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Qt之q指针#xff08;Q_Q#xff09;d指针#xff08;Q_D#xff09;源码剖析---源码面前了无秘密_qtq指针-CSDN博客
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Qt之q指针Q_Qd指针Q_D源码剖析---源码面前了无秘密_qtq指针-CSDN博客
通常情况下与一个类密切相关的数据会被作为数据成员直接定义在该类中。然而在某些场合下我们会将这些数据从该类被称为公类分离出来定义在一个单独的类中被称为私类。公类中会定义一个指针指向私类的对象。在计算机的发展历史中这种模式被称为pointer to implementation (pimpl)。
Qt常将其命名为d_ptr或者d。Qt文档将其称为d-pointer。与之对应还有q_ptr或者q。
所以q,d指针并不是多么神秘它只是运用了pimpl手法将数据成员放到了另外一个类中。 那么接下来在了解了pimpl手法后可以看下面的d,q指针了。
Q_D和Q_Q指针 在一些项目中会遇到这两者简称 D 指针和 Q 指针。Qt中大量使用Q_D和Q_Q。
Q_D 与 Q_Q宏定义 #define Q_D(Class) Class##Private * const d d_func() #define Q_Q(Class) Class * const q q_func() 两个宏展开后分别是对 d_func() 和 q_func() 两个函数的调用返回值分别赋值给 d 和 q 两个指针变量。
》双井号连接作用直接替换类名就行。Q_D(QFocusFrame)返回的是Class##Private * const 类型指针替换掉Class后就是QFocusFramePrivate* const 类型指针即为d指针 Q_DECLARE_PRIVATE 与 Q_DECLARE_PUBLIC 那么 d_func() 和 q_func()又是什么呢那就需要看这两个宏的定义
#define Q_DECLARE_PRIVATE(Class) \inline Class##Private* d_func() { return reinterpret_castClass##Private *(qGetPtrHelper(d_ptr)); } \inline const Class##Private* d_func() const { return reinterpret_castconst Class##Private *(qGetPtrHelper(d_ptr)); } \friend class Class##Private; #define Q_DECLARE_PUBLIC(Class) \inline Class* q_func() { return static_castClass *(q_ptr); } \inline const Class* q_func() const { return static_castconst Class *(q_ptr); } \friend class Class;
这里涉及到宏的一些技巧比如##连接符\续行符。如果现阶段看不懂没关系可以看下面的简化版
ClassPrivate* d_func() { return reinterpret_castClassPrivate *(d_ptr)); } 大致意思d_func()其实就是d_ptr只是经过了转型等处理。那么你就可以理解为d f_func() d_ptr仅限于初学者的初期阶段理解
然后代码里面还有一行friend class Class##Private; 这个就是用来声明友元的目的是A类可以访问B类的私有成员。这也是实现pimpl的基础。 接下来直接放上代码来看看
class MyClassPrivate; //前置声明
class MyClass : public QObject {public:MyClass(QObject *parent nullptr);virtual ~MyClass();void dummyFunc();signals : void dummySignal();private:MyClassPrivate *const d_ptr;Q_DECLARE_PRIVATE(MyClass);//①
};class MyClassPrivate {public:MyClassPrivate(MyClass *parent) : q_ptr(parent) {}void foobar() {Q_Q(MyClass); //声明之后即将q_func() q就可以直接使用qemit q-dummySignal();}private:MyClass *const q_ptr;Q_DECLARE_PUBLIC(MyClass);//②
};MyClass::MyClass(QObject *parent):QObject(parent),d_ptr(new MyClassPrivate(this)) {
}MyClass::~MyClass() {Q_D(MyClass); //同Q_Qdelete d;
