什么是 Qt 的元对象系统？

一、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++ 之上扩展的一层反射机制
简单说，就是让 C++ 类能在运行时知道自己的结构信息（类名、属性、信号、槽等）

这在纯 C++ 中是做不到的（因为 C++ 没有内置反射机制）

Qt 用一个独立的工具 moc（Meta Object Compiler） 来实现这个扩展
它会在编译阶段扫描含有 Q_OBJECT 宏的类，并生成额外的 .moc 文件，保存类的“自我描述信息”

二、举例说明

class TPerson : public QObject
{Q_OBJECTQ_CLASSINFO("author","Wang")Q_CLASSINFO("company","UPC")Q_CLASSINFO("version","2.0.0")Q_PROPERTY(int age READ age WRITE setAge NOTIFY ageChanged)Q_PROPERTY(QString name MEMBER m_name)Q_PROPERTY(int score MEMBER m_score)
public:explicit TPerson(QString aName, QObject *parent = nullptr);~TPerson();int age();void setAge(int value);void incAge();
private:int m_age = 10;int m_score = 79;
};

从这段代码开始，我们能看到所有元对象系统的核心要素：

宏	功能
Q_OBJECT	告诉 moc：这个类需要生成元对象数据
Q_CLASSINFO	添加类的额外描述信息
Q_PROPERTY	注册可反射的属性
signals/slots（如果有）	注册信号和槽函数

三、moc 工具做了什么？

当编译器看到 Q_OBJECT 时，moc 会自动为 TPerson 生成一个隐藏文件，比如：

moc_tperson.cpp

里面会生成一个 QMetaObject 静态实例：

const QMetaObject TPerson::staticMetaObject = {{ &QObject::staticMetaObject,qt_meta_stringdata_TPerson.data,qt_meta_data_TPerson,nullptr, nullptr, nullptr }
};

它保存了：

• 类名 "TPerson"
• 所有 Q_PROPERTY 信息（属性名、类型、getter/setter、NOTIFY 信号等）
• 所有信号和槽的函数签名
• 所有 Q_CLASSINFO 元数据
• 父类的元对象指针（实现继承链）

四、运行时怎么用这些信息？

在程序运行时，每个 QObject 派生类对象都携带一个指向这个元对象的指针：

boy->metaObject()   // 就能获取 TPerson 的 QMetaObject

然后你就能在运行时做以下事：

获取类信息

qDebug() << boy->metaObject()->className();
// 输出: "TPerson"

获取 Q_CLASSINFO 信息

for (int i=0; i<meta->classInfoCount(); ++i) {QMetaClassInfo info = meta->classInfo(i);qDebug() << info.name() << ":" << info.value();
}

输出：

author : Wang
company : UPC
version : 2.0.0

获取属性并动态访问

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

可以通过属性名来动态设置或读取：

boy->setProperty("score", 95);
qDebug() << boy->property("score");   // 输出 95

即使类中没有 setProperty()，也能通过 QObject 的通用接口做到

五、元对象系统让信号槽成为可能

信号槽机制其实就是元对象系统的一个直接应用

当你写：

connect(boy, &TPerson::ageChanged, this, &Widget::onAgeChanged);

moc 会把所有信号、槽函数都注册进 QMetaObject
Qt 的运行时系统会用这些信息在对象间动态建立连接，不需要编译时就知道函数地址

这就是为什么信号与槽能“用字符串匹配”工作，甚至跨线程、跨模块通信

六、动态属性（Dynamic Property）

如果你调用：

boy->setProperty("sex", "Boy");

而 "sex" 并没有在 Q_PROPERTY 中声明，
Qt 会自动为对象创建一个 动态属性（存在内部哈希表中）

可随时访问：

qDebug() << boy->property("sex"); // 输出 "Boy"

但动态属性不会出现在 QMetaObject::propertyCount() 结果里