#（10）：對象模型 標準 C++ 對象模型在運行時效率方面卓有成效，但是在某些特定問題域下的靜態特性就顯得捉襟見肘。GUI 界面需要同時具有運行時的效率以及更高級別的靈活性。為了解決這一問題，Qt “擴展”了標準 C++。所謂“擴展”，實際是在使用標準 C++ 編譯器編譯 Qt 源程序之前，Qt 先使用一個叫做 moc（Meta Object Compiler，元對象編譯器）的工具，先對 Qt 源代碼進行一次預處理（*注意，這個預處理與標準 C++ 的預處理有所不同。Qt 的 moc 預處理發生在標準 C++ 預處理器工作之前，并且 Qt 的 moc 預處理不是遞歸的。*），生成標準 C++ 源代碼，然后再使用標準 C++ 編譯器進行編譯。如果你曾經為信號函數這樣的語法感到奇怪（現在我們已經編譯過一些 Qt 程序，你應當注意到了，信號函數是不需要編寫實現代碼的，那怎么可以通過標準 C++ 的編譯呢？），這其實就是 moc 進行了處理之后的效果。 Qt 使用 moc，為標準 C++ 增加了一些特性： * 信號槽機制，用于解決對象之間的通訊，這個我們已經了解過了，可以認為是 Qt 最明顯的特性之一； * 可查詢，并且可設計的對象屬性； * 強大的事件機制以及事件過濾器； * 基于上下文的字符串翻譯機制（國際化），也就是 tr() 函數，我們簡單地介紹過； * 復雜的定時器實現，用于在事件驅動的 GUI 中嵌入能夠精確控制的任務集成； * 層次化的可查詢的對象樹，提供一種自然的方式管理對象關系。 * 智能指針（QPointer），在對象析構之后自動設為 0，防止野指針； * 能夠跨越庫邊界的動態轉換機制。 通過繼承`QObject`類，我們可以很方便地獲得這些特性。當然，這些特性都是由 moc 幫助我們實現的。moc 其實實現的是一個叫做元對象系統（meta-object system）的機制。正如上面所說，這是一個標準 C++ 的擴展，使得標準 C++ 更適合于進行 GUI 編程。雖然利用模板可以達到類似的效果，但是 Qt 沒有選擇使用模板。按照 Qt 官方的說法，模板雖然是內置語言特性，但是其語法實在是復雜，并且由于 GUI 是動態的，利用靜態的模板機制有時候很難處理。而自己使用 moc 生成代碼更為靈活，雖然效率有些降低（一個信號槽的調用大約相當于四個模板函數調用），不過在現代計算機上，這點性能損耗實在是可以忽略。 在本節中，我們將主要介紹 Qt 的對象樹。還記得我們前面在`MainWindow`的例子中看到了 parent 指針嗎？現在我們就來解釋這個 parent 到底是干什么的。 `QObject`是以對象樹的形式組織起來的。當你創建一個`QObject`對象時，會看到`QObject`的構造函數接收一個`QObject`指針作為參數，這個參數就是 parent，也就是父對象指針。這相當于，在創建`QObject`對象時，可以提供一個其父對象，我們創建的這個`QObject`對象會自動添加到其父對象的`children()`列表。當父對象析構的時候，這個列表中的所有對象也會被析構。（**注意，這里的父對象并不是繼承意義上的父類！**）這種機制在 GUI 程序設計中相當有用。例如，一個按鈕有一個`QShortcut`（快捷鍵）對象作為其子對象。當我們刪除按鈕的時候，這個快捷鍵理應被刪除。這是合理的。 `QWidget`是能夠在屏幕上顯示的一切組件的父類。`QWidget`繼承自`QObject`，因此也繼承了這種對象樹關系。一個孩子自動地成為父組件的一個子組件。因此，它會顯示在父組件的坐標系統中，被父組件的邊界剪裁。例如，當用戶關閉一個對話框的時候，應用程序將其刪除，那么，我們希望屬于這個對話框的按鈕、圖標等應該一起被刪除。事實就是如此，因為這些都是對話框的子組件。 當然，我們也可以自己刪除子對象，它們會自動從其父對象列表中刪除。比如，當我們刪除了一個工具欄時，其所在的主窗口會自動將該工具欄從其子對象列表中刪除，并且自動調整屏幕顯示。 我們可以使用`QObject::dumpObjectTree()`和`QObject::dumpObjectInfo()`這兩個函數進行這方面的調試。 Qt 引入對象樹的概念，在一定程度上解決了內存問題。 當一個`QObject`對象在堆上創建的時候，Qt 會同時為其創建一個對象樹。不過，對象樹中對象的順序是沒有定義的。這意味著，銷毀這些對象的順序也是未定義的。Qt 保證的是，任何對象樹中的?`QObject`對象 delete 的時候，如果這個對象有 parent，則自動將其從 parent 的`children()`列表中刪除；如果有孩子，則自動 delete 每一個孩子。Qt 保證沒有`QObject`會被 delete 兩次，這是由析構順序決定的。 如果`QObject`在棧上創建，Qt 保持同樣的行為。正常情況下，這也不會發生什么問題。來看下下面的代碼片段： ~~~ { QWidget window; QPushButton quit("Quit", &window); } ~~~ 作為父組件的 window 和作為子組件的 quit 都是`QObject`的子類（事實上，它們都是`QWidget`的子類，而`QWidget`是`QObject`的子類）。這段代碼是正確的，quit 的析構函數不會被調用兩次，因為標準 C++ （ISO/IEC 14882:2003）要求，局部對象的析構順序應該按照其創建順序的相反過程。因此，這段代碼在超出作用域時，會先調用 quit 的析構函數，將其從父對象 window 的子對象列表中刪除，然后才會再調用 window 的析構函數。 但是，如果我們使用下面的代碼： ~~~ { QPushButton quit("Quit"); QWidget window; quit.setParent(&window); } ~~~ 情況又有所不同，析構順序就有了問題。我們看到，在上面的代碼中，作為父對象的 window 會首先被析構，因為它是最后一個創建的對象。在析構過程中，它會調用子對象列表中每一個對象的析構函數，也就是說， quit 此時就被析構了。然后，代碼繼續執行，在 window 析構之后，quit 也會被析構，因為 quit 也是一個局部變量，在超出作用域的時候當然也需要析構。但是，這時候已經是第二次調用 quit 的析構函數了，C++ 不允許調用兩次析構函數，因此，程序崩潰了。 由此我們看到，Qt 的對象樹機制雖然幫助我們在一定程度上解決了內存問題，但是也引入了一些值得注意的事情。這些細節在今后的開發過程中很可能時不時跳出來煩擾一下，所以，我們最好從開始就養成良好習慣，在 Qt 中，盡量在構造的時候就指定 parent 對象，并且大膽在堆上創建。