QtD指针和Q指针及使用

　　阅读Qt的源代码的时候，我们经常看Q_D、Q_Q、Q_DECLARE_PRIVATE、Q_DECLARE_PUBLIC这几个宏，这几个宏是干什么用的呢？其实这几个宏就是实现D指针和Q指针的宏，D指针在Qt的源码中大量使用，根本目的在于解决二进制兼容问题。至于什么二进制兼容，可以查阅其他资料，这里只讲Qt中是怎么实现的。1.D指针及Q_指针
　　我们先建一个Test类和私有类TestPrivate类，在Test类中添加d_ptr成员，在TestPrivate中添加q_ptr成员。头文件如代码1所示：#ifndef TEST_H #define TEST_H  #include   class TestPrivate;  class Test {     Q_DECLARE_PRIVATE(Test) public:     Test();     virtual ~Test();      void setValue(int v);     int value() const;  protected:     QScopedPointer d_ptr; };  #endif // TEST_H
　　代码1
　　源文件如代码2所示：#include ＂test.h＂  class TestPrivate {     Q_DECLARE_PUBLIC(Test) public:     Test *q_ptr;     int m_value; };  Test::Test() 	: d_ptr(new TestPrivate) {     d_ptr->q_ptr = this;     d_ptr->m_value = 10; }  Test::~Test() {  }  void Test::setValue(int v) {     Q_D(Test);     if (d->m_value == v)     {         return;     }     d->m_value = v; }  int Test::value() const {     Q_D(const Test);     return d->m_value; }
　　代码2
　　在上面代码中我们使用了Q_D、Q_DECLARE_PRIVATE、Q_DECLARE_PUBLIC宏，这个几个宏如代码3所示(参看qglobal.h）template  static inline T *qGetPtrHelper(T *ptr) { return ptr; } template  static inline typename Wrapper::pointer qGetPtrHelper(const Wrapper &p) { return p.data(); }  #define Q_DECLARE_PRIVATE(Class)      inline Class##Private* d_func() { return reinterpret_cast(qGetPtrHelper(d_ptr)); }      inline const Class##Private* d_func() const { return reinterpret_cast(qGetPtrHelper(d_ptr)); }      friend class Class##Private;  #define Q_DECLARE_PUBLIC(Class)                                         inline Class* q_func() { return static_cast(q_ptr); }      inline const Class* q_func() const { return static_cast(q_ptr); }      friend class Class;  #define Q_D(Class) Class##Private * const d = d_func() #define Q_Q(Class) Class * const q = q_func()
　　代码3
　　然后我们可以看到展开之后的头文件如代码4所示：#ifndef TEST_H #define TEST_H  #include   class TestPrivate;  class Test {     inline TestPrivate* d_func() { return reinterpret_cast(d_ptr.data()); }     inline const TestPrivate* d_func() const { return reinterpret_cast(d_ptr.data()); }     friend class TestPrivate; public:     Test();     virtual ~Test();      void setValue(int v);     int value() const;  protected:     QScopedPointer d_ptr; };  #endif // TEST_H
　　代码4
　　展开之后的源文件如代码5所示：#include ＂test.h＂  class TestPrivate {     inline Test* q_func() { return static_cast(q_ptr); }      inline const Test* q_func() const { return static_cast(q_ptr); }      friend class Test; public:     Test *q_ptr;     int m_value; };  Test::Test() {     d_ptr.reset(new TestPrivate);     d_ptr->q_ptr = this;     d_ptr->m_value = 10; }  Test::~Test() {  }  void Test::setValue(int v) {     TestPrivate * const d = d_func();     if (d->m_value == v)     {         return;     }     d->m_value = v; }  int Test::value() const {     const TestPrivate * const d = d_func();     return d->m_value; }
