关于面试官提问Qt三大核心机制_qt核心机制、qt元对象系统、qt信号槽原理

1.信号槽

信号槽是Qt对象间通讯的方法,主要通过connect()函数连接信号函数和槽函数进行通讯
connect() 是QObject类的一个静态函数;

 static QMetaObject::Connection connect(const QObject *sender, PointerToMemberFunction signal, const QObject *receiver, PointerToMemberFunction method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection);

Qt信号槽的基本使用方法

send : 发送对象的指针
receiver: 接收/处理信号对象的指针
1. 使用宏定义 
connect(sender,SIGNAL(signals()),receiver,SLOT(slot()));
2.使用函数指针
connect(sender,&ClassName::signal,receiver,&ClassName::slot);
3.重载函数指针
 connect(this,QOverload<>::of(&ClassName::signal),this,QOverload<>::of(&ClassName::slot);
 4.匿名函数
 connect(sender,&ClassName::signal,receiver,[=]{
 	// 函数内容;
 });

2.元对象系统

元对象系统分为三大类:QObject类、Q_OBJECT宏和元对象编译器moc

Qt的类包含Q_OBJECT宏 moc编译器会对该类编译成标准的C++代码

3.事件模型

1.事件的概念
应用程序对象将系统消息接收为Qt事件。应用程序可以按照不同的粒度对事件加以监控、过滤并做出响应。
在Qt中，事件是指从QEvent继承的对象。Qt将事件发送给每个QObject对象，这样对象便可对事件做出响应。也就是说，Qt的事件处理机制主要是基于QEvent类来实现的，QEvent类是其他事件类的基类。当一个事件产生时，Qt就会构造一个QEvent子类的实例来表述该事件，然后将该事件发送到相应的对象上进行处理。 编程人员可以对应用程序级别和对象级别中的事件进行监控和过滤。

2.事件的创建
大多数事件是由窗口系统生成的，它们负责向应用程序通知相关的用户操作，例如：按键、鼠标单击或者重新调整窗口大小。也可以从编程角度来模拟这类事件。在Qt中大约有50多种事件类型，最常见的事件类型是报告鼠标活动、按键、重绘请求以及窗口处理操作。编程人员也可以添加自己的活动行为，类似于内建事件的事件类型。
通常，接收方如果只知道按键了或者松开鼠标按钮了，这是不够的。例如，它还必须知道按的是哪个键，松开的是哪个鼠标按钮以及鼠标所在位置。每一QEvent子类均提供事件类型的相关附加信息，因此每个事件处理器均可利用此信息采取相应处理。

3.事件的交付
Qt通过调用虚函数QObject::event()来交付事件。出于方便起见，QObject::event()会将大多数常见的事件类型转发给专门的处理函数，例如： QWidget::mouseReleaseEvent()和QWidget::keyPressEvent()。开发人员在编写自己的控件时，或者对现有控件进行定制时，可以轻松地重新实现这些处理函数。
有些事件会立即发送，而另一些事件则需要排队等候，当控制权返回至Qt事件循环时才会开始分发。Qt使用排队来优化特定类型的事件。例如，Qt会将多个paint事件压缩成一个事件，以便达到最大速度。
通常，一个对象需要查看另一对象的事件，以便可以对事件做出响应或阻塞事件。这可以通过调用被监控对象的QObject::installEventFilter()函数来实现。实施监控对象的QObject::eventFilter()虚函数会在受监控的对象在接收事件之前被调用。
另外，如果在应用程序的QApplication唯一实例中安装一个过滤器，则也可以过滤应用程序的全部事件。系统先调用这类过滤器，然后再调用任何窗体特定的过滤器。开发人员甚至还可以重新实现事件调度程序QApplication::notify()，对整个事件交付过程进行全面控制。

4.事件循环模型
Qt的主事件循环能够从事件队列中获取本地窗口系统事件，然后判断事件类型，并将事件分发给特定的接收对象。主事件循环通过调用QCoreApplication::exec()启动，随着QCoreApplication::exit()结束，本地的事件循环可用利用QEventLoop构建。作为事件分发器的QAbstractEventDispatcher管理着Qt的事件队列，事件分发器从窗口系统或其他事件源接收事件，然后将他们发送给QCoreApplication或 QApplication的实例进行处理或继续分发。QAbstractEventDispatcher为事件分发提供了良好的保护措施。
一般来说，事件是由触发当前的窗口系统产生的，但也可以通过使用 QCoreApplication::sendEvent()和QCoreApplication::postEvent()来手工产生事件。需要说明的是QCoreApplication::sendEvent()会立即发送事件， QCoreApplication::postEvent()则会将事件放在事件队列中分发。如果需要在一个对象初始化完成之际就开始处理某种事件，可以将事件通过QCoreApplication::postEvent()发送。
通过接收对象的event()函数可以返回由接收对象的事件句柄返回的事件，对于某些特定类型的事件如鼠标（触笔）和键盘事件，如果接收对象不能处理，事件将会被传播到接收对象的父对象。需要说明的是接收对象的event()函数并不直接处理事件，而是根据被分发过来的事件的类型调用相应的事件句柄进行处理。

