【Qt开发流程】之对象模型2:属性系统

描述

Qt提供了一个复杂的属性系统,类似于一些编译器供应商提供的属性系统。然而,作为一个独立于编译器和平台的库,Qt不依赖于非标准的编译器特性,如__property[property]
Qt解决方案适用于Qt支持的所有平台上的任何标准c++编译器。它基于元对象系统,该系统还通过信号和槽提供对象间通信。

声明属性要求

要声明属性,请在继承QObject的类中使用Q_PROPERTY()宏。
这个宏用于在继承QObject的类中声明属性。属性的行为类似于类数据成员,但它们具有可通过元对象系统访问的附加特性。

Q_PROPERTY(type name(READ getFunction [WRITE setFunction] |MEMBER memberName [(READ getFunction | WRITE setFunction)])[RESET resetFunction][NOTIFY notifySignal][REVISION int][DESIGNABLE bool][SCRIPTABLE bool][STORED bool][USER bool][CONSTANT][FINAL])

声明需要属性名称和类型以及READ函数。该类型可以是QVariant支持的任何类型,也可以是用户定义的类型。其他项是可选的,但WRITE函数是常见的。除USER外,其他属性默认为false。

例如:

Q_PROPERTY(QString title READ title WRITE setTitle USER true)

下面是取自类QWidget的属性声明的一些典型示例:

Q_PROPERTY(bool focus READ hasFocus)
Q_PROPERTY(bool enabled READ isEnabled WRITE setEnabled)
Q_PROPERTY(QCursor cursor READ cursor WRITE setCursor RESET unsetCursor)

下面是一个示例,展示了如何使用member关键字将成员变量导出为Qt属性。注意,必须指定NOTIFY信号才能允许QML属性绑定:

   Q_PROPERTY(QColor color MEMBER m_color NOTIFY colorChanged)Q_PROPERTY(qreal spacing MEMBER m_spacing NOTIFY spacingChanged)Q_PROPERTY(QString text MEMBER m_text NOTIFY textChanged)...
signals:void colorChanged();void spacingChanged();void textChanged(const QString &newText);private:QColor  m_color;qreal   m_spacing;QString m_text;

属性表现类似于类数据成员,但通过元对象系统可访问附加功能。

  • 如果未指定MEMBER变量,则需要一个READ访问器函数。它用于读取属性值。理论上,应该使用const函数来实现,并且必须返回属性的类型或该类型的const引用。例如,QWidget::focus是一个带有READ函数(QWidget::hasFocus())的只读属性。
  • WRITE访问器函数是可选的。它用于设置属性值。它必须返回void,并且必须接受一个参数,要么是属性的类型,要么是指向该类型的指针或引用。例如,QWidget::enabled具有WRITE函数QWidget::setEnabled()。只读属性不需要WRITE函数。例如,QWidget::focus没有WRITE函数。
  • 如果未指定READ访问器函数,则需要一个MEMBER变量关联。这使得给定的成员变量可读可写,而无需创建READ和WRITE访问器函数。如果需要控制变量访问,仍然可以使用READ或WRITE访问器函数(但不能同时使用)。
  • RESET函数是可选的。它用于将属性设置回上下文特定的默认值。例如,QWidget::cursor具有典型的READ和WRITE函数(QWidget::cursor()和QWidget::setCursor()),它还有一个RESET函数QWidget::unsetCursor(),因为对QWidget::setCursor()的调用没有意义。RESET函数必须返回void并且不接受参数。
  • NOTIFY信号是可选的。如果定义了,它应指定该类中的一个现有信号,该信号在属性值更改时发出。MEMBER变量的NOTIFY信号必须接受零个或一个参数,该参数的类型必须与属性的类型相同。参数将采用属性的新值。只有在属性实际上发生更改时,才应该发出NOTIFY信号,以避免在QML中不必要地重新评估绑定,例如。当需要为未具有显式设置器的MEMBER属性自动发出该信号时,Qt会自动发出该信号。
  • REVISION编号是可选的。如果包含,则定义了属性及其通知器信号在API的特定修订版中使用(通常用于暴露给QML)。如果不包含,则默认为0。
  • DESIGNABLE属性指示属性是否应在GUI设计工具(例如Qt Designer)的属性编辑器中可见。大多数属性都是DESIGNABLE的(默认为true)。可以指定一个布尔成员函数代替true或false。
  • SCRIPTABLE属性指示该属性是否应由脚本引擎访问(默认为true)。您可以指定一个布尔成员函数代替true或false。
  • STORED属性指示该属性是否应被视为存在于自己或依赖于其他值上。它还指示在存储对象状态时是否必须保存属性值。大多数属性都是STORED的(默认为true),但是例如,QWidget::minimumWidth()的STORED为false,因为它的值只是从属性QWidget::minimumSize()的宽度组件中获取的,后者是一个QSize。
  • USER属性指示该属性是否指定为类的用户界面或可编辑属性。通常,每个类只有一个USER属性(默认为false)。例如,QAbstractButton::checked是(可检查)按钮的可编辑属性。请注意,QItemDelegate会获取和设置部件的USER属性。
  • CONSTANT属性的存在表示属性值是常量的。对于给定的对象实例,常量属性的READ方法在每次调用时必须返回相同的值。该常量值可以在对象的不同实例间有所不同。常量属性不能具有WRITE方法或NOTIFY信号。
  • FINAL属性的存在表示该属性不会被派生类覆盖。在某些情况下,这可以用于性能优化,但是不受moc的强制执行。永远不要覆盖FINAL属性。

