原文地址：Kent Hansen - Changes to the Meta-Object System in Qt 5

Qt 5的元对象系统作出了一些改变，既有底层变化，又有API的变化。其中有些修改与Qt 4不是源代码兼容的。本文将介绍这些改变，以及如何修改现有代码，使其能够使用Qt 5进行编译。同时，我们也将阐述下新增加的一些 API，使QMetaMethod更方便使用。

移除Qt 4元对象版本的支持

元对象数据（例如由moc生成的）有一个版本号，用于描述元对象的内容（格式/布局）和特性。当我们向新的主要版本的Qt的元对象增加新特性时（例如让一个类的构造函数支持内省(introspect)），我们必须更新这个元数据版本号。Qt 4最终一代元对象版本是6。

为了保持向后兼容，新的小版本的Qt更新必须支持早期版本的元对象。这是由Qt内部在恰当位置检查元对象版本来实现的。如果元对象是旧的，那么就要切换到早期版本的代码。

因为 Qt 5已经不与Qt 4二进制兼容，因此，我们选择不支持旧的元对象系统了。也就是说，前面我们说的保持旧有代码在Qt 5中已经没有了，因为Qt不再使用Qt 4所使用的那个版本的元对象了。Qt 5的元对象版本号是7。

Qt 4的moc输出代码也不能使用Qt 5编译。如果你的代码中有手工修改的moc输出代码（希望没有，不过Qt自己倒是使用了一些，用于实现“特殊的”元对象），你必须自己修改这些代码。

Qt的很多运行时的元对象构建器（QMetaObjectBuilder、QtDBus、ActiveQt等）也必须修改代码，以便兼容第7版元对象。不过，因为这些代码通常是内部使用的，因此不会影响到使用这些库的程序。（希望没人自己编写了一个元对象构建器…）

函数不再使用字符串识别

在Qt 5之前的版本，元对象包含了类信号、槽以及Q_INVOKABLE函数的完整的一般化签名，将其逐字存储为以'0'为终止符的字符串。这在对于完全基于字符串的QObject::connect()是必须的（使用SIGNAL()和SLOT()宏）。但是现在QObject::connect()是基于模板的，将函数的完整签名作为字符串存储就不那么明智了。（QObject::connectNotify()函数造成Qt4内部不得不处理签名字符串，我们会在后文详细说明。）

函数内省(introspect)的另外一个常见用例是动态绑定（QML、QScript）。在这种情况下，一个字符串的签名就不那么合适。如果能够直接访问函数名和参数类型，由于减少了运行时解析字符串，会更为简单和有效。

注意，Qt 5中，QMetaMethod有了新的函数：name()、parameterCount()和parameterType(int index)。完整的函数签名已经不在元对象数据中存储了（只有函数名），因为正确的签名可以从上面所说的各个函数返回的信息拼接出来。

现在的QMetaMethod::signature()函数返回一个const char *，这不幸地泄露了签名曾被逐字存储。我们不能简单地将返回类型修改成QByteArray，因为类似如下代码的隐式类型转换将会使程序崩溃，但是却不会有任何警告：

// 如果 signature() 返回 QByteArray，在下面语句执行过后，返回值将会超出作用域（也就会被销毁）

const char *sig = someMethod.signature();

// 试试看使用sig做些处理吧！

为了解决这个问题，我们在Qt 5引入一个新函数，QMetaMethod::methodSignature()。不再提供老函数QMetaMethod::signature()，调用此函数将触发编译错误，提示该函数被更名。现有代码应该修改成使用QMetaMethod::methodSignature()。即使有了诸如QMetaMethod::name()的新函数，在某些情况下仍然需要获取完整的签名，比如在调试的时候。

connectNotify()和disconnectNotify()

QObject::connectNotify()和disconnectNotify()是两个很少被重写的虚函数。这两个函数适用在别人连接到你的信号或断开连接的时候。一个潜在的使用情景是，实现隐藏代理(lazy proxy)的时候，将一个内部对象（后端）连接到一个公有的信号上面。例如qtsystems模块就大量使用了这一特性。

在Qt 5之前，connectNotify()为了配合基于字符串的QObject::connect()函数，其参数是const char指针，指向标识所连接的信号的一般化签名，用于识别连接到的是哪一个信号。对于基于模板的QObject::connect()以及诸如QML 或QtScript中使用的自定义的连接，只为了调用一个通常没有被重写的虚函数，就让Qt准备一个以字符串形式表达的信号， 十分不明智。

另外，基于字符指针的connectNotify()不是Qt的风格。即便你能够拼写正确每一个函数签名，你也有可能陷入下面的陷阱（这样的问题代码甚至出现在Qt内部）：

void MyClass::connectNotify(const char *signal)

{

    if (signal == SIGNAL(mySignal())) {

        // 这永远不会执行，因为比较的是指针而不是字符串内容

文档说，你应该将signal参数包装成QLatin1String，但经常会忘记这么做。Qt 5的解决方案是不允许出现这样的错误。

在Qt 5中，QObject::connectNotify()和disconnectNotify()接受一个QMetaMethod，而不是字符指针。QMetaMethod仅仅是QMetaObject指针和一个索引的轻量级封装。这样就不会被建立连接的方式所左右。

