qt的元对象系统详解

Qt 的元对象系统（Meta-Object System），这是 Qt 框架最核心、最强大的特性之一。

1.什么是 Qt 的元对象系统？
Qt 的元对象系统（Meta-Object System）是 Qt 在标准 C++ 基础上扩展的一套机制，它为 C++ 增加了：

信号与槽（Signals and Slots）
运行时类型信息（RTTI）
动态属性系统（Dynamic Properties）
对象树与对象生命周期管理
可翻译字符串（tr()）
枚举与标志的反射支持
这一切都依赖于 Qt 的 元对象编译器（moc, Meta-Object Compiler）。
元对象系统的核心组件

// person.h
#ifndef PERSON_H
#define PERSON_H

#include <QObject>
#include <QString>

class Person : public QObject  // 必须继承 QObject
{
    Q_OBJECT  // ⚠️ 必须有！这是元对象系统的“开关”

    // 声明一个属性
    Q_PROPERTY(QString name READ name WRITE setName NOTIFY nameChanged)
    Q_PROPERTY(int age READ age WRITE setAge NOTIFY ageChanged)

public:
    explicit Person(QObject *parent = nullptr);

    // Getter
    QString name() const { return m_name; }
    int age() const { return m_age; }

public slots:
    void setName(const QString &name);
    void setAge(int age);

signals:
    void nameChanged(const QString &name);
    void ageChanged(int age);

    // 自定义信号
    void greeted(const QString &message);

private:
    QString m_name;
    int m_age;
};

#endif // PERSON_H

// person.cpp
#include "person.h"
#include <QDebug>

Person::Person(QObject *parent)
    : QObject(parent), m_name("Unknown"), m_age(0)
{}

void Person::setName(const QString &name)
{
    if (m_name != name) {
        m_name = name;
        emit nameChanged(m_name);  // 发射信号
    }
}

void Person::setAge(int age)
{
    if (m_age != age) {
        m_age = age;
        emit ageChanged(m_age);
        emit greeted("Hello, I'm " + m_name + ", " + QString::number(age) + " years old.");
    }
}

元对象系统如何工作？—— moc 的作用
当你编译这个类时，Qt 的构建系统会：

运行 moc 工具 处理 person.h
生成一个中间文件：moc_person.cpp
这个文件包含：
信号的“发射函数”（如 nameChanged()）
属性系统的元数据（用于 QML）
槽的调用机制
RTTI 信息（metaObject()）
你不需要手动写这些代码，moc 会自动生成。

元对象系统的五大核心功能详解
1.信号与槽（Signals and Slots）
2.运行时类型信息（RTTI）
你可以动态查询对象的类型和属性：

const QMetaObject *meta = person.metaObject();
qDebug() << "Class name:" << meta->className();

for (int i = 0; i < meta->propertyCount(); ++i) {
    QMetaProperty prop = meta->property(i);
    qDebug() << "Property:" << prop.name() << "Type:" << prop.typeName();
}

Class name: Person
Property: objectName Type: QString
Property: name Type: QString
Property: age Type: int

3.Q_PROPERTY：属性系统（用于 QML）
Q_PROPERTY 让 C++ 属性可以在 QML 中使用。

Q_PROPERTY(QString name READ name WRITE setName NOTIFY nameChanged)

在 QML 中：

import com.example.person 1.0

Person {
    id: person
    name: "Alice"
    age: 30
    onNameChanged: console.log("Name changed to:", name)
    onAgeChanged: console.log("Age is now:", age)
}

4，动态属性（Dynamic Properties）
动态属性 = 你可以在运行时，给一个对象“贴便签”，上面写着一些信息，之后还能随时查看或修改。
你可以在运行时添加属性：

class Person : public QObject {
    Q_OBJECT
    Q_PROPERTY(QString name READ name)  // 编译时就知道有 name 属性
public:
    QString name() const { return "Alice"; }
};

name 是类的一部分
写代码时就确定了
所有 Person 对象都有 name

Person alice;
alice.setProperty("age", 25);           // 临时加个 age
alice.setProperty("city", "Beijing");   // 临时加个 city
alice.setProperty("isStudent", true);   // 临时加个 isStudent

age、city、isStudent 不是 Person 类定义的！
是你在程序运行时临时贴上去的“便签”
其他 Person 对象不一定有这些属性

5，对象树与内存管理
Qt 使用父子对象树自动管理内存
```cpp
QObject *parent = new QObject;
QObject *child = new QObject(parent);  // 设置父对象

delete parent;  // 自动 delete child

这避免了手动 delete 的麻烦，也防止内存泄漏。

总结

在 QML 中调用 C++ 方法时，为什么有些方法需要使用 Q_INVOKABLE 宏来声明？这个问题涉及到 Qt 的元对象系统如何与 QML 进行交互的机制。
1.QML 和 C++ 的交互方式
Qt 提供了两种主要的方式让 QML 能够调用 C++ 的功能：
通过 slots（槽函数）：任何标记为 public slots: 的函数都可以被 QML 直接调用。
通过 Q_INVOKABLE：对于那些不是槽函数但你希望从 QML 调用的方法，可以使用 Q_INVOKABLE 来声明它们

Q_INVOKABLE 则是一种标志，告诉 Qt 元对象系统这个函数可以从 QML 调用，但它不参与信号和槽的连接。