翻译 | 为什么QObject子类不可复制?

本文翻译自: https://www.cleanqt.io/blog/why-qobject-subclasses-are-not-copyable
原作者: Alexander Fagrell
原文发布时间：2018年8月14日

如果您尝试复制QObject派生的类，则会导致编译器错误，例如：

class MyClass : public QObject {
  Q_OBJECT
} my_class;

auto my_class_copy = my_class;

使用Qt5并使用C++11(支持=delete)：

错误：使用已删除的函数’MyClass::MyClass(const MyClass＆)’

或更早版本：

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

此行为是设计使然。但是为什么要删除复制构造函数(以及赋值运算符)？如果您仍要复制该怎么办？如果它不可复制，那么它可以移动吗？以下文章将研究这些问题，并探讨在自定义子类中重复删除操作是否是一种好习惯。就让我们一探究竟吧!

不能复制QObject有几个原因。其中两个最大的原因是：

QObjects之间通常使用信号和槽机制进行通信。不清楚连接的信号和/或插槽是否应该转移到副本。如果它们将被转移，则意味着其他qobject将自动订阅该副本。这很可能会给开发人员带来混乱和不必要的副作用。
QObjects被组织在对象树中。通常一个QObject的一个实例有一个父对象和几个子对象。在这个层次结构中副本应该组织在哪里?孩子(和孙子……)也应该被复制吗?

其他原因，但可能不那么重要，是：

一个QObject可以被认为是唯一的，方法是给它一个可以用作参考键的名称，即通过设置QObject::objectName()。如果设置了名称，则不清楚应该为副本指定哪个名称。
QObjects可以在运行时使用新的属性进行扩展。副本是否也应该继承这些新属性?

一般来说，QObjects是通过它们的指针地址被其他对象引用的。例如，前面提到的信号和槽机制就是这种情况。因此，QObjects无法移动；他们之间的联系就会消失。在QObject的源代码中，我们可以看到没有声明move构造函数或move赋值运算符。但是，由于复制构造函数被删除，所以不会隐式地生成move构造函数，如果开发人员试图移动QObject，就会报编译器错误。

因此，您不能复制，也不能移动QObject，但是如果要复制底层数据(或属性)怎么办？Qt的文档在Qt对象模型中区分了两种对象类型：值对象和身份对象。值对象，如：QSize，QColor和QString是可被复制和分配的对象。相反，身份对象无法复制，但可以克隆。您可能已经猜到过，身份对象的一个示例是QOBject或从其派生的任何类。克隆的含义可以从官方文档中读取：

克隆意味着创建一个新的身份，而不是旧身份的完全副本。例如，双胞胎有不同的身份。他们可能看起来一样，但是他们有不同的名字，不同的地点，可能有完全不同的社交网络。

我对克隆的理解是，你可以在一个子类中暴露一个clone()函数，它创建了一个新的身份，但不是一个真正的副本，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();

虽然这是可能做到的，但我不建议这样做。这可能会导致不必要的副作用，因为Qt开发人员很可能对QObject有一些假设。如果您需要创建一个克隆，我建议您查看一下您的总体设计和体系结构。也许数据可以解耦或分解?

Q_DISABLE_COPY(Class)在子类中重复

在stackoverflow帖子建议总是在你自己的类中重新声明宏Q_DISABLE_COPY(Class)，即:

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

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

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

正如stackoverflow帖子中所述，主要原因是为了*改善错误信息。如果没有宏，则使用Qt4报告以下错误信息：

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

使用宏，将会报以下错误信息：

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

对于Qt的新手来说，最后一条错误消息要容易得多。

但是从Qt5开始，宏被更改并声明为：

#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;

不在子类中添加宏，则显示以下错误消息：

错误：使用已删除的函数’MyClass::MyClass (const MyClass＆)’。

复制构造函数和赋值操作符使用=delete声明，而不再是声明私有，从而产生了一个首选的错误消息。

即使错误消息已得到改善，我仍然相信在派生类中重新声明宏是有价值的，因为它记录了类的行为。刚接触Qt的人可以快速了解预期的用法：不应(也不能)复制对象！