5.自定义事件
一般有下列5种方式可以用来处理和过滤事件，每种方式都有其使用条件和使用范围。
⑴重载paintEvent()、mousePressEvent()等事件处理器（eventhandler）
重新实现像mousePressEvent(),keyPressEvent()和paintEvent()这样的eventhandler是目前处理event所采用的最常见的方法，这种方法比较容易掌握。
⑵重载QcoreApplication::notify()函数
这种方式能够对事件处理进行完全控制。也就是说，当你需要在事件处理器(eventhandler)之前得到所有事件的话，就可以采用这个方法，但是这样一来，因为只有一个notify()函数，所以每次只能有一个子类被激活。这与事件过滤器不同，因为后者可以有任意数目并且同时存在。
⑶在QCoreApplication::instance()也即在qApp上安装事件过滤器
这样就可处理所有部件（widget）上的所有事件，这和重载 QCoreApplication::notify()函数的效果是类似的。一旦一个eventfilter被注册到qApp(唯一的QApplication对象),程序里发到其它对象的事件在发到其它的eventfilter之前,都要首先发到这个eventFilter上，不难看出，这个方法在调试（debugging）应用程序时也是非常有用的。
⑷重载QObject::event()函数
通过重新实现的event()函数，我们可以在事件到达特定部件的事件过滤器（eventhandler）前处理Tab事件。需要注意的是，当重新实现某个子类的event()的时候,我们需要调用基类的event()来处理不准备显式处理的情况。
⑸在选定对象（Object）上安装事件过滤器(eventfilter)
该对象需要继承自QObject,这样就可以处理除了Tab和Shift-Tab以外的所有事件。当该对象用installEventFilter()注册之后,所有发到该对象的事件都会先经过监测它的eventfilter。如果该object同时安装了多个eventfilter,那么这些filter会按照“后进先出”的规则依次被激活,即顺序是从最后安装的开始，到第一个被安装的为止。

6.事件与信号的区别
需要注意，我们不应该混淆“事件”和“信号”这两个概念。

⑴使用场合和时机不同
一般情况下，在“使用”窗口部件时，我们经常需要使用信号，并且会遵循信号与槽的机制；而在“实现”窗口部件时，我们就不得不考虑如何处理事件了。举个例子，当使用QPushButton时，我们对于它的clicked()信号往往更为关注，而很少关心促成发射该信号的底层的鼠标或者键盘事件。但是，如果要实现一个类似于QPushButton的类，我们就需要编写一定的处理鼠标和键盘事件的代码，而且在必要的时候，仍然需要发射和接收clicked()信号。

⑵使用的机制和原理不同
事件类似于Windows里的消息，它的发出者一般是窗口系统。相对信号和槽机制，它比较“底层”，它同时支持异步和同步的通信机制，一个事件产生时将被放到事件队列里，然后我们就可以继续执行该事件“后面”的代码。事件的机制是非阻塞的。
信号和槽机制相对而言比较“高层”，它的发出者一般是对象。从本质上看，它类似于传统的回调机制，是不支持异步调用的。
举个例子，在QApplication中有两个投送事件的方法：postEvent()和 sendEvent()，它们分别对应Windows中的PostMessage()和SendMessage()，就是是异步调用和同步调用，一个等待处理完后返回，一个只发送而不管处理完与否就返回。
在应用中，涉及到底层通信时，往往使用事件的时候比较多，但有时也会用到信号和槽。

⑶信号与槽在多线程时支持异步调用
在单线程应用时，你可以把信号与槽看成是一种对象间的同步通信机制，这是因为在这种情况下，信号的释放过程是阻塞的，一定要等到槽函数返回后这个过程才结束，也就是不支持异步调用。
从Qt4开始，信号和槽机制被扩展为可以支持跨线程的连接，通过这种改变，信号与槽也可以支持异步调用了，这方面的内容涉及到多线程的很多知识，读者感兴趣的话，可以参阅《C++GUIQt4编程》中的相关内容。

7、什么情况下可以断开信号与槽的关联？

1.断开与某个对象相关联的任何对象

disconnect(myObject,0,0,0);
或者
myObject->disconnect();
2.断开与某个特定信号的任何关联
disconnect(myObject,SIGNAL(mySignal()),0,0)
或者
myObject->disconnect(SIGNAL(mySignal()))
3.断开两个对象之间的关联。
disconnect(myObject,0,myReceiver,0)
或者
myObject->disconnect(myReceiver)
在disconnect函数中0可以用作一个通配符，分别表示任何信号、任何接收对象、接收对象中的任何槽函数。但是发射者sender不能为0，其它三个参数的值可以等于0。

8、Qt的元对象系统还有哪些功能？
1.QObject::metaObject()方法
它获得与一个类相关联的meta-object。
2.QMetaObject::className()方法
在运行期间返回一个对象的类名，它不需要本地C++编译器的RTTI(run-timetypeinformation)支持。
3.QObject::inherits()方法
它用来判断生成一个对象类是不是从一个特定的类继承出来，当然，这必须是在QObject类的直接或者间接派生类当中。
4.QObject::tr()andQObject::trUtf8()
这两个方法为软件的国际化翻译字符串。
5.QObject::setProperty()andQObject::property()
这两个方法根据属性名动态的设置和获取属性值。
除了以上这些功能外，它还使用qobject_cast()方法在QObject类之间提供动态转换，qobject_cast()方法的功能类似于标准C++的dynamic_cast()，但是qobject_cast()不需要RTTI的支持，在一个QObject类或者它的派生类中，我们可以不定义Q_OBJECT宏。如果我们在一个类中没有定义Q_OBJECT宏，那么在这里所提到的相应的功能在这个类中也不能使用，从meta-object的观点来说，一个没有定义Q_OBJECT宏的类与它最接近的那个祖先类是相同的，那就是说，QMetaObject::className()方法所返回的名字并不是这个类的名字，而是与它最接近的那个祖先类的名字。所以，我们强烈建议，任何从QObject继承出来的类都定义Q_OBJECT宏。