Qt 对象数据的声明和使用

Qt 库对象数据的声明和使用

作者: Venus
C＋＋程序编译效率
每个C＋＋类的写法通常情况下：
class A
{
public:
void something();
private:
string m_Name; // 姓名
bool m_Sex; // 性别
int m_Age; // 年龄
};就是在类定义的时候，直接把类成员变量定义成私有成员，更有甚者 定义为Public.(你是否也是如此，呵呵).然而QT却不是这么做的。
Qt 2.x类成员变量的定义方法


在定义class的时候(在.h文件中)，只包含有一个类成员变量，只是定义一个成员数据指针，然后由这个指针指向一个数据成员对象，


这个数据成员 对象包含所有这个class的成员数据，然后在class的实现文件(.cpp文件)中，定义这个私有数据成员对象。示例代码如下：
// File name: person.h

struct PersonalDataPrivate; // 声明私有数据成员类型

class Person
{
public:

Person (); // constructor
virtual ~Person (); // destructor
void setAge(const int);
int getAge();

private:

PersonalDataPrivate* d;
};

// File name: person.cpp

struct PersonalDataPrivate // 定义私有数据成员类型
{
string mszName; // 姓名
bool mbSex; // 性别
int mnAge; // 年龄
};

// constructor
Person::Person ()
{
d = new PersonalDataPrivate;
};

// destructor
Person::~Person ()
{
delete d;
};

void Person::setAge(const int age)
{
if (age != d.mnAge)
d.mnAge = age;
}

int Person::getAge()
{
return d.mnAge;

}然而这种方法，初心者阅读起来很麻烦，变量检索困难，相似代码很多。 然而这种方式在编译工程时体现了它强大的优势。

强大的优势

1、减少头文件的依赖性
把具体的数据成员都放到cpp文件中去，这样，在需要修改数据成员的时候，只需要改cpp文件而不需要头文件，这样就可以避免一次因为头文件的修改而导 致所有包含了这个文件的文件全部重新编译一次，尤其是当这个头文件是非常底层的头文件和项目非常庞大的时候，优势明显。
同时，也减少了这个头文件对其它头文件的依赖性。可以把只在数据成员中需要用到的在cpp文件中include一次就可以，在头文件中就可以尽可能的减少include语句
2、增强类的封装性

这种方法增强了类的封装性，无法再直接存取类成员变量，而必须写相应的 get/set 成员函数来做这些事情。
关于这个问题，仁者见仁，智者见智，每个人都有不同的观点。有些人就是喜欢把类成员变量都定义成public的，在使用的时候方便。只是我个人不喜欢这种方法，当项目变得很大的时候，有非常多的人一起在做这个项目的时候，自己所写的代码处于底层有非常多的人需要使用(#include)的时候，这个方法的 弊端就充分的体现出来了。
Qt 4.4.x类成员变量的定义方法
在 QT 4.4 中，使用了非常多的宏来做事，这凭空的增加了理解 QT source code 的难度，不知道他们是不是从MFC学来的。就连在定义类成员数据变量这件事情上，也大量的使用了宏。
在这个版本中，类成员变量不再是给每一个class都定义一个私有的成员，而是把这一项common的工作放到了最基础的基类 QObject 中，然后定义了一些相关的方法来存取如下：
//------------------------------------------------------
// file name: qobject.h

class QObjectData
{
public:
virtual ~QObjectData() = 0;
// 省略
};

class QObject
{
Q_DECLARE_PRIVATE(QObject)
...
public:
Q_INVOKABLE explicit QObject(QObject *parent=0);

virtual ~QObject();
virtual bool event(QEvent *);
virtual bool eventFilter(QObject *, QEvent *);
....
protected:

QObject(QObjectPrivate &dd, QObject *parent = 0);
QObjectData *d_ptr;
}这些代码就是在 qobject.h 这个头文件中的。在 QObject class 的定义中，我们看到，数据员的定义为：QObjectData *d_ptr; 定义成 protected 类型的就是要让所有的派生类都可以存取这个变量，而在外部却不可以直接存取这个变量。而 QObjectData 的定义却放在了这个头文件中，其目的就是为了要所有从QObject继承出来的类的成员变量也都相应的要在QObjectData这个class继承出 来。而纯虚的析构函数又决定了两件事：
1、这个class不能直接被实例化。换句话说就是，如果你写了这么一行代码，new QObjectData， 这行代码一定会出错，compile的时候是无法过关的。
2、当 delete 这个指针变量的时候，这个指针变量是指向的任意从QObjectData继承出来的对象的时候，这个对象都能被正确delete，而不会产生错误，诸如，内存泄漏之类的。
Q_DECLARE_PRIVATE 该宏的定义如下：
#define Q_DECLARE_PRIVATE(Class) \
inline Class##Private* d_func() { return reinterpret_cast<class ##Private *>(qGetPtrHelper(d_ptr)); } \
inline const Class##Private* d_func() const { return reinterpret_cast<const Class##Private *>(qGetPtrHelper(d_ptr)); } \
friend class Class##Private;

