C++笔记之注册的含义

code review!

**在C++和Qt中，“注册”这个术语通常用于描述向系统或框架中添加或注册某些对象或函数的过程。**

1.注册对象到Qt的信号槽系统中

在上面的代码中，通过QObject::connect函数将QPushButton的clicked信号和MyClass的onButtonClicked槽函数连接起来，从而实现了回调函数的注册。

具体来说connect函数的：
第一个参数是发出信号的对象（即QPushButton对象）
第二个参数是信号的名称（即clicked）
第三个参数是接收信号的对象（即MyClass对象）
第四个参数是接收信号的函数名称（即onButtonClicked）

在这个过程中，我们将MyClass的onButtonClicked函数注册为了QPushButton的clicked信号的处理函数。因此，当按钮被点击时，QPushButton会发出clicked信号，MyClass就会接收到这个信号并调用onButtonClicked函数进行处理。这就是回调函数的注册过程。

2.注册函数到Qt的元对象系统中

元对象系统

元对象系统（Meta-Object System）是Qt框架中的一个重要特性，它提供了一种机制，让Qt能够实现动态的对象间通信和数据传递。元对象系统在运行时通过使用元对象（Meta Object）来处理对象的属性、方法和信号等信息。

在Qt中，每个QObject派生类对象都有一个与之对应的元对象。元对象包含了QObject派生类对象的类型信息、属性信息、方法信息和信号槽信息等，这些信息可以在运行时被访问和修改。

元对象系统提供了一些特殊的宏，如Q_OBJECT宏、Q_PROPERTY宏、Q_SIGNALS宏和Q_SLOTS宏等，用于在定义QObject派生类时声明它们的属性、方法和信号槽等信息。在编译期间，这些宏会被预处理器翻译成相应的代码，生成元对象。

通过元对象系统，我们可以在运行时查询对象的属性和方法信息，也可以动态地设置和获取对象的属性值，调用对象的方法和信号槽等。这种机制使得Qt框架可以实现诸如对象反射、信号槽机制、动态调用和属性绑定等高级特性。

总之，元对象系统是Qt框架中非常重要的一个特性，为Qt提供了很多强大的功能和灵活性。

例1

这个程序中使用了元对象系统，具体表现在以下两点：

1.在 MyObject 类的定义中使用了 Q_OBJECT 宏。这个宏告诉编译器需要在 MyObject 类中添加一些代码，以支持元对象系统，比如添加元对象信息和信号槽机制。

2.在 main 函数中，使用了 QObject::connect 函数来连接信号和槽。这个函数可以根据参数中的函数指针获取信号和槽的元对象信息，并在运行时动态地建立连接关系，实现了信号槽机制。

例2

3.注册自定义类型到C++ STL容器中

“注册”一词通常用于描述向系统或框架中添加或注册某些对象或函数的过程。这个过程类似于我们在某些场合下需要向某些机构或组织注册自己的身份一样。

例如，在GUI编程中，当我们需要处理某个控件的事件时，我们需要向GUI库“注册”该控件的事件处理程序。这样，当事件发生时，GUI库就可以调用我们已经注册的事件处理程序函数来处理该事件。

在Qt中，当我们需要在运行时使用元对象系统来访问和操作某个类的成员时，我们需要使用Q_OBJECT宏将该类“注册”到元对象系统中。这样，我们就可以在运行时使用元对象系统来查询和修改该类的属性、调用该类的函数以及连接该类的信号和槽了。

因此，“注册”这个术语的含义是将某些对象或函数添加或注册到系统或框架中的过程，以便在需要时可以方便地访问和操作它们。

4.将函数指针传递给另一个类，注册回调函数

当我们在一个类中定义了一个回调函数时，我们需要将该函数注册到另一个类中。在这种情况下，“注册”是指将函数指针传递给另一个类，以便它可以在适当的时候调用该函数。下面是一个更详细的例子，它演示了如何使用注册回调函数：

假设我们正在编写一个GUI应用程序，并且需要在用户单击按钮时执行一些操作。为了实现这一点，我们可以定义一个按钮类Button，并在其中定义一个回调函数接口ICallback，该接口包含一个名为OnClick的方法。我们还需要定义一个具体的回调函数类ButtonClickHandler，它实现了ICallback接口，并在其中实现了OnClick方法。最后，我们将ButtonClickHandler对象的指针注册到Button对象中，以便在用户单击按钮时调用OnClick方法。

class ICallback存在的意义

在这个例子中，class ICallback存在的意义是为了定义一个回调函数接口。ICallback类是一个纯虚类，它只包含一个纯虚函数 OnClick()，这个函数没有具体的实现，需要由其派生类来实现。这个接口的作用是定义了一个规范，规定了回调函数的形式，使得各种不同的回调函数类都能够通过继承该接口来统一接口规范，从而能够被Button类所调用。

