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QtVariant

简介

在C++中,变量的类型需要在编译期就是已知的。但是在一些情况下我们需要处理一些类型在运行期才可知的变量。比如,假设你有一个函数,其返回从数据库中获得的值。那么其返回值什么呢?在C中,这将是一个 “void*” 和一个额外的提供它的类型的信息。再或者假设你允许用户附加任意信息到那你的自定义表格控件的单元格。那么这个函数 setUserCellData(type X)的参数类型是什么呢?

QVariant可用于上述情况,它可用于保存任何类型的值。你可以向QVariant询问类型和它内部存储的值。

在理解Qt的实现之前,为了更好地欣赏最终的解决方案我们会先尝试看看在QVariant的设计中所涉及的各种问题。

QVariant 功能需求

  1. QVariant 不应当(也不能)是一个模板类。如果 QVariant 是一个模板,每一个存储 QVariant 的类也需要成为一个模板。
  2. QVariant 必须对POD 和 非POD 数据类型都能工作。它应当对每一个可拷贝的和有着值行为的数据类型都能工作。请注意,对非POD类型的支持意味着我们不能使用C union来存储所有已知的类型,因为C ++不允许在union中放置非POD类型。
  3. QVariant 必须能够存放用户自定义类型。所以,如果你写了一个 Mytruct,你应当能够将其放入到QVariant。
  4. QVariant 不应当(也不能)使用 C++ 的 RTTI。在 C++ 中 RTTI 只对多态的类有效。

数据存储为 ‘void *’

一个想法是在QVariant内部维护一个“void *“和类型。我们可以有一个可以适合任何类型的函数模板作为QVariant的一个构造函数。像这样:

  1. class QVariant
  2. {
  3. private:
  4. union {
  5.     // POD 数据类型
  6.     int i;
  7.     float f;
  8.     // 所有 非POD 数据类型存储为 void *
  9.     void *v;
  10. } data;
  11.  
  12.     enum DataType { Integer, Float, NonPod }; // 数据的类型
  13.     int type;
  14. public:
  15. // 适合 内置/POD 数据类型的构造函数
  16. QVariant(int i)
  17. {
  18.     data.i = i;
  19.     type = Integer;
  20. }
  21.  
  22. // 为所有非 non-POD 类型准备的模板构造函数
  23. template <typename T>
  24. QVariant(const T &t)
  25. {
  26.     data.v = (void *) new T(t);
  27.     type = NonPod;
  28.     ...
  29. }

尽管如此,我们写析构函数时将会遇到麻烦。如何 ‘delete’ 这个 void 指针?在C++中,你不能删除一个 ‘void *‘。

实现解决方案

正如我们上面得出的,要删除 void* 我们只需要简单地知道它的类型。此外,由于 QVariant 需要支持用户定义类型,我们不可能放置一个巨大的switch case 来将 void * 通过 reinterpret_cast 转换成特定的类型并删除这个指针。

当试图访问QVariant的内容时我们也会遇到问题。variant.value <MyStruct>()在任何情况下都不应当崩溃。如果转换是不可用,它应该返回一个默认构造的MyStruct。

解决的办法是有一个这样的系统:可以从void 构造一个值,delete一个void *,并可通过转换 void * 类型来访问其值。如果对 每一个 存储在 QVariant 中的类型都有这些函数,那么QVariant就可以使用这些函数在void 上工作。

qMetaTypeConstructHelper 和 qMetaTypeDeleteHelper 是辅助的模板函数
qRegisterMetaType<MyStruct>(“MyStruct”)

  • QMetaType::registerType(“MyStruct”, ctr, dtr);
  • 内部所有东西都存储在 QVector<QCustomTypeInfo>

你是否需要对所有的类型执行 qRegisterMetaType,我们已经完成了。但是这很痛苦?
Q_DECLARE_METATYPE(Type)

  • 创建一个类 QMetaTypeId,它提供的 qt_metatype_id() 可根据要求进行注册。
  • 提供一个函数

qMetaTypeId 提供了编译期 类型 id 的查找。

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