【Qt】Qt 类的继承与内存管理详解:QObject、信号槽与隐式共享

发布于:2025-03-31 ⋅ 阅读:(27) ⋅ 点赞:(0)

【Qt】Qt 类的继承与内存管理详解:QObject、信号槽与隐式共享

​ 在刚开始开发中,想当然的以为Qt的类都是继承自QObject其实不是。导致有时候写的一个继承自比如QGraphicsRectItem的自定义类,不能使用信号槽,但是发现加了Q_OBJECT宏 但是还是报错;最后发现应该这样写就可以了。

class GameItem : public QObject, public  QGraphicsRectItem {//必须把 QObject 放在第一位继承,否则会导致 moc 解析失败!
    Q_OBJECT
public:
};

在 Qt 中,并不是所有的类都继承自 QObject。通常,Qt 中的类可以分为两大类:

  1. 继承 QObject 的类 → 这些类支持信号槽、对象树管理、属性系统等。
  2. 不继承 QObject 的类 → 这些类通常是轻量级的数据类、图形类,或者需要频繁拷贝的类。

1. 继承 QObject 的类(支持信号槽)

这些类通常是 管理对象、UI 组件、后台服务 等,主要用于事件驱动编程

🔹 典型的继承 QObject 的类

类名 作用
QObject 所有 QObject-based 类的基类
QApplication / QGuiApplication 应用程序管理
QWidget 所有 UI 界面组件的基类
QMainWindow / QDialog / QLabel 窗口组件
QPushButton / QLineEdit / QTextEdit 常见 UI 控件
QThread 线程管理
QTimer 定时器
QNetworkAccessManager 网络请求
QAbstractItemModel / QStandardItemModel MVC 数据模型
QGraphicsObject 继承 QObjectQGraphicsItem(可以用信号槽)

QWidgetQObject 的子类,所以所有 UI 控件(QPushButtonQLabel 等)都能用信号槽!


2. 不继承 QObject 的类(不支持信号槽)

这些类主要是 数据结构、数学运算、图形元素,它们需要 支持拷贝、性能优化,因此 不能继承 QObjectQObject 禁止拷贝)。

🔹 典型的不继承 QObject 的类

类别 代表类 说明
数据结构 QString / QByteArray / QVariant / QList / QMap 这些类是 Qt 提供的基本数据类型
几何类 QPoint / QRect / QSize / QColor 表示点、矩形、大小、颜色
绘图类 QImage / QPixmap / QPainter 用于绘图、图像处理
模型-视图框架 QModelIndex / QItemSelection MVC 相关类
多线程 QMutex / QWaitCondition 线程同步工具
图形视图框架 QGraphicsItem / QGraphicsRectItem / QGraphicsPixmapItem 这些类用于 QGraphicsScene,但不继承 QObject
是否继承 QObject 类的分类 示例
✅ 继承 QObject 事件管理 QApplication / QWidget / QThread / QTimer
✅ 继承 QObject UI 控件 QPushButton / QLabel / QLineEdit
✅ 继承 QObject 网络通信 QNetworkAccessManager
❌ 不继承 QObject 数据类 QString / QByteArray / QList
❌ 不继承 QObject 图形类 QGraphicsItem / QImage / QPixmap
❌ 不继承 QObject 几何类 QPoint / QRect / QSize
❌ 不继承 QObject 线程同步 QMutex / QWaitCondition

是的,QStringQByteArrayQListQt 容器类和一些值类型 不需要手动 delete,因为它们采用了 值语义(Value Semantics),不需要显式管理内存。


3. 既然QString不是继承QObject,关于内存管理的一点疑问。

1. 为什么 QString / QByteArray / QList 不需要 delete

这些类都不是指针对象,而是基于 C++ 值语义(Value Semantics),它们的内存管理是 RAII(Resource Acquisition Is Initialization) 风格的。对象离开作用域时,会自动释放内存,不需要 delete

✅ 正确示例:普通栈对象

QString str = "Hello, Qt!";
QByteArray data = "12345";
QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};
// 离开作用域时,它们会自动释放

❌ 错误示例:动态创建但没 delete(不推荐!)

QString* str = new QString("Hello, Qt!");
// 这样的话,str 不会自动释放,会造成内存泄漏

💡 解决方案

  1. 不用 new,直接用栈对象(推荐!)
  2. 如果必须 new,要手动 delete
QString* str = new QString("Hello, Qt!");
delete str;  // 需要手动释放
  1. 使用智能指针
std::unique_ptr<QString> str = std::make_unique<QString>("Hello, Qt!");
// `std::unique_ptr` 会在作用域结束时自动释放

2. 这些类的内存是如何管理的?

QStringQByteArrayQList 等 Qt 容器类,底层使用了隐式共享(Copy-on-Write,COW)技术,使得它们在赋值和拷贝时效率更高。

✅ 隐式共享示例

QString str1 = "Hello";
QString str2 = str1;  // 这里不会真的拷贝数据,而是共享同一块内存

str2.append(", Qt!");  // 只有这里修改了数据,Qt 才会创建新的副本

📌 特点

  • str2 赋值时,不会立即拷贝数据,而是共享 str1 的数据(只增加引用计数)。
  • 只有当 str2 被修改时,才会触发真正的拷贝,这样提高了性能。

3. QList 内部存储的指针怎么办?

虽然 QList<int> 这样的容器不需要 delete,但如果 QList 存的是指针,还是要手动释放指针对象**:

✅ 正确示例:存储对象(不需要 delete

QList<QString> strList;
strList.append("Item 1");
strList.append("Item 2");
// strList 离开作用域时,会自动释放

❌ 错误示例:存储指针但不释放(会内存泄漏)

QList<MyObject*> objList;
objList.append(new MyObject());
objList.append(new MyObject());

// 这里如果不 `delete`,会内存泄漏!

💡 正确做法:遍历删除指针

for (MyObject* obj : objList) {
    delete obj;
}
objList.clear();

或者使用智能指针:

QList<std::unique_ptr<MyObject>> objList;
objList.append(std::make_unique<MyObject>());
objList.append(std::make_unique<MyObject>());
// `unique_ptr` 会自动管理内存,无需手动 `delete`
Qt 类 是否继承 QObject 是否需要 delete 管理方式
QString ❌ 否 ❌ 否 值语义,自动释放
QByteArray ❌ 否 ❌ 否 值语义,自动释放
QList<int> ❌ 否 ❌ 否 值语义,自动释放
QList<MyObject*> ❌ 否 ✅ 需要 存的是指针,需要手动 delete
QObject ✅ 是 ❌ 否(如果有 parent Qt 父子对象管理
QGraphicsItem ❌ 否 ✅ 需要 QGraphicsScene 或手动 delete

✅ 重点:

  1. QString / QByteArray / QList 这些是值类型,不需要 delete,可以直接使用栈变量。
  2. 如果 QList 里存的是指针,一定要记得 delete,或者使用 std::unique_ptr 来自动管理内存。
  3. Qt 容器类使用了隐式共享(COW),所以赋值不会立即复制数据,只有在修改时才会真正拷贝。

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