例1，用于说明ICallback类的作用

例2，用于说明ICallback类的作用

例3，用于说明ICallback类的作用

假设我们正在开发一个计算器程序，这个程序需要支持不同的计算器引擎，每个引擎可能有不同的计算方式，但是都需要提供一个统一的接口来获取计算结果。

为了实现这个功能，我们可以定义一个计算器引擎的接口类，这个类中定义了一个纯虚函数 Calculate()，用于计算表达式的值。然后，我们可以为不同的计算器引擎实现具体的计算方式，例如对于加法引擎，实现 Calculate() 函数时只需要对表达式中的两个数字进行相加操作。

接着，我们可以在程序中创建一个计算器对象，用于获取计算结果。在创建计算器对象时，我们可以指定使用哪种计算器引擎来计算表达式。在计算器对象需要计算表达式的时候，就可以调用引擎的 Calculate() 函数来获取计算结果。

在这个例子中，计算器引擎接口类就类似于ICallback类，它定义了一个规范，规定了计算器引擎的接口形式，使得不同的计算器引擎都能够继承该接口来实现自己的计算方式。而计算器对象则类似于Button类，它在需要计算表达式时，调用引擎的计算函数，从而实现了不同的计算方式。

假设我们有一个计算器程序，需要支持多种计算方式，例如基本的加减乘除，科学计算等。我们可以定义一个计算引擎接口，例如：

这个例子中，我们通过定义一个计算引擎接口，使得不同的计算器引擎都能够继承该接口来实现自己的计算方式。

class ICalculatorEngine {
public:
    virtual ~ICalculatorEngine() {}
    virtual double calculate(double num1, double num2) const = 0;
};

这个类只提供了一个成员函数 calculate 的声明，而没有提供任何数据成员或成员函数的定义。这是一种常见的设计模式，称为“接口类”或“纯虚函数类”，它的主要目的是定义一组接口或契约，而不是提供实现。

具体的计算器引擎可以继承这个接口类并实现 calculate 函数，以便实现自己的计算方式。通过这种方式，不同的计算器引擎都可以提供自己的实现，并且可以被客户端代码使用，而不需要知道具体实现的细节。这也符合面向对象设计中的开放封闭原则，即对扩展开放，对修改封闭。

需要注意的是，接口类中的虚函数通常应该声明为 const，以确保它们不会修改对象状态。同时，这个类的析构函数应该声明为虚函数，以确保正确释放子类对象的内存。

main函数可以正确运行，因为虚函数表在类的编译阶段就已经生成，并且在运行时动态地被加载和使用。在该代码中，每个引擎都实现了 calculate 纯虚函数，因此它们都可以被强制转换为 ICalculatorEngine 类型的指针，然后通过调用 calculate 函数进行计算。虚函数表是由编译器在编译期间生成的，不需要在运行时生成，因此即使类没有显式定义构造函数，也可以正常地创建和销毁类的实例。

5.下面回调函数的例程中哪一行代码是注册的动作？

#include <iostream>
#include <functional>

using Callback = std::function<void(int)>;

void performOperation(int data, Callback callback) {
    // 执行某些操作
    int result = data * 2;

    // 调用回调函数，通知处理结果
    callback(result);
}

void handleResult(int result) {
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;
}

int main() {
    performOperation(100, handleResult);

    return 0;
}

6.将C++类注册到QML中——qmlRegisterType

7.将单个C++对象注册到QML上下文中——engine.rootContext()->setContextProperty

8.上述两个例子中的“注册”的区别？

在前面提到的两个例子中，都涉及将C++对象暴露给QML，但是它们的注册方式有一些区别。

1. 将C++类注册到QML中：

   这个方法涉及将整个C++类注册到QML中，使得在QML中可以创建和使用该类的实例。这样做的目的是在QML中使用C++类的多个实例，而不仅仅是一个特定的实例。

   • 在C++中：你定义一个继承自QObject的类，其中包含你希望在QML中使用的方法和属性。然后在主要代码中，使用qmlRegisterType函数将这个类注册到QML模块中。

   • 在QML中：通过使用这个注册的类名，可以在QML中创建这个类的实例，并调用其方法和访问其属性。这种方法更适合于需要在QML中创建多个类实例的情况。

2. 将单个C++对象注册到QML上下文中：

   这个方法涉及创建一个特定的C++对象，然后将该对象注册到QML上下文中，使得在QML中可以直接使用该对象的方法和属性。

   • 在C++中：你创建一个继承自QObject的类，然后在主要代码中创建一个类的实例，并将其通过上下文属性注册到QML上下文中。

   • 在QML中：通过使用注册的属性名，可以直接访问这个C++对象的方法和属性。这种方法适合于在QML中只需要使用一个特定的C++对象的情况。

总的来说，这两种方法的区别在于范围。第一种方法适用于在QML中使用多个类实例的情况，而第二种方法适用于在QML中只需要使用一个特定实例的情况。选择哪种方法取决于你的应用程序需求。