QT 学习：QT中的3种指针介绍与使用

发布时间：2024-02-11 19:30

QPointer

QPointer是Qt提供的一个比较特别的智能指针，和其它智能指针有很大的不同，该智能指针专门为自动释放内存资源而设计的。

正文

QPointer本质是一个模板类，属于Qt对象模型的特性，它为QObject提供了guarded pointer，当其指向的对象被销毁时，它会被自动置NULL。

需要注意的是：QPointer所指向的对象必须是QObject或其派生类对象。 因为其对象析构时会执行QObject的析构函数，进而执行QObjectPrivate::clearGuards(this);

通常情况下，我们在手动delete一个指针的时候，需要再将其置空，要不然会变成一个悬挂的野指针，那么QPointer就是帮忙干这事的，会在对象被销毁时，自动设置为NULL。

QPointer 属于Qt Object模型的核心机制之一，请注意和其他智能指针的区别。

来看一个示例对比：
不用智能指针：

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    QLabel * pLabel = new QLabel();
    delete pLabel;
    if(pLabel){
        qDebug()<< "pLabel is not null";
    }
    else{
        qDebug()<< "pLabel is null";
    }
    return a.exec();
}

delete pLabel;过后如果不手动置空，这里输出将是"pLabel is not null"。

使用智能指针QPointer：

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    QPointer pLabel = new QLabel() ;
    delete pLabel;
    if(pLabel){
        qDebug()<< "pLabel is not null";
    }
    else{
        qDebug()<< "pLabel is null";
    }
    return a.exec();
}

再次运行输出"pLabel is null"

写法很简单，就是直接将
QLabel * pLabel = new QLabel();
替换成
QPointer pLabel = new QLabel() ;
即可。

使用场景

除了上面我们看到的常规用法之外，还有别的更常用的场景吗？当然有。

当你需要保存其他人所拥有的QObject对象的指针时，这点非常有用。

怎么理解这句话呢？
来看一个示例：

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    QLabel * pLabel = new QLabel();
    pLabel->setText("aa");

    QLabel * pLabel2 = pLabel;

    delete pLabel;
    pLabel = nullptr;

    if(pLabel){
        qDebug()<< "pLabel is not null";
    }
    else{
        qDebug()<< "pLabel is null";
    }
    if(pLabel2){
        qDebug()<< "pLabel2 is not null";
    }
    else{
        qDebug()<< "pLabel2 is null";
    }
    return a.exec();
}

输出：

pLabel is null
pLabel2 is not null

上面这种情况，pLabel2是直接复制pLabel，指向同一个地址，这时候delete pLabel过后，就不需要再delete pLabel2，否则将会报错，但是pLabel2也需要手动置空，否则变成悬挂的野指针，实际情况中可能经常会忘记置空，甚至将指针delete两次，对于新手来说，这种错误是常犯的。

那么，如果将pLabel2改成QPointer智能指针就可以有效避免这种情况：

直接将上述程序中：

QLabel * pLabel2 = pLabel;

改成

QPointer pLabel2 = pLabel ;

再次运行输出：

pLabel is null
pLabel2 is null

当然最好的方式是，pLabel和pLabel2都用智能指针的方式，这样就不用手动置空了。这是QPointer最常见的一种使用场景。

一个细节

通常我们的一个指针对象想要调用其成员函数时，通常的写法是：变量+“.”，然后“.”会自动变成 “->”，但是到了QPointer指针时却不是这样，QPointer本身还提供了几个成员函数，还是用上面的label举例：

QPointer pLabel = new QLabel() ;

pLabel是我们申请出来的QLabel对象，如果想要使用QLabel的成员函数怎么调用呢？
两种方法：

通过data()调用。data()是QPointer的成员变量，它返回指向的指针对象，通过指针对象对其成员变量引用，比如：pLabel.data()->setText(“aa”);
直接引用。上面说到，我们通常要调用指针对象的成员变量或函数时，通常的写法是：变量+“.”，然后“.”会自动变成 “->”，但是QPointer却不是，这里我们写“pLabel.” 自动联想出来的是QPointer本身的成员函数，而非QLabel的成员函数，并且“.”也不会变成"->"，那么如果我们要调用QLabel的成员函数，就得手动写"->",比如：pLabel->setText(“aa”);

再详细点描述一下这种使用方式，通过两个对比就很明白了。

我们看到这两个的对比，对于QPointer的对象，写“.”和“->”所调用的成员变量是不同的，一个是QPointer对象本身，一个是QPointer指向的指针对象。特意把这个细节提出来，就是为了提醒一下，可能平时写代码习惯了，指针引用“.”，反正编辑器会自动变成，但是到了QPointer会有点区别。

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QScopedPointer

概述

前一篇文章我们详细的介绍了QPointer的用法，那么，这里继续总结Qt的另一个智能指针QScopedPointer的用法。

QScopedPointer和C++中的智能指针std::unique_ptr其概念是一样的，它包装了new操作符在堆上分配的动态对象，能够保证动态创建的对象在任何时候都可以被正确地删除。但它有更严格的所有权，并且不能转让，一旦获取了对象的管理权，你就无法再从它那里取回来。也就是说，只要出了作用域，指针就会被自动删除，因为它的拷贝构造和赋值操作都是私有的，与QObject及其派生类风格相同。