}void MyClass::dummyFunc() {Q_D(MyClass);d-foobar();
}
在这段代码中公类MyClass定义了一个指针d_ptr来访问私类MyClassPrivate而私类定义了一个指针q_ptr来访问公类。在这个简单的例子中公类和私类本可以通过这两个指针非常方便地相互访问对方的数据。但是在一些复杂的场合下这两个指针并不是直接定义在公类、私类中的而是被定义在它们的基类中。此时就需要用到Qt定义的4个宏Q_DECLARE_PRIVATE与Q_DECLARE_PUBLIC、Q_D和Q_Q。
Q_DECLARE_PRIVATE(MyClass)作用是在公类中定义了一个成员函数d_func返回一个指针指向对应的私类。
Q_DECLARE_PUBLIC(MyClass)作用是在私类中定义了一个成员函数p_func返回一个指针指向对应的公类。
本例中公类本身定义了一个指向私类的指针d_ptr所以Qt应用程序可以直接使用这个指针而不必调用d_func来获取这个指针。
总之一方面Qt在公类中定义了一个指针d_ptr指向私类在宏Q_DECLARE_PRIVATE中定义了一个函数获取这个指针用宏Q_D将这个指针重新命名为d以便于访问私类对象。另一方面Qt在私类中定义了一个指针q_ptr指向公类在宏Q_DECLARE_PUBLIC中定义了一个函数获取这个指针用宏Q_Q将这个指针重新命名为q以便于访问公类对象。
参考资料 张波 《Qt中的C技术》 原文链接https://blog.csdn.net/no_say_you_know/article/details/123921937 篇二
在讲解d/q指针之前我们先了解一下什么是Pimpl这样更有助于我们理解Qt这么做的目的。
一、PimplPointer to Implementation简介 该技术是一种减少代码依赖和编译时间的C编程技巧Pimpl的基本思想是将类的私有数据成员指针化并将其移动到类的实现文件中。这样在公共头文件中定义的类只包含指向私有实现的指针而不是私有实现本身。这使得实现的细节可以在不更改类的公共接口的情况下进行更改。
Pimpl技术通过在类中使用指向实现类的指针来隐藏类的实现细节。在使用Pimpl技术时开发人员需要在类的头文件中声明一个私有的指向实现类的指针并在类的实现文件中定义实现类。通过这种方式开发人员可以将实现细节与类的接口分离开来从而提高了代码的可读性和可维护性。
以下是一个使用Pimpl技术的示例
// MyClass.h
class MyClass
{
public:MyClass();~MyClass();void doSomething();private:class Impl;Impl* m_pImpl;
};
// MyClass.cpp
class MyClass::Impl
{
public:void doSomethingImpl();
};MyClass::MyClass() : m_pImpl(new Impl)
{}MyClass::~MyClass()
{delete m_pImpl;
}void MyClass::doSomething()
{m_pImpl-doSomethingImpl();
}void MyClass::Impl::doSomethingImpl()
{// Implementation details
}
在上面的示例中MyClass类包含一个私有的Impl指针指向一个名为Impl的内部实现类。实现类包含doSomethingImpl()方法的实现细节而MyClass只暴露了doSomething()方法。在MyClass的构造函数中我们分配了一个新的Impl对象并将其分配给m_pImpl指针。在MyClass的析构函数中我们删除了m_pImpl指针指向的对象以避免内存泄漏。
Pimpl技术的优缺点优点1.隐藏实现细节Pimpl技术使开发人员能够将实现细节与类的接口分离开来从而降低耦合提高代码的可读性和可维护性。2.减少编译依赖性Pimpl技术可以帮助减少类的头文件中的依赖项从而加快编译时间并减少不必要的重新编译。此项对于大型项目来说非常有用3.提高二进制兼容性由于Pimpl技术将实现细节从类的接口中分离出来因此可以在不破坏二进制兼容性的情况下修改类的实现。
缺点 1.增加间接调用由于Pimpl技术使用指针来引用私有实现因此在访问私有实现时需要进行额外的间接调用这可能会影响性能。 2.内存开销Pimpl技术需要在堆上分配和管理额外的内存这会导致一些开销。
Pimpl技术我们已经了解现在我们开始看一下Qt的实现以及原理吧
二、Qt源码中的d指针/q指针 下面我们将QObject的源码作为例子进行讲解
qobject.h
// QObjectData
class Q_CORE_EXPORT QObjectData {Q_DISABLE_COPY(QObjectData)
public:QObjectData() default;virtual ~QObjectData() 0;QObject *q_ptr; // q指针QObject *parent;QObjectList children;....