可以继承READ、WRITE和RESET功能。它们也可以是虚拟的。当它们在使用多重继承的类中被继承时,它们必须来自第一个继承的类。

属性类型可以是QVariant支持的任何类型,也可以是用户定义的类型。在本例中,类QDate被认为是用户定义的类型。


Q_PROPERTY(QDate date READ getDate WRITE setDate)

因为QDate是用户定义的,所以必须包含 带有属性声明的头文件。

对于QMap、QList和QValueList属性,属性值是一个QVariant,其值是整个列表或映射。注意,Q_PROPERTY字符串不能包含逗号,因为逗号分隔了宏参数。因此,必须使用QMap作为属性类型,而不是QMap<QString,QVariant>。
为了保持一致性,也使用QList和QValueList而不是 QList和QValueList。

使用元对象系统对属性进行读写操作

可以使用泛型函数QObject::property()和QObject::setProperty()来读写属性,而不需要知道除了属性名称之外的任何关于所属类的信息。在下面的代码片段中,对QAbstractButton::setDown()的调用和对QObject::setProperty()的调用都设置属性“down”。

QPushButton *button = new QPushButton;
QObject *object = button;button->setDown(true);
object->setProperty("down", true);

通过WRITE访问属性是两种方法中更好的一种,因为它更快,并且在编译时提供更好的诊断,但是以这种方式设置属性要求您在编译时了解该类。按名称访问属性使您可以访问在编译时不知道的类。您可以在运行时通过查询类的QObject、QMetaObject和QMetaProperties来发现类的属性。

QObject *object = ...
const QMetaObject *metaobject = object->metaObject();
int count = metaobject->propertyCount();
for (int i=0; i<count; ++i) {QMetaProperty metaproperty = metaobject->property(i);const char *name = metaproperty.name();QVariant value = object->property(name);...
}

在上面的代码片段中,QMetaObject::property()用于获取在某个未知类中定义的每个属性的元数据。从元数据中获取属性名并传递给QObject::property()以获取当前对象中的属性值。

一个小示例

假设我们有一个类MyClass,它派生自QObject,并在其私有部分中使用Q_OBJECT宏。我们希望在MyClass中声明一个属性来跟踪优先级值。该属性的名称将是priority,其类型将是一个名为priority的枚举类型,该类型在MyClass中定义。

我们在类的私有部分使用Q_PROPERTY()宏声明属性。所需的READ函数名为priority,我们还包含了一个名为setPriority的WRITE函数。枚举类型必须使用Q_ENUM()宏在元对象系统中注册。注册枚举类型使枚举数名称可用于调用QObject::setProperty()。我们还必须为READ和WRITE函数提供自己的声明。MyClass的声明可能看起来像这样:

class MyClass : public QObject
{Q_OBJECTQ_PROPERTY(Priority priority READ priority WRITE setPriority NOTIFY priorityChanged)public:MyClass(QObject *parent = 0);~MyClass();enum Priority { High, Low, VeryHigh, VeryLow };Q_ENUM(Priority)void setPriority(Priority priority){m_priority = priority;emit priorityChanged(priority);}Priority priority() const{ return m_priority; }signals:void priorityChanged(Priority);private:Priority m_priority;
};

READ函数是const,并返回属性类型。WRITE函数返回void,并且只有一个属性类型的参数。元对象编译器执行这些要求。

给定一个指向MyClass实例的指针或一个指向MyClass实例的QObject指针,我们有两种方法来设置其优先级属性:

MyClass *myinstance = new MyClass;
QObject *object = myinstance;myinstance->setPriority(MyClass::VeryHigh);
object->setProperty("priority", "VeryHigh");
qDebug().noquote() << "[" << __FILE__ << __LINE__ << "]" << myinstance->property("priority");

