Qt核心剖析: moc

前面我們說過，qt 不是使用的“标準的” c++ 語言，而是對其進行了一定程度的“擴充”。這裡我們從qt新增加的關鍵字就可以看出來：signals、slots 或者 emit。是以有人會覺得 qt 的程式編譯速度慢，這主要是因為在 qt 将源代碼交給标準 c++ 編譯器，如 gcc 之前，需要事先将這些擴充的文法去除掉。完成這一操作的就是 moc。

moc 全稱是 meta-object compiler，也就是“元對象編譯器”。qt 程式在交由标準編譯器編譯之前，先要使用 moc 分析 c++ 源檔案。如果它發現在一個頭檔案中包含了宏 q_object，則會生成另外一個 c++ 源檔案。這個源檔案中包含了 q_object 宏的實作代碼。這個新的檔案名字将會是原檔案名前面加上 moc_ 構成。這個新的檔案同樣将進入編譯系統，最終被連結到二進制代碼中去。是以我們可以知道，這個新的檔案不是“替換”掉舊的檔案，而是與原檔案一起參與編譯。另外，我們還可以看出一點，moc 的執行是在預處理器之前。因為預處理器執行之後，q_object 宏就不存在了。

既然每個源檔案都需要 moc 去處理，那麼我們在什麼時候調用了它呢？實際上，如果你使用 qmake 的話，這一步調用會在生成的 makefile 中展現出來。從本質上來說，qmake 不過是一個 makefile 生成器，是以，最終執行還是通過 make 完成的。

為了檢視 moc 生成的檔案，我們使用一個很簡單的 cpp 來測試：

test.cpp

這是一個空白的類，什麼都沒有實作。在經過編譯之後，我們會在輸出檔案夾中找到 moc_test.cpp：

moc_test.cpp

可以看到，moc_test.cpp 裡面為 test 類增加了很多函數。然而，我們并沒有實際寫出這些函數，它是怎麼加入類的呢？别忘了，我們還有 q_object 這個宏呢！在 qobjectdefs.h 裡面，找到 q_object 宏的定義：

這下了解了：正是對 q_object 宏的展開，使我們的 test 類擁有了這些多出來的屬性和函數。注意，qt_tr_functions 這個宏也是在這裡定義的。也就是說，如果你要使用 tr() 國際化，就必須使用 q_object 宏，否則是沒有 tr() 函數的。這期間最重要的就是 virtual const qmetaobject *metaobject() const; 函數。這個函數傳回 qmetaobject 元對象類的執行個體，通過它，你就獲得了 qt 類的反射的能力：擷取本對象的類型之類，而這一切，都不需要 c++ 編譯器的 rtti 支援。qt 也提供了一個類似 c++ 的 dynamic_cast() 的函數 qobject_case()，而這一函數的實作也不需要 rtti。另外，一個沒有定義 q_object 宏的類與它最接近的父類是同一類型的。也就是說，如果 a 繼承了 qobject 并且定義了 q_object，b 繼承了 a 但沒有定義 q_object，c 繼承了 b，則 c 的 qmetaobject::classname() 函數将傳回 a，而不是本身的名字。是以，為了避免這一問題，所有繼承了 qobject 的類都應該定義 q_object 宏，不管你是不是使用信号槽。