在上一篇中的纯手写部分,不管是创建菜单、工具栏还是状态栏,我们new完之后都未显式的调用delete进行销毁,这样难道不会有内存泄漏么?
QMenuBar *menuBar = new QMenuBar(this);
QToolBar *toolBar = new QToolBar(this);
QStatusBar *statusBar = new QStatusBar(this);
但是它们在创建的时候有一个共同的特点:都传入了this指针,这意味着它们都是作为子对象存在的。下面是它们的构造函数。
QMenuBar(QWidget *parent = nullptr)
QToolBar(QWidget *parent = nullptr)
QStatusBar(QWidget *parent = nullptr)
前面说过QWidget是所有用户界面对象的基类,菜单栏、工具栏和状态栏也不例外。
Qt的对象模型提供了一种Qt对象之间的父子关系,当很多个对象都按一定次序建立起来这种父子关系的时候,就组织成了一颗树。当delete一个父对象的时候,Qt的对象模型机制保证了会自动的把它的所有子对象,以及孙对象,等等,全部delete,从而保证不会有内存泄漏的情况发生。
任何事情都有正反两面作用,这种机制看上去挺好,但是却会对很多Qt的初学者造成困扰:
1.new了一个Qt对象之后,在什么 情况下应该delete它?
2.Qt的析构函数是不是有bug?
3.为什么正常delete一个Qt对象却会产生segment fault?
这篇文章就是针对这些问题的详细解释。
在每一个Qt对象中,都有一个链表,这个链表保存有它所有子对象的指针。当创建一个新的Qt对象的时候,如果把另外一个Qt对象指定为这个对象的父对象,那么父对象就会在它的子对象链表中加入这个子对象的指针。另外,对于任意一个Qt对象而言,在其生命周期的任何时候,都还可以通过setParent函数重新设置它的父对象。当一个父对象在被delete的时候,它会自动的把它所有的子对象全部delete。当一个子对象在delete的时候,会把它自己从它的父对象的子对象链表中删除。
QWidget是所有在屏幕上显示出来的界面对象的基类,它扩展了Qt对象的父子关系。一个Widget对象也就自然的成为其父Widget对象的子Widget,并且显示在它的父Widget的坐标系统中。例如,一个对话框(dialog)上的按钮(button)应该是这个对话框的子 Widget。
关于Qt对象的new和delete,下面我们举例说明。
例如,下面这一段代码是正确的:
int main()
{
QObject* parent = new QObject(NULL);
QObject* child1 = new QObject(parent);
QObject* child2 = new QObject(parent);
delete parent;
}
在上述代码片段中,parent是child的父对象,在parent对象中有一个子对象链表,这个链表中保存它所有子对象的指针,在这里,就是保存了child1和child2的指针。在代码的结束部分,就只delete了一个对象parent,在 parent对象的析构函数会遍历它的子对象链表,并且把它所有的子对象(child1和child2)一一删除。所以上面这段代码是安全的,不会造成内存泄漏。
如果我们把上面这段代码改成这样,也是正确的:
int main()
{
QObject* parent= new QObject(NULL);
QObject* child1 = new QObject(parent);
QObject* child2 = new QObject(parent);
delete child1;
delete parent;
}
在这段代码中,我们就只看一下和上一段代码不一样的地方,就是在delete parent对象之前,先delete child1对象。在delete child1对象的时候,child1对象会自动的把自己从parent对象的子对象链表中删除,也就是说,在child1对象被delete完成之后,parent对象就只有一个子对象(child2)了。然后在delete parent对象的时候,会自动把child2对象也delete。所以,这段代码也是安全的。
Qt的这种设计对某些调试工具来说却是不友好的,比如valgrind。比如上面这段代码,valgrind工具在分析代码的时候,就会认为child2对象没有被正确的delete,从而会报告说,这段代码存在内存泄漏。
我们再看一看这一段代码:
int main()
{
QWidget window;
QPushButton quit("Exit", &window);
}
在这段代码中,我们创建了两个widget对象,第一个是window,第二个是quit,他们都是Qt对象,因为QPushButton是从QWidget派生出来的,而QWidget是从QObject派生出来的。这两个对象之间的关系是,window对象是quit对象的父对象,由于他们都会被分配在栈(stack)上面,那么quit对象是不是会被析构两次呢?我们知道,在一个函数体内部声明的变量,在这个函数退出的时候就会被析构,那么在这段代码中,window和quit两个对象在函数退出的时候析构函数都会被调用。那么,假设,如果是window的析构函数先被调用的话,它就会去delete quit对象;然后quit的析构函数再次被调用,程序就出错了。事实情况不是这样的,C++标准规定,本地对象的析构函数的调用顺序与他们的构造顺序相反。那么在这段代码中,这就是quit对象的析构函数一定会比window对象的析构函数先被调用,所以,在window对象析构的时候,quit对象已经不存在了,不会被析构两次。
