Qt之美（一）：D指针/私有实现

阳光穿透心脏的1/2处 2022-07-16 19:12 124阅读 0赞

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相信不少刚开始阅读[Qt源代码][Qt]的朋友在看到其中的Private类和诸如Q\_D、Q\_Q等宏时都会思考，为什么Qt要用这样一个设计模式呢？这样一段增加了不少复杂度的代码，到底有多大的好处呢？简单的说，这样的好处在于**保证代码的二进制兼容性**。

什么是二进制兼容性？大名鼎鼎的KDE项目是这样[介绍][Link 1]的：一个库是二进制兼容的，如果一个程序和某个库的某个版本动态链接，并且不需要重新编译，即可在安装有该库较新版本的环境中运行。为什么要保证二进制兼容性？如果不能保证库的二进制兼容性，就意味着每次发布新版本时，依赖该库的所有程序都必须重新编译才能正常运行。显然，这对于像Qt这样被广泛采用的库而言是完全不可接受的。关于二进制兼容性的更多信息，感兴趣的朋友可以参考下KDE TechBase上的[这篇文章][Link 1]，这里就不罗嗦了，仅仅和大家分享下具体的使用。

如果不使用D指针，那我们可能会有如下的一个类声明：

class MyClass \{ public: MyClass(); ~MyClass(); private: int myVar; \};

显然，这里的私有成员myVar是保证代码二进制兼容性的大敌，所以我们需要使用D指针，改写这个类：

class MyClassPrivate; class MyClass \{ public: MyClass(); ~MyClass(); private: MyClassPrivate \* const d\_ptr; Q\_DECLARE\_PRIVATE(MyClass); \};

这里，我们定义了一个指针d\_ptr指向私有实现类，然后用Q\_DECLARE\_PRIVATE宏来定义一些辅助函数和声明友元类：

\#define Q\_DECLARE\_PRIVATE(Class) / inline Class\#\#Private\* d\_func() \{ return reinterpret\_cast<Class\#\#Private \*>(qGetPtrHelper(d\_ptr)); \} / inline const Class\#\#Private\* d\_func() const \{ return reinterpret\_cast<const Class\#\#Private \*>(qGetPtrHelper(d\_ptr)); \} / friend class Class\#\#Private;

然后这个私有类的实现如下所示：

class MyClassPrivate \{ public: MyClassPrivate(MyClass \*parent); private: MyClass \* const q\_ptr; Q\_DECLARE\_PUBLIC(MyClass); int myVar; \};

这里的q\_ptr指针就是指向公开的接口了，然后Q\_DECLARE\_PUBLIC宏则定义了辅助函数并声明了友元类：

\#define Q\_DECLARE\_PUBLIC(Class) / inline Class\* q\_func() \{ return static\_cast<Class \*>(q\_ptr); \} / inline const Class\* q\_func() const \{ return static\_cast<const Class \*>(q\_ptr); \} / friend class Class;

而我们还可以用Q\_D和Q\_Q两个宏来进一步简化访问：

\#define Q\_D(Class) Class\#\#Private \* const d = d\_func() \#define Q\_Q(Class) Class \* const q = q\_func()

这就是Qt中D指针/私有实现的最基本使用方法。最后用一个比较完整的例子作为结尾;)

// myclass.h \#ifndef MYCLASS\_H \#define MYCLASS\_H \#include <QtCore/QObject> class MyClassPrivate; class MyClass: public QObject \{ Q\_OBJECT public: MyClass(QObject \*parent = 0); virtual ~MyClass(); void dummyFunc(); signal: void dummySignal(); private: MyClassPrivate \* const d\_ptr; Q\_DECLARE\_PRIVATE(MyClass); Q\_DISABLE\_COPY(MyClass); \}; \#endif // MYCLASS\_H // myclass.cpp \#include "myclass.h" class MyClassPrivate \{ public: MyClassPrivate(MyClass \*parent) : q\_ptr(parent) \{ \} void foobar() \{ Q\_Q(MyClass); emit q->dummySignal(); \} private: MyClass \* const q\_ptr; Q\_DECLARE\_PUBLIC(MyClass); \}; MyClass::MyClass(QObject \*parent) : QObject(parent) , d\_ptr(new MyClassPrivate(this)) \{ \} MyClass::~MyClass() \{ Q\_D(MyClass); delete d; \} void MyClass::dummyFunc() \{ Q\_D(MyClass); d->foobar(); \}

[http_xizhizhu.blogspot.com_2010_11_beauty-of-qt-1-d-pointer-private.html]: http://xizhizhu.blogspot.com/2010/11/beauty-of-qt-1-d-pointer-private.html
[Qt]: http://qt.gitorious.org/
[Link 1]: http://techbase.kde.org/Policies/Binary_Compatibility_Issues_With_C%2B%2B