在这里插入图片描述
当把

object->setProperty("priority", "VeryHigh");

改为

object->setProperty("priority", "VeryHi");

再次输出,会输出为空,会自行检查,是安全的。
在这个例子中,作为属性类型的枚举类型在MyClass中声明,并使用Q_ENUM()宏在元对象系统中注册。这使得枚举值可以作为字符串使用,就像在调用setProperty()时一样。如果枚举类型在另一个类中声明,则需要它的完全限定名(即OtherClass::Priority),并且其他类也必须继承QObject并使用Q_ENUM()宏在那里注册枚举类型。

还有一个类似的宏Q_FLAG()。像Q_ENUM()一样,它注册了一个枚举类型,但它将该类型标记为一组标志,即可以将值OR在一起。一个I/O类可能有枚举值Read和Write,然后QObject::setProperty()可以接受Read | Write。Q_FLAG()应该用来注册这个枚举类型。

动态属性

QObject::setProperty()也可用于在运行时为类的实例添加新属性。当使用名称和值调用它时,如果QObject中存在具有给定名称的属性,并且给定的值与属性的类型兼容,则该值将存储在属性中,并返回true。如果该值与属性的类型不兼容,则不会更改属性,并返回false。但是,如果具有给定名称的属性在QObject中不存在(即,如果它没有使用Q_PROPERTY()声明),则一个具有给定名称和值的新属性将自动添加到QObject中,但仍然返回false。这意味着不能使用返回false来确定是否实际设置了特定属性,除非您事先知道该属性已经存在于QObject中。

注意,动态属性是在每个实例的基础上添加的,也就是说,它们被添加到QObject,而不是QMetaObject。通过将属性名称和无效的QVariant值传递给QObject::setProperty(),可以从实例中删除属性。QVariant的默认构造函数构造了一个无效的QVariant。

动态属性可以用QObject::property()查询,就像在编译时用Q_PROPERTY()声明的属性一样。

属性和自定义类型

属性使用的自定义类型需要使用Q_DECLARE_METATYPE()宏注册,以便它们的值可以存储在QVariant对象中。这使得它们既适合与类定义中使用Q_PROPERTY()宏声明的静态属性一起使用,也适合与运行时创建的动态属性一起使用。

向类添加附加信息

连接到属性系统的是一个额外的宏Q_CLASSINFO(),它可以用来将额外的名值对附加到类的元对象上,例如:

Q_CLASSINFO("Version", "3.0.0")

与其他元数据一样,类信息可以在运行时通过元对象访问;详情可以参考QMetaObject::classInfo()

使用场景

  1. 自定义控件:通过属性系统,可以方便地添加自定义控件所需要的属性,并在运行时动态修改其属性值,以实现控件的个性化定制。

  2. 翻译:在多语言支持的应用程序中,可以将所有需要翻译的字符串作为属性添加到组件中,这样可以方便地将这些字符串全部翻译成不同的语言。

  3. 皮肤定制:通过属性系统,可以在运行时动态地修改控件的样式属性,以实现界面的不同皮肤定制。
    比如改变样式:

{// 创建QPushButton控件QPushButton *button = new QPushButton("Click me", this);// 添加样式属性button->setProperty("buttonColor", QColor(220, 220, 220));button->setProperty("buttonTextColor", QColor(50, 50, 50));// 设置初始样式setButtonStyle(button);// 在运行时修改样式属性button->setProperty("buttonColor", QColor(0, 255, 0));button->setProperty("buttonTextColor", QColor(255, 0, 0));setButtonStyle(button); // 重新设置样式
}// 定义函数来根据样式属性设置样式表
void setButtonStyle(QPushButton* button) {QColor buttonColor = button->property("buttonColor").value<QColor>();QColor buttonTextColor = button->property("buttonTextColor").value<QColor>();button->setStyleSheet(QString("QPushButton { background-color: rgb(%1, %2, %3); color: rgb(%4, %5, %6); }").arg(buttonColor.red()).arg(buttonColor.green()).arg(buttonColor.blue()).arg(buttonTextColor.red()).arg(buttonTextColor.green()).arg(buttonTextColor.blue()));
}

在这里插入图片描述

属性系统的优势

  1. 灵活性:通过属性系统,可以轻松地在运行时动态修改对象的属性值,从而实现动态控制组件的行为。

  2. 扩展性:开发人员可以轻松地为自定义的控件添加属性,并通过属性系统来进行控制,从而扩展控件的属性和功能。

  3. 易用性:Qt属性系统提供了简单易用的API,开发人员可以方便地使用属性系统来管理和操作对象的属性。

结论

年轻人嘛,现在没钱算什么,以后没钱的日子还多着呢

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