这种变化同时允许我们将对connectNotify()和disconnectNotify()的调用转移到内部基于索引的connect()和disconnect()函数(QMetaObject::connect()，该函数在Qt内部有好几处使用)的实现中。在实际应用中，这意味着即使QObject::connect()没有显式调用（例如connectSlotsByName()）你重新实现的connectNotify()函数也会按预期被调用。最后，我们可以丢弃掉某些Qt里的蹩脚的代码，例如那些手工调用的connectNotify(const char *)，转而使用基于索引的connect()。

已经重写了connectNotify()和disconnectNotify()的现有代码需要迁移到新的API。有两个函数会让这个工作变得简单：QMetaMethod::fromSignal()和QObject::isSignalConnected()。

QMetaMethod::fromSignal()

新的静态函数QMetaMethod::fromSignal()将一个成员函数（一个信号）作为参数，返回对应的QMetaMethod。它可以很方便地用于新的connectNotify()：

void MyClass::connectNotify(const QMetaMethod &signal)

{

    if (signal == QMetaMethod::fromSignal(&MyClass::mySignal)) {

        // 连接到mySignal ...

为了避免每次调用connectNotify()的时候都要重新查找一个信号，应该将QMetaMethod::fromSignal()的返回值作为一个静态变量存储起来。

另外fromSignal()的一个鲜为人知的用法是用于排队发射信号（queued emission）（QMetaObject::invokeMethod()也可以实现相同的功能，但它是基于字符串的）：

QMetaMethod::fromSignal(&MyClass::mySignal)

    .invoke(myObject, Qt::QueuedConnection /* 其他参数 ... */);

QObject::isSignalConnected()

新的函数QObject::isSignalConnected()用于检查一个信号是否有槽与之连接。这是一个基于QMetaMethod的，用于替代QObject::receivers()的函数。

void MyClass::disconnectNotify(const QMetaMethod &signal)

{

    if (signal == QMetaMethod::fromSignal(&MyClass::mySignal)) {

        // 有槽从mySignal断开连接

        if (!isSignalConnected(signal)) {

            // 该信号没有连接，我们可以释放其资源 ...

另外，你可以使用这个函数避免将许多信号一同发射，例如，如果信号的发射将引起可能严重影响程序性能的复杂计算。

QTBUG-4844: 接收者被销毁时QObject::disconnectNotify()未调用

更新：https://codereview.qt-project.org/#change,29423已经修正这个问题

这个bug现在依然存在。这是造成disconnectNotify()“不完整”（或“不工作”，取决于你如何看待）的缺陷，所以我很希望该问题被修正。

为了能有效地实现所期望的行为，连接需要记住信号的id。因为当接收者被销毁时，我们无法像通常在（显式）断开连接时那样再获取信号id。这将给所有的连接都增加额外字节支出（一个int的大小）。如果你有更聪明的解决方案，现在仍然有提交到Qt 5的时间（这个修改是个行为的改变，对于未来的小版本发布来说未免太大）。

函数返回类型

在Qt 5之前的版本中，我们必须使用QMetaMethod::typeName()判断一个函数的返回值类型，其格式是const char指针。诡异的是，如果返回值是void，typeName()返回空字符串，而不是像QMetaType::typeName()那样返回字符串“void”。这种不一致让人迷惑不解，例如我曾看到代码：

if (!method.typeName() || !*method.typeName() || !strcmp(method.typeName(), "void")){

    // 返回值是 void ...

...为了确认，必须这么判断。

在Qt 5中，我们可以使用新函数QMetaMethod::returnType()，其返回值是一个meta-type id：

if (method.returnType() == QMetaType::Void) {

    // 返回值是 void ...

Qt 4中你无法使用QMetaType::Void区分void和未注册类型（它们都是整型0）。Qt 5中的QMetaType::Void就是void，新的QMetaType::UnknownType则用于指定一个未注册到Qt类型系统中的类型。

（备注：如果你的现有代码将类型id与QMetaType::Void（或者整型0）进行比较，那么我的建议是，在切换到Qt 5的时候再次检查你的逻辑：是应该检查是不是void，未知类型，还是两个都要？）

为了与QMetaType保持一致，当返回值类型是void的时候，Qt 5的QMetaMethod::typeName()返回字符串“void”。现有的用typeName()返回空字符串代表void的代码必须要修改（将returnType()与QMetaType::Void进行比较）。

函数参数

类似QMetaMethod::returnType()，新的QMetaMethod::parameterType()函数返回参数类型的meta-type id。QMetaMethod::parameterCount()返回参数个数。使用这两个函数就可以替代旧的QMetaMethod::parameterTypes()，后者以字符串的形式返回所有参数类型（名字）。

如果在元对象定义时（如调用moc时），类型已知（内建类型），类型id会直接嵌入到元对象数据中， 查找将非常迅速。对于其他类型，id的解析则会是基于字符串的查找，这也并不会比之前慢（还可以通过缓存解析结果进行优化）。

结论

Qt 5的元对象系统（元类型系统也是如此，但细节留到下一篇博文）有了一些小的变化。函数现在有更恰当更易于维护的语义，而不是普通的C字符串。与Qt 4源代码兼容最大程度的保持着（如果兼容性没有破坏，请不要修改——但有些Qt 4的错误我们不得不解决）。我们清除了实现代码中的遗留问题。 一些Qt模块已经使用了新特性，从而获得更清晰、快速的代码。希望那些对于元对象系统持批评态度的人可以偃旗息鼓了。

（译者注：感谢Bai Jing对本篇博客全文进行了修正。）