Qt 如何删除对象？存储 QObject 的最佳方式是什么？ [复制]

Question

听说Qt中的对象会自动删除他们的孩子，我想知道在那种情况下会发生什么。

#include <QApplication>
#include <QLabel>
#include <QHBoxLayout>
#include <QWidget>

int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc, argv);
/*
    QLabel label("label");      //  Program will crash. Destruct order is 1. widget, 2. layout, 3. label
    QHBoxLayout layout;         //  But layout will be deleted twice
    QWidget widget;
*/
    QWidget widget;             //  Program doesn't seem to crash but is it safe ? Does Qt use
    QHBoxLayout layout;         //  delete to operate on already destructed children ?
    QLabel label("label");

    layout.addWidget(&label);   //  layout is label's parent
    widget.setLayout(&layout);  //  widget is layout's parent
    widget.show();
    return app.exec();
}

这在 Qt 中是否允许？ Qt 在销毁孩子时会做什么？

顺便说一句，我考虑使用诸如 shared_ptr 之类的智能指针。但我认为Qt也会删除已经被智能指针破坏的对象。

我知道您想使用 new 为对象分配动态内存。但是我不放心，请告诉我在依赖Qt的对象树处理动态内存时，是否有任何情况（例如异常）会导致内存泄漏？

如果我使用对象而不是指针来动态分配对象，我必须考虑对象的销毁顺序，只要它们具有所有权，这很繁琐。 我不知道在 Qt 中使用动态内存是否是一种好习惯。

您有什么建议或更好的解决方案吗？

Answer 1

Composite Design Pattern 的QObject 实现已经通过许多 Qt 版本进行了尝试和测试。

该模式要求复合对象拥有子对象的所有权，因此，只要完成了父对象，您就可以放心，当父对象被销毁时，子对象QObjects 将被销毁。

标准做法是在堆内存中创建子对象并立即将它们作为父对象。如果您不立即设置父级，则可以使用setParent() 函数显式设置父级，否则当您将小部件添加到父级小部件时，父级将自动完成，使用addWidget() 或addLayout()。

QLayout 对象是其他QLayouts 和QWidgets 的大小和布局管理器。他们不拥有他们管理的对象。父级实际上是QWidget，QLayout 是其子级。

您可以选择在堆栈内存或堆内存中创建根父节点。

如果您对智能指针感觉更舒服，有两个类专门用于QObjects：QPointer 和QSharedPointer。各有优缺点。

#include <QApplication>
#include <QLabel>
#include <QHBoxLayout>
#include <QWidget>

int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc, argv);

    QWidget widget;             // Root parent so can create as a auto-deleting object on the stack
    QHBoxLayout *layout = new QHBoxLayout(&widget);         // Create on the heap and parent immediately
    QLabel *label = new QLabel("label", &widget);           // Create on the heap and parent immediately

    layout->addWidget(label);   // widget remains label's parent
    widget.setLayout(layout);   // widget is changed to layout's parent if necessary, as well 
                                // as any widgets that layout manages
    widget.show();
    return app.exec();

    // layout and label are destroyed when widget is destroyed
}

Answer 2

除了 RobbiE 的回答之外，QPointer 和 QSharedPointer 是两个具有不同功能的互补类。

QPointer 及其注意事项

QPointer 是指向QObject 的弱指针。当指向的对象被销毁时，它会将自身重置为零。它不是拥有指针：它从不删除对象本身，也不保证对象的存在。使用它来避免有一个悬空指针指向其所有权在其他地方管理的对象。每次使用前检查指针是否为空。如果对象在另一个线程中被破坏，您将遇到竞争条件：

if (pointer) /* another thread can destruct it here */ pointer->method();

QPointer 本身是线程安全的，但由于QPointer 提供的 API 不足，使用它的代码永远不可能是线程安全的。

QPointer 在主线程中始终可以安全地用于小部件对象，以及已建立父子关系的小部件对象所拥有的对象。对象和它们的用户在同一个线程中，所以在指针空检查和指针使用之间，对象不会被另一个线程释放：

QPointer<QLabel> label(...);
if (label) label->setText("I'm alive!");

如果您重新进入事件循环，您需要小心。假设我们有：

QPointer<QLabel> label(...);
...
if (label) {
   label->setText(...)
   QFileDialog::getOpenFileName(...);
  // Here the event loop is reentered, and essentially any other code in your
  // application can run, including code that could destruct the widget that
  // you're using. The `deleteLater` calls won't do it, since they defer to
  // the main event loop, but it's not always obvious that nothing else
  // will. The line below can thus dereference a null pointer (IOW: crash). 
  label->setText(...);
}

至少，每次调用主要不相关的代码后，您都需要重新检查QPointer - 例如发出一个信号（任何人都可以对它做出任何反应！），返回一个事件循环重新进入调用，如exec。等等。这也是为什么阻塞调用是邪恶的：你不应该使用它们。

QPointer<QWidget> widget(...);
...
if (label) {
  label->setText(...);
  QFileDialog::getOpenFileName(...);
  // Reenters the event loop, the widget may get deleted.
}
// Not re-checking the pointer here would be a bug.
if (label) {
  label->setText(...);
  ...
}

QSharedPointer 和 QWeakPointer

本节留作参考。在现代代码中，您应该毫无保留地使用std::shared_ptr 和std::weak_ptr。截至 2018 年，他们已经使用 C++ 7 年了。

QSharedPointer 是一个拥有指针。它的工作方式类似于 Java 和 CPython 中的变量，或者类似于 std::shared_ptr。只要至少有一个QSharedPointer 指向一个对象，该对象就会一直存在。当最后一个QSharedPointer 被破坏时，对象被破坏并删除。

QWeakPointer 是 QSharedPointer 的表弟。它是非拥有的。它跟踪QSharedPointers 持有的对象是否还活着。当拥有该对象的最后一个QSharedPointer 消失时，它会将自身重置为nullptr。它可以被认为是QPointer 到非QObject 类的泛化。使用QWeakPointer 的唯一安全方法是将其转换为QSharedPointer。当您持有共享指针时，该对象将保证保持活动状态。

QPointer 类似于QObjects 的QWeakPointer，但它不需要存在QSharedPointer。

在未在堆上分配的对象以及生命周期由其他机制管理的对象上使用QSharedPointer 是错误的。例如，有一个 QSharedPointer 到一个有父级的 QObject 是错误的。对象的父对象会删除它，你最终会得到一个悬空的QSharedPointer！ Qt 有一些内置检查，当发生这种情况时会发出警告，但到那时为时已晚，未定义的行为已经发生。

QScopedPointer

本节留作参考。您应该毫无保留地使用std::unique_ptr。截至 2018 年，它已经在 C++ 中使用了 7 年。

QScopedPointer，就像std::unique_ptr，是一个独占指针。它的工作是在超出范围时删除持有的对象。 C++11 unique_ptr 的名字非常贴切：它是一个唯一的指针，从某种意义上说，试图复制这样的指针是错误的。总是只有一个QScopedPointer 拥有一个给定的对象，并且它不与其他智能指针类型合作。您可以通过调用data 方法获取指向底层对象的原始指针。

std::auto_ptr

这个指针试图解决 C++98/03 中缺少移动语义的问题。由于其破坏的复制语义，应将此类的使用视为错误。使用std::unique_ptr 或std::shared_ptr - 前者如果它可以移动就足够了，后者如果它的多个副本必须共存。