所以,如果我们把代码改成这个样子,就会出错了。
int main()
{
QPushButton quit("Exit");
QWidget window;
quit.setParent(&window);
}
但是我们自己在写程序的时候,也必须重点注意一项,千万不要delete子对象两次,就像前面这段代码那样,程序肯定就crash了。
最后,让我们来结合Qt源码,来看看这parent/child关系是如何实现的。
所有Qt对象的私有数据成员的基类是QObjectData类,这个类的定义如下:(在源码中的路径为:src\qtbase\src\corelib\kernel\qobject.h)
typedef QList<QObject*> QObjectList;
class QObjectData
{
public:
QObject *parent;
QObjectList children;
// 忽略其它成员定义
};
我们可以看到,在这里定义了指向parent的指针和保存子对象的列表。其实,把一个对象设置成另一个对象的父对象,无非就是在操作这两个数据。把子对象中的这个parent变量设置为指向其父对象;而在父对象的children列表中加入子对象的指针。当然,我这里说的非常简单,在实际的代码中复杂的多,包含有很多条件判断,具体可以去阅读Qt源码。
下面来说说是在哪儿delete子对象的。
在QObject的析构函数中,有如下代码:(在源码中的路径为:src\qtbase\src\corelib\kernel\qobject.cpp)
QObject::~QObject()
{
.......................
if (!d->children.isEmpty())
d->deleteChildren();
.......................
}
这里先判断children是否为空,如果不为空,删除所有的子对象
void QObjectPrivate::deleteChildren()
{
Q_ASSERT_X(!isDeletingChildren, "QObjectPrivate::deleteChildren()", "isDeletingChildren already set, did this function recurse?");
isDeletingChildren = true;
// delete children objects
// don't use qDeleteAll as the destructor of the child might
// delete siblings
for (int i = 0; i < children.count(); ++i) {
currentChildBeingDeleted = children.at(i);
children[i] = 0;
delete currentChildBeingDeleted;
}
children.clear();
currentChildBeingDeleted = 0;
isDeletingChildren = false;
}
因为父子关系,在多层嵌套的widget中,比如说QMainWdow中有个QTabWidget,QTabWidget中有多个QTextEdit,如果获取某个QTextEdit呢?
Qt中提供了findChildren来解决这个问题:
QList<T> QObject::findChildren(const QString &name = QString(), Qt::FindChildOptions options = Qt::FindChildrenRecursively) const
这个函数第一个参数是控件的objectName,如果不指定的话,就是获取所有T类型的控件,比如:
QList<QTextEdit *> textEdit=ui->tabWidget->findChildren<QTextEdit *>();
就是获取tabWidget上的所有的QTextEdit。而:
QList<QTextEdit *> textEdit=ui->tabWidget->findChildren<QTextEdit *>("logEdit");
只获取objectName为logEdit的QTextEdit。
下图是Qt Designer中设置objectName的地方。
如果用代码设置
void QObject::setObjectName(const QString &name)
为了方便我们窥视对象树的层次结构,Qt还专门提供了QObject:dumpObjectTree()和QObject::dumpObjectInfo()函数,这两个函数见名知义,就是将对象树和对象信息打印到Output窗口中。
本文参考Inside Qt系列文章,原文已无法找到出处。大家在Qt Assistant中搜索Object Trees &Ownership关键字,也能找到相关内容的介绍。