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Qt的内存管理机制

news 来源：原创 2025/5/14 22:48:24

在Qt中，显式使用new创建的对象通常不需要显式调用delete来释放内存，这是因为Qt提供了一种基于对象树(Object Tree)和父子关系(Parent-Child Relationship)的内存管理机制。这种机制可以自动管理对象的生命周期，确保在适当的时候释放内存：

在Qt中，每个QObject或其派生类(如QWidget、QPushButton)都可以有一个父对象(Parent)。

当创建一个对象时，如果指定了父对象，则该对象会被添加到父对象的子对象列表中。

当父对象被销毁时，Qt会自动递归销毁其所有子对象，从而释放内存。

QObject的析构函数会遍历其子对象列表，并递归调用每个子对象的析构函数。这种机制确保了所有子对象都会被正确释放。

显式调用delete仅在对象没有父对象或需要手动管理生命周期时才需要。

对象树：

(1).QObject在对象树中自我组织(QObjects organize themselves in object trees)。当你创建一个以另一个对象为父对象的QObject时，它会被添加到父对象的 children()列表中，并在父对象被删除时被删除。事实证明，这种方法非常适合GUI对象的需求。例如，QShortcut(键盘快捷键)是相关窗口的子对象，因此当用户关闭该窗口时，快捷方式也会被删除。

(2).QWidget是Qt Widgets模块的基类，它扩展了父子关系(parent-child relationship)。QWidget继承自QObject、QPaintDevice。

(3).你还可以自行删除子对象，这些子对象会从其父对象中移除。

(4).每个QObject都可以参与对象树。每个QObject都有一个子对象列表，也可能有一个父QObject。当QObject被销毁时，其所有附加子对象都会随之销毁。

对象树(Object Tree)是由父对象(Parent Object)及其子对象(Child Objects)构成的树状结构。在这个结构中，每一个对象都可以拥有子对象，而每个子对象又只能有一个父对象。这种父子关系不仅反映了对象之间的层级结构，还意味着当父对象被销毁时，所有的子对象也将被自动销毁。

QObject构造/析构顺序：当QObject在堆(heap)上创建时(即使用new创建)，可以按任意顺序从它们构建树，之后，可以按任意顺序销毁树中的对象。当删除树中的任何QObject时，如果该对象有父对象，则析构函数会自动从其父对象中删除该对象。如果该对象有子对象，则析构函数会自动删除每个子对象。无论析构顺序如何，都不会删除两次QObject。

QObject包含许多用于检查此对象树的方法：

(1).parent()：获取对象的父对象，或为null。

(2).setParent()：设置对象的父对象。

(3).children()：获取属于该对象的子对象列表。

在Qt框架中，几乎所有的事物都是对象。对象通常使用动态内存分配(Dynamic Memory Allocation)创建，即通过new关键字。在Qt中，当一个对象被创建时，可以指定另一个对象作为它的父对象。这种关系建立后，子对象的生命周期便与父对象紧密相关。当父对象被销毁时，它会自动销毁其所有子对象，从而保证资源的正确释放。

C++中的继承主要用于代码复用和多态性，而Qt中的父子关系主要用于内存管理和对象生命周期的控制。

下载Qt6.8源码：

git clone git://code.qt.io/qt/qt5.git
cd qt5
git submodule update --init --recursive
git checkout v6.8.0

以下为测试代码：

#include <QObject>
#include <QDebug>

namespace {

class MyObject : public QObject {
public:
	explicit MyObject(const QString& name, QObject* parent = nullptr) : QObject(parent), name_(name)
	{
		qDebug() << "Constructor: " << name_;
	}

	~MyObject()
	{
		qDebug() << "Destructor: " << name_;
	}

	QString name() const
	{
		return name_;
	}

private:
	QString name_{};
};

} // namespace

int test_memory_management()
{
	MyObject* parent = new MyObject("parent object");
	
	MyObject* child1 = new MyObject("child object1", parent);

	//MyObject* child2 = new MyObject("child object2", parent);
	MyObject* child2 = new MyObject("child object2");
	child2->setParent(parent);

	for (auto obj : parent->children()) {
		qDebug() << "child object name: " << ((MyObject*)obj)->name();
	}

	qDebug() << "child2 parent object name: " << ((MyObject*)child2->parent())->name();

	delete parent; // manually delete the parent object
	return 0;
}

执行结果如下图所示：