};// QObject
class Q_CORE_EXPORT QObject
{Q_OBJECTQ_PROPERTY(QString objectName READ objectName WRITE setObjectName NOTIFY objectNameChanged)Q_DECLARE_PRIVATE(QObject)public:Q_INVOKABLE explicit QObject(QObject *parentnullptr);virtual ~QObject();virtual bool event(QEvent *event);virtual bool eventFilter(QObject *watched, QEvent *event);...
protected:QScopedPointerQObjectData d_ptr; // d指针...};
qobject.cpp
QObject::QObject(QObject *parent): QObject(*new QObjectPrivate, parent)
{
}/*!\internal*/
QObject::QObject(QObjectPrivate dd, QObject *parent): d_ptr(dd)
{Q_ASSERT_X(this ! parent, Q_FUNC_INFO, Cannot parent a QObject to itself);Q_D(QObject);//Q_D宏获取d_ptrd_ptr-q_ptr this;auto threadData (parent !parent-thread()) ? parent-d_func()-threadData.loadRelaxed() : QThreadData::current();threadData-ref();d-threadData.storeRelaxed(threadData); // 此处d变量即是Q_D宏获取的d_ptr...
} 我们再来看一下相关的宏定义:
qglobal.h
// The body must be a statement:
#define Q_CAST_IGNORE_ALIGN(body) QT_WARNING_PUSH QT_WARNING_DISABLE_GCC(-Wcast-align) body QT_WARNING_POP
#define Q_DECLARE_PRIVATE(Class) \inline Class##Private* d_func() \{ Q_CAST_IGNORE_ALIGN(return reinterpret_castClass##Private *(qGetPtrHelper(d_ptr));) } \inline const Class##Private* d_func() const \{ Q_CAST_IGNORE_ALIGN(return reinterpret_castconst Class##Private *(qGetPtrHelper(d_ptr));) } \friend class Class##Private;#define Q_DECLARE_PUBLIC(Class) \inline Class* q_func() { return static_castClass *(q_ptr); } \inline const Class* q_func() const { return static_castconst Class *(q_ptr); } \friend class Class;#define Q_D(Class) Class##Private * const d d_func()
#define Q_Q(Class) Class * const q q_func()
Q_DECLARE_PRIVATE与Q_DECLARE_PUBLIC是Qt用来在类的头文件中声明获取d指针与q指针的私有函数其核心在于添加了强制类型转换。 Q_D与Q_Q两个宏是用来获取d/q常量指针的在函数中可以直接使用 d变量/q变量 代替 d_ptr与q_ptr因为通过它们获取的指针类型是具体的所以是直接使用ptr变量代替不了的。
我们再来看看qGetPtrHelper这个函数的定义
qglobal.h
template typename T inline T *qGetPtrHelper(T *ptr) { return ptr; }
template typename Ptr inline auto qGetPtrHelper(Ptr ptr) - decltype(ptr.operator-()) { return ptr.operator-(); }
qGetPtrHelper是一个函数模板重载用于获取指针。
Qt中d指针与q指针的存在价值d指针使用了Pimpl技术因此Pimpl的优点都是它的价值所在我认为Qt大量使用该技术主要是为了二进制兼容以及提高编译速度。q指针对父类或者公有类方法的访问。
原文链接https://blog.csdn.net/bmseven/article/details/130245432 篇三
一、共享d指针实现方法如下 1、在基类中定义一个protected权限的d_ptr指针 3 _2 k6 W5 v2 L1 } 2、在每个派生类中定义d_func()获取基类d_ptr并将其转换为当前私有类指针(派生自基类d_ptr) 6 : r/ a/ {% q 3、在函数中使用Q_D这样就可以使用d了 . G3 h) _! m9 C1 I7 V) e t t 4、在私有数据继承体系中不要忘记将析构函数定义为虚函数基类析构函数中释放d_ptr以防内存泄露 n 5、类的派生加上protected 构造函数调用父类构造函数将私有数据类传参
二、
此教程中我们从二进制兼容开始讲到了信息隐藏的技术介绍了Q_D,Q_Q 等等其实在window 系统我们经常会用到这种技术最最典型的的就是processMsg(inttype,long *lParam,long*wParm), 通过lParam、wParam 这两个指针可以传递任何数据类型。
参考原文Qt信息隐藏(Q_D/Q_Q)介绍_j.q-CSDN博客
