（转载）Qt之美（一） D指针/私有实现

相信不少刚开始阅读Qt源代码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，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() { returnreinterpret_cast<Class##Private
*>(qGetPtrHelper(d_ptr)); } /

inlineconst
Class##Private* d_func() const
{ returnreinterpret_cast<const
Class##Private *>(qGetPtrHelper(d_ptr)); } /

friendclass
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() { returnstatic_cast<Class
*>(q_ptr); } /

inlineconst
Class* q_func() const
{ returnstatic_cast<const
Class *>(q_ptr); } /

friendclass
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();

}