初识Qt：从Hello world到对象树的深度解析

Qt中的对象树深度解析

Hello world
- 1.图形化界面创建
- 命令行式创建
- - 在栈上创建
  - 在堆上创建
  - - 为什么传文本需要QString，std::string不行吗？
    - 那为什么要传入this指针？为什么new后不用显示调用delete函数呢，不会造成内存泄漏问题吗？
一、对象树的基本概念
二、对象树的创建
- 验证对象树的内存管理
三、对象树的用途
四、对象树的注意事项

Hello world

1.图形化界面创建

在这里插入图片描述

与上述图片中的树形结构对应，则XML代码为

命令行式创建

在栈上创建

    //构建QLabel标签
    QLabel label1;
    label1.setText(QString("Hello World"));

这里我们采用在栈上创建Label对象，并设置其文本为Hello world，但是为什么在对话框没有显示呢？
在这里插入图片描述

局部变量：label1是一个局部变量，它在构造函数结束时会被销毁。即使您将其添加到了布局中，由于它在构造函数结束后不再存在，所以标签也不会显示出来。

在堆上创建

    //构建QLabel标签
    QLabel* label1=new QLabel(this);
    label1->setText(QString("Hello World"));

在这里插入图片描述

通过上述我们发现，现在可以显示在对话框了，但是也存在上述几个问题——

为什么传文本需要QString，std::string不行吗？

在Qt中，QString是Qt框架提供的字符串类，它与C++标准库中的std::string有所不同。尽管在某些情况下，你可以使用std::string，但在Qt应用程序中，通常建议使用QString，因为它具有以下优势：

跨平台性：QString是Qt框架的一部分，而且是跨平台的。这意味着你可以在不同的操作系统上（如Windows、Linux、macOS等）使用相同的代码，并且QString的行为将是一致的。相比之下，std::string是C++标准库的一部分，可能在不同的编译器或操作系统上有不同的实现和行为。

Unicode支持：QString天生支持Unicode字符集，这意味着它可以轻松处理各种语言和特殊字符，而不会出现乱码或截断等问题。与之相比，std::string在处理Unicode字符时可能会面临一些挑战，需要谨慎处理。

方便的API：QString提供了丰富的API，可以方便地进行字符串操作，如拼接、查找、替换、大小写转换等。此外，QString还支持使用arg()方法进行字符串格式化，使得字符串处理更加灵活和便捷。

与Qt框架的集成：QString与Qt框架的其他部分无缝集成，如信号槽机制、国际化支持等。使用QString可以更容易地与其他Qt类进行交互，并且可以利用Qt提供的丰富功能来进行字符串处理。

所以，尽管string也可以作为参数传入，但是为了防止出现乱码（编码不一致）的问题，还是老实用QString传入较好（不用显示写入，通过构造函数，上述 label1->setText("Hello World");也是可以的）

那为什么要传入this指针？为什么new后不用显示调用delete函数呢，不会造成内存泄漏问题吗？

在Qt中，使用this作为父对象参数来创建对象，是为了将新创建的对象添加到当前对象的子对象列表中，并且在当前对象销毁时，这些子对象也会被自动销毁。在示例代码中，通过new QLabel(this)语句创建了一个QLabel对象，并将当前Widget对象作为其父对象。

现在来解释一下为什么要传递this：

对象树管理：Qt中的对象树是通过父子关系来管理的，每个QObject都可以有一个父对象。当一个对象拥有父对象时，它就成为父对象的子对象，而且其生命周期也受父对象管理。通过将this作为父对象参数传递给new QLabel()，你告诉Qt将新创建的QLabel对象添加到当前Widget对象的子对象列表中。
内存管理：传递this作为父对象参数可以确保在当前Widget对象被销毁时，其所有子对象也会被自动销毁。这是因为Qt会自动管理父对象与其子对象之间的关系，并在父对象销毁时递归地销毁其所有子对象，从而避免内存泄漏。