QScopedPointer

首先我们来看一个官方示例：

没有使用智能指针：

void myFunction(bool useSubClass)
{
    MyClass *p = useSubClass ? new MyClass() : new MySubClass;
    QIODevice *device = handsOverOwnership();

    if (m_value > 3) {
        delete p;
        delete device;
        return;
    }

    try {
        process(device);
    }
    catch (...) {
        delete p;
        delete device;
        throw;
    }

    delete p;
    delete device;
}

上面的写法，稍有不慎就会导致内存泄露，但是如果使用智能指针，就会变得很简单了：

void myFunction(bool useSubClass)
 {
     QScopedPointer p(useSubClass ? new MyClass() : new MySubClass);
     QScopedPointer device(handsOverOwnership());

     if (m_value > 3)
         return;

     process(device);
 }

注意：因为拷贝构造和赋值操作私有的，所以不能用作容器的元素。

const 限制

C ++指针的const限定也可以用QScopedPointer表示：

    const QWidget *const p = new QWidget();
    // 等同于:
    const QScopedPointer p(new QWidget());

    QWidget *const p = new QWidget();
    // 等同于:
    const QScopedPointer p(new QWidget());

    const QWidget *p = new QWidget();
    // 等同于:
    QScopedPointer p(new QWidget());

考虑一种情况

上面说到，使用QScopedPointer智能指针动态创建的对象，一旦出了作用域就会被自动释放并置空，那么如果需要函数返回值怎么办呢？

比如下面这种情况：

QLabel * createLabel()
{
    QScopedPointer pLabel(new QLabel());
//    return pLabel.data();  //invalid
    return  pLabel.take(); //valid
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    QScopedPointer p1(createLabel());
    p1->setText("hello");
    p1->show();

    return a.exec();
}

注意，我们在createLabel()函数中创建label对象并返回时，不能使用data()，而要使用take();
因为 T *QScopedPointer::data() const返回指向对象的常量指针，QScopedPointer仍拥有对象所有权。所以通过data()返回过后就被自动删除了，从而导致mian函数中的p1变成了野指针，程序崩溃。
而使用T *QScopedPointer::take()也是返回对象指针，但QScopedPointer不再拥有对象所有权，而是转移到调用这个函数的caller，同时QScopePointer对象指针置为NULL。

另外还有一个函数要注意。
void QScopedPointer::reset(T *other = Q_NULLPTR)：delete目前指向的对象，调用其析构函数，将指针指向另一个对象other，所有权转移到other。

QScopedArrayPointer

对应的还有一个指针QScopedArrayPointer，专门用于处理数组，其用法和QScopedPointer是一样的

官方简单示例：

void foo()
  {
      QScopedArrayPointer i(new int[10]);
      i[2] = 42;
      ...
      return; // our integer array is now deleted using delete[]
  }

超出作用域过后会自动调用delete[]删除指针，这里就不展开描述了。

QSharedPointer

Qt智能指针QSharedPointer 与 C++中的std::shared_ptr其作用是一样的，其应用范围比我们前面说到的QPointer和QScopedPointer更广；

QSharedPointer 是一个共享指针，它与 QScopedPointer 一样包装了new操作符在堆上分配的动态对象，但它实现的是引用计数型的智能指针，也就是说，与QScopedPointer不同的是，QSharedPointer可以被自由地拷贝和赋值，在任意的地方共享它，所以QSharedPointer也可以用作容器元素。

所谓的计数型指针，就是说在内部QSharedPointer对拥有的内存资源进行引用计数，比如有3个QSharedPointer同时指向一个内存资源，那么就计数3，知道引用计数下降到0，那么就自动去释放内存啦。

需要注意的是：QSharedPointer 是线程安全的，因此即使有多个线程同时修改 QSharedPointer 对象也不需要加锁。虽然 QSharedPointer 是线程安全的，但是 QSharedPointer 指向的内存区域可不一定是线程安全的。所以多个线程同时修改 QSharedPointer 指向的数据时还要应该考虑加锁。

先来看一个官方示例：

	static void doDeleteLater(MyObject *obj)
    {
        obj->deleteLater();
    }

    void otherFunction()
    {
        QSharedPointer obj =
            QSharedPointer(new MyObject, doDeleteLater);

        // continue using obj
        obj.clear();    // calls obj->deleteLater();
    }

这个示例中，传入了一个函数，用于自定义删除。

也可以直接使用成员函数：

QSharedPointer obj =
        QSharedPointer(new MyObject, &QObject::deleteLater);

QSharedPointer使用非常方便，直接和普通指针用法一样，创建后直接用，后面就不用管了。

再来看一个自己写的简单示例：

class Student : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    Student(QObject * parent = nullptr);
    ~Student();
};

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = 0);
    ~Widget();
private:
    QSharedPointer m_pStudent;

};

#include "widget.h"
#include 

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{
    qDebug() << __FUNCTION__;
    m_pStudent = QSharedPointer(new Student());
}

Widget::~Widget()
{
    qDebug() << __FUNCTION__;
}

Student::Student(QObject *parent):
    QObject (parent)
{
    qDebug() << __FUNCTION__;
}

Student::~Student()
{
    qDebug() << __FUNCTION__;
}

运行后关闭窗口，输出：

Widget
Student
~Widget
~Student

可以看到，student对象被自动释放了。

QT 学习：QT中的3种指针介绍与使用

QPointer

正文

使用场景

一个细节

QScopedPointer

概述

QScopedPointer

const 限制

考虑一种情况

QScopedArrayPointer

QSharedPointer

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