　　代码5
　　展开之后我们就可以清晰地看到这几个宏做了什么。以QObject为例，在QObject的源代码中有如代码6所示，在构造函数中实现的d_ptr和q_ptr的初始化，跟上面的Test类似：// 头文件中（qobject.h） class Q_CORE_EXPORT QObject {   	…… protected:     QObject(QObjectPrivate &dd, QObject *parent = Q_NULLPTR);  protected:     QScopedPointer d_ptr;   …… }  // 源文件中（qobject.cpp） QObject::QObject(QObject *parent)     : d_ptr(new QObjectPrivate) {     Q_D(QObject);     d_ptr->q_ptr = this;     …… }
　　代码6D指针和Q指针使用
　　假如我们的类是从Qt的类继承下来的，以QObject和上面的Test类为例，由于QObject中已经有了d_ptr成员了，而且Qt的类都会有一个类似QObject(QObjectPrivate &dd, QObject *parent = Q_NULLPTR) 这样的受保护的构造函数，现在需要做的就是Test继承QObject、TestPrivate继承QObjectPrivate、在Test的构造函数中调用QObject(QObjectPrivate &dd, QObject *parent = Q_NULLPTR) 这种构造函数。需要注意的是QObjectPrivate是在qobject_p.h头文件中，如果要包含这个头文件，我们需要在pro中添加QT += core-private，然后在代码中添加#include。
　　修改之后的头文件如代码7所示：#ifndef TEST_H #define TEST_H  #include   class TestPrivate;  class Test : public QObject {     Q_OBJECT     Q_DECLARE_PRIVATE(Test) public:     Test(QObject *parent = nullptr);     virtual ~Test();      void setValue(int v);     int value() const; };  #endif // TEST_H
　　代码7
　　修改之后的源文件如代码8所示，注意构造函数的变化和TestPrivate继承QObjectPrivate：#include ＂test.h＂ #include   class TestPrivate : public QObjectPrivate {     Q_DECLARE_PUBLIC(Test) public:     int m_value; };  Test::Test(QObject *parent)     : QObject (*(new TestPrivate), parent) {      Q_D(Test);     d->m_value = 10; }  Test::~Test() {  }  void Test::setValue(int v) {     Q_D(Test);     if (d->m_value == v)     {         return;     }     d->m_value = v; }  int Test::value() const {     Q_D(const Test);     return d->m_value; }
　　代码8
　　假如我们的类是类似最开始Test的那种，就像代码1和代码2那样实现即可，另外如果我们的d指针不是d_ptr而是像m_ptr这样该怎么办？其实Qt还有另外一个宏Q_DECLARE_PRIVATE_D， 只需要把Q_DECLARE_PRIVATE(Test)替换成Q_DECLARE_PRIVATE_D(m_ptr, Test)。
　　顺便讲一下Q_PRIVATE_SLOT这个宏，这个宏可以把私有类的成员函数注册共有类的槽函数。还是以Test为例，在头文件中添加代码9：private:     Q_PRIVATE_SLOT(d_func(), void _q_timeout())
　　代码9
　　在源文件中TestPrivate中添加了一个m_timer和函数_q_timeout ，连接timer的timeout信号，修改之后代码如代码10所示，注意添加最后一行的#include＂moc_test.cpp＂ ，如果不添加的话会导致链接错误：无法解析的外部符号。class TestPrivate : public QObjectPrivate {     Q_DECLARE_PUBLIC(Test) public:     int m_value;     QTimer *m_timer;     void _q_timeout(); };  Test::Test(QObject *parent)     : QObject (*(new TestPrivate), parent) {      Q_D(Test);     d->m_value = 10;     d->m_timer = new QTimer(this);     connect(d->m_timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(_q_timeout()));     d->m_timer->start(1000); }  ……  void TestPrivate::_q_timeout() {     qDebug() << ＂time out＂; }  #include ＂moc_test.cpp＂
　　代码10
　　如果Test类可以让其他类继承，使用D指针的话，需要把TestPrivate的声明放到test_p.h中去，就像qobject_p.h那样，继承类就可以使用#include＂test_p.h＂包含TestPrivate类了。当然还需要为Test添加一个受保护的构造函数Test(TestPrivate &dd, QObject *parent = Q_NULLPTR)。 感兴趣的小伙伴可以自己实现一下。看看有没有什么问题。
　　好了，关于D指针和Q指针就讲到这里了，大家有什么想知道了，可以在评论区告诉我，有空的时候帮大家整理出来。