这个宏主要是定义了两个重载的函数，d_func()，作用就是把在QObject这个class中定义的数据成员变量d_ptr安全的转换成为每 一个具 体的class的数据成员类型指针。我们看一下在QObject这个class中，这个宏展开之后的情况，就一幕了然了。
Q_DECLARE_PRIVATE(QObject) 展开后，就是下面的代码：

inline QObjectPrivate* d_func() { return reinterpret_cast <qobjectprivate *>(d_ptr); }
inline const QObjectPrivate* d_func() const
{ return reinterpret_cast <const QObjectPrivate *>(d_ptr); } \
friend class QObjectPrivate;

宏展开之后，新的问题又来了，这个QObjectPrivate是从哪里来的？在QObject这个class中，为什么不直接使用QObjectData来数据成员变量的类型？
还记得我们刚才说过吗，QObjectData这个class的析构函数的纯虚函数，这就说明这个class是不能实例化的，所以，QObject这个class的成员变量的实际类型，这是从QObjectData继承出来的，它就是QObjectPrivate !
这个 class 中保存了许多非常重要而且有趣的东西，其中包括 QT 最核心的 signal 和 slot 的数据，属性数据，等等，我们将会在后面详细讲解，现在我们来看一下它的定义：
class QObjectPrivate : public QObjectData
{
Q_DECLARE_PUBLIC(QObject)
public:
QObjectPrivate(int version = QObjectPrivateVersion);
virtual ~QObjectPrivate();
}

QObjectPrivate 和 QObject 是如何关联在一起的。
// file name: qobject.cpp
QObject::QObject(QObject *parent)
: d_ptr(new QObjectPrivate)
{
}

QObject::QObject(QObjectPrivate &dd, QObject *parent)
: d_ptr(&dd)
{
}

一目了然从第一个构造函数可以很清楚的看出来，QObject class 中的 d_ptr 指针将指向一个 QObjectPrivate 的对象，而QObjectPrivate这个class是从QObjectData继承出来的。
这第二个构造函数干什么用的呢？从 QObject class 的定义中，我们可以看到，这第二个构造函数是被定义为 protected 类型的，这说明，这个构造函数只能被继承的class使用，而不能使用这个构造函数来直接构造一个QObject对象，也就是说，如果写一条下面的语句， 编译的时候是会失败的，
new QObject(*new QObjectPrivate, NULL)
为了看的更清楚，我们以QWidget这个class为例说明。
QWidget是QT中所有UI控件的基类，它直接从QObject继承而来，
class QWidget : public QObject, public QPaintDevice
{
Q_OBJECT
Q_DECLARE_PRIVATE(QWidget)
}我们看一个这个class的构造函数的代码：
QWidget::QWidget(QWidget *parent, Qt::WindowFlags f)
: QObject(*new QWidgetPrivate, 0), QPaintDevice()
{
d_func()->init(parent, f);
}

非常清楚，它调用了基类QObject的保护类型的构造函数，并且以 *new QWidgetPrivate 作为第一个参数传递进去。也就是说，基类(QObject)中的d_ptr指针将会指向一个QWidgetPrivate类型的对象。
再看QWidgetPrivate这个class的定义：
class QWidgetPrivate : public QObjectPrivate
{
Q_DECLARE_PUBLIC(QWidget)
}

好了，这就把所有的事情都串联起来了。
关于QWidget构造函数中的唯一的语句 d_func()->init(parent, f) 我们注意到在class的定义中有这么一句话： Q_DECLARE_PRIVATE(QWidget)
我们前面讲过这个宏，当把这个宏展开之后，就是这样的：
inline QWidgetPrivate* d_func() { return reinterpret_cast (d_ptr); }
inline const QWidgetPrivate* d_func() const
{ return reinterpret_cast (d_ptr); } \
friend class QWidgetPrivate;

很清楚，它就是把QObject中定义的d_ptr指针转换为QWidgetPrivate类型的指针