翻譯 | 為什麼QObject子類不可複製?

2019 年 11 月 25 日
筆記

本文翻譯自: https://www.cleanqt.io/blog/why-qobject-subclasses-are-not-copyable 原作者: Alexander Fagrell 原文發布時間：2018年8月14日

如果您嘗試複製QObject派生的類，則會導致編譯器錯誤，例如：

class MyClass : public QObject {    Q_OBJECT  } my_class;    auto my_class_copy = my_class;

使用Qt5並使用C++11(支援=delete)：

錯誤：使用已刪除的函數』MyClass::MyClass(const MyClass＆)』

或更早版本：

錯誤：'QObject::QObject（const QObject＆)'在此上下文中是私有的。

此行為是設計使然。但是為什麼要刪除複製構造函數(以及賦值運算符)？如果您仍要複製該怎麼辦？如果它不可複製，那麼它可以移動嗎？以下文章將研究這些問題，並探討在自定義子類中重複刪除操作是否是一種好習慣。就讓我們一探究竟吧!

不能複製QObject有幾個原因。其中兩個最大的原因是：

QObjects之間通常使用訊號和槽機制進行通訊。不清楚連接的訊號和/或插槽是否應該轉移到副本。如果它們將被轉移，則意味著其他qobject將自動訂閱該副本。這很可能會給開發人員帶來混亂和不必要的副作用。
QObjects被組織在對象樹中。通常一個QObject的一個實例有一個父對象和幾個子對象。在這個層次結構中副本應該組織在哪裡?孩子(和孫子……)也應該被複制嗎?

其他原因，但可能不那麼重要，是：

一個QObject可以被認為是唯一的，方法是給它一個可以用作參考鍵的名稱，即通過設置QObject::objectName()。如果設置了名稱，則不清楚應該為副本指定哪個名稱。
QObjects可以在運行時使用新的屬性進行擴展。副本是否也應該繼承這些新屬性?

一般來說，QObjects是通過它們的指針地址被其他對象引用的。例如，前面提到的訊號和槽機制就是這種情況。因此，QObjects無法移動；他們之間的聯繫就會消失。在QObject的源程式碼中，我們可以看到沒有聲明move構造函數或move賦值運算符。但是，由於複製構造函數被刪除，所以不會隱式地生成move構造函數，如果開發人員試圖移動QObject，就會報編譯器錯誤。

因此，您不能複製，也不能移動QObject，但是如果要複製底層數據(或屬性)怎麼辦？Qt的文檔在Qt對象模型中區分了兩種對象類型：值對象和身份對象。值對象，如：QSize，QColor和QString是可被複制和分配的對象。相反，身份對象無法複製，但可以克隆。您可能已經猜到過，身份對象的一個示例是QOBject或從其派生的任何類。克隆的含義可以從官方文檔中讀取：

克隆意味著創建一個新的身份，而不是舊身份的完全副本。例如，雙胞胎有不同的身份。他們可能看起來一樣，但是他們有不同的名字，不同的地點，可能有完全不同的社交網路。

我對克隆的理解是，你可以在一個子類中暴露一個clone()函數，它創建了一個新的身份，但不是一個真正的副本，即:

class MyClass : public QObject {    Q_OBJECT    public:    MyClass* clone() {      auto copy = new MyClass;      //copy only data      return copy;    }    private:    //data  };  ...    auto my_class = new MyClass;  auto my_class_clone = my_class->clone();

雖然這是可能做到的，但我不建議這樣做。這可能會導致不必要的副作用，因為Qt開發人員很可能對QObject有一些假設。如果您需要創建一個克隆，我建議您查看一下您的總體設計和體系結構。也許數據可以解耦或分解?

Q_DISABLE_COPY(Class)在子類中重複

在stackoverflow帖子建議總是在你自己的類中重新聲明宏Q_DISABLE_COPY(Class)，即:

class MyClass : public QObject {    Q_OBJECT    Q_DISABLE_COPY(MyClass) // See macro below    public:      QObject() {}  };

註：(stackoverflow帖子https://stackoverflow.com/questions/19854371/repeating-q-disable-copy-in-qobject-derived-classes)

#define Q_DISABLE_COPY(Class)     Class(const Class &);     Class &operator=(const Class &);

正如stackoverflow帖子中所述，主要原因是為了**改善錯誤資訊*。如果沒有宏，則使用Qt4報告以下錯誤資訊：

錯誤：'QObject::QObject(const QObject&)'在此上下文中是私有的。

使用宏，將會報以下錯誤資訊：

錯誤：'MyClass::MyClass (const MyClass＆)'在此上下文中是私有的。

對於Qt的新手來說，最後一條錯誤消息要容易得多。

但是從Qt5開始，宏被更改並聲明為：

#ifdef Q_COMPILER_DELETE_MEMBERS  # define Q_DECL_EQ_DELETE = delete  #else  # define Q_DECL_EQ_DELETE  #endif    #define Q_DISABLE_COPY(Class)     Class(const Class &) Q_DECL_EQ_DELETE;    Class &operator=(const Class &) Q_DECL_EQ_DELETE;

不在子類中添加宏，則顯示以下錯誤消息：

錯誤：使用已刪除的函數』MyClass::MyClass (const MyClass＆)』。

複製構造函數和賦值操作符使用=delete聲明，而不再是聲明私有，從而產生了一個首選的錯誤消息。

即使錯誤消息已得到改善，我仍然相信在派生類中重新聲明宏是有價值的，因為它記錄了類的行為。剛接觸Qt的人可以快速理解其用法：不應(也不能)複製對象！