因此，通过将this作为父对象参数传递给new QLabel()，可以实现对象之间的正确管理和内存自动释放。

那么肯定会疑惑，Qt真的能安全地将我们构造的对象释放吗？你怎么知道？

引入对象树

在Qt这个强大的跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架中，对象树是一个核心概念。它不仅为Qt应用程序的内存管理提供了便利，还确保了Qt对象之间的父子关系清晰、易于理解。本文将深入解析Qt中的对象树机制，帮助读者更好地理解其在Qt应用程序中的作用。

一、对象树的基本概念

Qt中的对象树是一个树形结构，其中每个节点都是一个QObject或其派生类的实例。这些对象通过父子关系连接在一起，形成了一个层次结构。在这个结构中，每个对象都可以有一个父对象（除了根对象外），并且可以有多个子对象。
如下图所示为一颗Qt的n叉树，树的根节点为QObject
在这里插入图片描述

二、对象树的创建

在Qt中，对象的创建通常伴随着父子关系的建立。当一个QObject对象在创建时指定了一个父对象，那么这个新创建的对象就会自动添加到父对象的子对象列表中。同时，父对象会接管其所有子对象的内存管理。这意味着，当父对象被删除时，其所有子对象也会被自动删除，从而避免了内存泄漏的问题。

验证对象树的内存管理

在这里插入图片描述

tips: .h 与 .cpp之间可以通过F4快速切换

在这里插入图片描述
完成创建后编译代码，发现出现了和上述一样的结果

当我们关闭对话框时，则会发现其默认调用了析构函数

在这里插入图片描述

tips：调⽤析构函数和释放内存并⾮是同⼀件事情.

因此验证了对象树内存管理的机制

三、对象树的用途

内存管理：如前所述，对象树为Qt应用程序提供了自动的内存管理机制。这种机制通过父子关系来确保当一个对象不再需要时，它的所有子对象也会被正确地删除。
事件传播：在Qt中，事件（如鼠标点击、键盘输入等）是通过事件系统来传播的。当一个事件发生时，它首先被发送到接收该事件的对象。如果该对象无法处理该事件，那么事件就会沿着对象树向上传播，直到找到一个能够处理该事件的对象为止。这种机制使得Qt能够轻松地处理复杂的事件传递逻辑。
资源共享：在Qt中，一些资源（如字体、颜色等）可以在对象树中进行共享。当一个对象设置了某个资源时，它的所有子对象都可以访问和使用这个资源。这种机制减少了资源的使用量，提高了应用程序的性能。

四、对象树的注意事项

避免循环引用：循环引用是指两个或多个对象相互引用，形成一个环路。在构建对象树时，要注意避免循环引用的问题。即一个对象不能成为自己的祖先对象的子对象，否则会导致内存泄漏和其他问题。

// 错误示例：创建循环引用的对象树
QObject *parent = new QObject;
QObject *child = new QObject(parent);
parent->setParent(child); // 这里会导致循环引用

// 正确示例：避免循环引用
QObject *parent = new QObject;
QObject *child = new QObject(parent); // 正确，child 是 parent 的子对象

谨慎使用setParent()方法：setParent()方法用于在运行时更改对象的父对象。但是，需要谨慎使用，因为它可能会导致一些意想不到的问题，例如事件传播错误或资源共享问题。在使用setParent()方法时，需要确保不会破坏对象之间的逻辑关系或导致不一致的状态。

// 示例：谨慎使用 setParent() 方法
QObject *parent = new QObject;
QObject *child = new QObject;

// 设置 child 的父对象为 parent
child->setParent(parent);

// 如果后续不再需要 parent，要特别小心
delete parent; // 这可能会导致 child 悬空指针，引发错误

注意对象的生命周期：虽然对象树提供了自动的内存管理机制，但是开发者仍然需要注意对象的生命周期。在不再需要某个对象时，最好显式地删除它（而不是仅仅断开它与父对象的连接），以确保资源的及时释放。可以通过delete操作符来显式删除对象，或者使用QObject的父子关系自动管理机制。

// 示例：注意对象的生命周期
QObject *parent = new QObject;
QObject *child = new QObject(parent);

// 显式删除对象
delete parent; // 这将同时删除 parent 和 child

// 或者使用父子关系自动管理
// 当 parent 被删除时，child 会自动删除