java天生的这一特性， C++并不具备;但进入到Qt领域，这一切都变得简单自如了。

从Qt的元对象系统可知，除了提供信号/槽机制的特性之外，它还提供了以下特性:


■ QObject::metaObject()

返回关联的元对象

■ QObject::className()

在运行时状态下返回类名

■ QObject::inherits()

判断类的继承关系

■ QObject::tr()

QObject::trUtf8()

提供国际化，翻译字符串

■ QObject::setProperty()

QObject::property()

通过名称来动态设置和获取属性

■ QObject::newInstance()

创建实例

其中QObject::className()、QObject::setProperty()和QObject::property()比较吸引眼球，这正是反射机制中的基本功能。建立在Qt的元对象系统的基础上，只要拥有元对象(QMetaObject)的类就支持反射！如何拥有元对象？方法很简单：只需继承于QObject或者它的子类(多重继承的话，QObject类应该放在第一个)，在头文件的结构声明中写上Q_OBJECT即可！

元对象信息

通过QObject::metaObject()方法， 所有继承于QObject的类可以 返回元对象系统为其生成的metaObject对象。看看QMetaObject提供的一些重要信息：

■ QMetaClassInfo

通过宏Q_CLASSINFO的支持，提供类的附加信息

■ QMetaEnum

Qt特色的枚举对象，支持key和 value之间的互转

■ QMetaMethod

提供类成员函数的元数据

■ QMetaProperty

提供类成员属性的元数据

根据QMetaObject提供的数据对象，完全可以编写通用的代码来支持反射特性。

例子:

声明一个类，继承于QObject

classReflectionObject : publicQObject

{

      Q_OBJECT

      Q_PROPERTY(intId READ Id WRITE setId)

      Q_PROPERTY(QString Name READ Name WRITEsetName)

      Q_PROPERTY(QString Address READ Address WRITEsetAddress)

      Q_PROPERTY(PriorityType Level READ Priority WRITEsetPriority)

      Q_ENUMS(PriorityType)

public:

      enumPriorityType { High, Low, VeryHigh,VeryLow };

      Q_INVOKABLEint Id() {returnm_Id; }

      Q_INVOKABLEQString Name() { returnm_Name; }

      Q_INVOKABLEQString Address() { returnm_Address; }

      Q_INVOKABLEPriorityType Priority() const {returnm_Priority; }

      Q_INVOKABLEvoid setId(constint& id) {m_Id = id; }

      Q_INVOKABLEvoid setName(constQString& name) {m_Name = name; }

      Q_INVOKABLEvoid setAddress(constQString& address) {m_Address = address; }

      Q_INVOKABLEvoid setPriority(PriorityType priority) {m_Priority = priority; }

private:

      int         m_Id;

      QString  m_Name;

      QString  m_Address;

      PriorityTypem_Priority;

};

为了能检测到类成员函数，得在函数前加上一个宏Q_INVOKABLE， 这意味着该函数在元对象系统编译该类时注册该函数，则在运行过程中能被元对象调用。

经过上述声明，在运行时即可做些操作:


/*遍历该类的成员: */

ReflectionObjecttheObject;

constQMetaObject*theMetaObject =theObject.metaObject();

intmetathodIndex;

intmetathodCount = theMetaObject->methodCount();

for(metathodIndex = 0; metathodIndex < metathodCount; ++metathodIndex)

{

      QMetaMethodoneMethod =theMetaObject->method(metathodIndex);

      qDebug() <<"typeName: " <<oneMethod.typeName();

      qDebug() <<"signature: " <<oneMethod.signature();

      qDebug() <<"methodType: " <<oneMethod.methodType();;

      qDebug() <<"parameterNames: " <<oneMethod.parameterNames() <<"\n";

}

/*遍历该类的属性: */

intpropertyIndex;

intpropertyCount = theMetaObject->propertyCount();

for(propertyIndex = 0; propertyIndex < propertyCount; ++propertyIndex)

{

      QMetaPropertyoneProperty =theMetaObject->property(propertyIndex);

      qDebug() <<"name: " << oneProperty.name();

      qDebug() <<"type: " <<oneProperty.type() <<"\n";

}


/*遍历该类的枚举集合*/

intenumeratorIndex;

intenumeratorCount = theMetaObject->enumeratorCount();

for(enumeratorIndex = 0; enumeratorIndex < enumeratorCount; ++enumeratorIndex)

{

      QMetaEnumoneEnumerator =theMetaObject->enumerator(enumeratorIndex);

      intenumIndex;

      intenumCount = oneEnumerator.keyCount();

      for(enumIndex = 0;enumIndex < enumCount; ++enumIndex)

      {

             qDebug() <<oneEnumerator.key(enumIndex) <<" ==> " <<oneEnumerator.value(enumIndex);

      }

}

在这里我们看到QMetaEnum存在key、value配对出现，这必然可以互转，而QMetaEnum确实提供了方式：valueToKey()、keyToValue()。

通过这个测试能将ReflectionObject这个类的方法和属性完全遍历出来，完成自身的检查，也即反射。


反射在Qt应用程序中的用途

在Qt的元对象系统支持下，赋予了C++并不直接拥有的此特性。这样加大了开发应用程序的*度，尤其在软件工程中强调高内聚低耦合的状态下。

具体的用例中， 可以通过Qt Designer这个工具来描述(尽管暂不清楚内部是否利用此方法来实现J)：

对于其中的控件，放入到Designer中时，Designer事先并不知道(其实也不需要知道)放入插件的类型、方法和属性。将插件导入时，它可以检测该控件的类型、方法和属性；

这样在Designer中绘制控件时，遍历该控件的属性， 将这些属性显示在属性窗口中，便于修改;

在信号/槽对话框编辑时，遍历该控件的属性，提取信号/槽函数，放入对应的编辑区域里;

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