Qt本身并不是一种编程语言，它实质上是一个跨平台的C++开发类库。它是用标准C++编写的，为开发GUI应用程序和非GUI应用程序提供了各种类。

Qt对标准C++进行了扩展，引入一些新的概念和功能，例如信号与槽，对象属性等，这些扩展特性正是由Qt的元对象系统实现。

本文对元对象系统的基本概念进行了介绍。

一、元对象系统是什么？

Qt的元对象系统（Meta-Object System）提供了对象之间通信的信号与槽机制、运行时类型信息和动态属性系统。

元对象系统由以下三个基础组成：

（1）QObject类是所有使用元对象系统的类的基类；

（2）在一个类的private部分声明Q_OBJECT宏，使得类可以使用元对象的特性，如动态属性和槽；

（3）MOC（元对象编译器）为每个QObject的子类提供必要的代码来实现元对象的特性。

二、元对象系统定义在哪里？

Qt为C++语言增加的特性是在Qt Core里实现的，这些扩展特性由Qt的元对象系统实现，包括信号与槽、属性系统、动态类型转换等。

Qt Core模块是Qt类库的核心，其他所有模块都依赖于此模块。此模块在使用qmake构建项目时是自动加入的。

三、元对象系统是如何工作的？

Qt的元对象编译器（Meta-Object Compiler， MOC）是一个预处理器，在源程序被编译前先将这些Qt特性的程序转换为标准C++兼容形式，再由标准C++编译器进行编译。这就是为什么在使用信号与槽机制的类中，必须添加一个Q_OBJECT宏的原因。有了这个宏，moc才会预处理信号与槽的代码。

预处理后，moc会为这个类生成另一个包含元对象支持代码的C++源文件，这个生成的源文件连同类的实现文件一起被编译和链接。

四、元对象系统提供了哪些功能？

如前所述，元对象系统提供了信号与槽机制、属性系统等功能。除此之外，元对象还提供了如下一些功能：

（1）QObject::metaObject()函数返回类关联的元对象（QMetaObject类），包含了访问元对象的一些接口函数。例如，QMetaObject::className()函数可在运行时返回类的名称,，示例代码如下：

QObject *obj = new QPushButton;

obj->metaObject()->className(); // 返回"QPushButton"

（2）QMetaObject::newInstance()函数创建类的一个新的实例。

（3）QObject::inherits(const char* className)函数判断一个对象实例是否是名称为className的类或QObject的子类。示例代码如下：

QTimer *timer = new QTimer;

time->inherits("QObject"); // 返回true

（4）QObject::tr()和trUtf8()函数可翻译字符串，用于多语言界面设计。

（5）QObject::setProperty()和property()函数用于通过属性名称动态设置和获取属性值。示例代码如下：

QObject *obj = new QPushButton;

obj->setProperty("flat", true);

bool isFlat = obj->property("flat");

（6）对于QObject类及其子类，可以使用qobject_cast()函数进行动态投射（dynamic cast）。示例代码如下：

QObject *obj= new QWidget;

QWidget *widget = qobject_cast obj;

（7）在槽函数中，使用QObject::sender()可以获得信号发射者的指针。如果知道发射者的类型，可以将其投射为确定的类型，然后访问接口函数。例如，在QSpinBox的valueChanged()信号的槽函数中，示例代码如下，

QSpinBox *spinBox = qobject_cast(sender());

五、信号与槽是什么？

关于信号与槽机制的具体介绍，请见我之前的文章：

从零开始学Qt – 07：信号与槽，你知道多少？干货分享

从零开始学Qt – 08：关联信号与槽的几种可视化实现方式

从零开始学Qt - 09：一文读懂自定义信号与槽函数

关于属性系统的介绍，见下一篇文章[抠鼻]。

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