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Qt中QDebug輸出列舉轉字串(原始碼解析)

我意外的發現在Qt中,用qDebug()函式輸出列舉值的時候,輸出結果不是int型別,而是一個字串,比如下面的程式碼

int main(int argc, char *argv[])
{
    //QApplication a(argc, argv);

    qDebug() << QLocale().country();

    //return a.exec();
}

輸出結果是

QLocale::Country(China)

據我以前瞭解的知識,qDebug之所以能夠輸出各種型別,是因為過載了 << 運算子,而列舉是多種多樣的,不可能每一個都用<< 進行過載,我猜想可能是用了模板。

出於好奇,我於是跟入了原始碼除錯,首先進入了下面的函式

template<typename T>
typename std::enable_if<QtPrivate::IsQEnumHelper<T>::Value, QDebug>::type
operator<<(QDebug dbg, T value)
{
    const QMetaObject *obj = qt_getEnumMetaObject(value);
    const char *name = qt_getEnumName(value);
    return qt_QMetaEnum_debugOperator(dbg, typename QFlags<T>::Int(value), obj, name);
}

此時value的值是列舉 QLocale::China (44),name的值是字串 Country, qt_QMetaEnum_debugOperator 函式定義如下

QDebug qt_QMetaEnum_debugOperator(QDebug &dbg, int value, const QMetaObject *meta, const char *name)
{
    QDebugStateSaver saver(dbg);
    QMetaEnum me = meta->enumerator(meta->indexOfEnumerator(name));
    const char *key = me.valueToKey(value);
dbg.nospace() << meta->className() << "::" << name << '('; if (key) dbg << key; else dbg << value; dbg << ')'; return dbg; }

由上面的程式碼我們可以知道,QDebug用模板過載了列舉型別的 << 運算子,然後利用Qt的metaObject 進行反射,獲取列舉的資訊,當然,要使用QMetaObject,必須要在類中用巨集Q_ENUM宣告,以上面的QLocale類為例

class QLocale 
{
public:
    enum Country {...}
    Q_ENUM(Country)
    ...
}

下面說明以下QMetaObject中的 QMetaEnum 關於列舉的介面簡單說明

int main(int argc, char *argv[])
{
    QMetaEnum metaEnum = QMetaEnum::fromType<QLocale::Country>();
    qDebug() << metaEnum.valueToKey(QLocale::China);      // “China”
    qDebug() << metaEnum.keyToValue("China");             // 44
    qDebug() << metaEnum.valueToKey(44);                  // “China”
}

而QMetaEnum::fromType 的函式定義如下:

template<typename T> static QMetaEnum fromType() {
        Q_STATIC_ASSERT_X(QtPrivate::IsQEnumHelper<T>::Value,
                          "QMetaEnum::fromType only works with enums declared as Q_ENUM or Q_FLAG");
        const QMetaObject *metaObject = qt_getEnumMetaObject(T());
        const char *name = qt_getEnumName(T());
        return metaObject->enumerator(metaObject->indexOfEnumerator(name));
    }

我們可以看到,QMetaEnum::fromType 中的程式碼與最前面QDebug中加紅的程式碼是一樣的。

隨便提說一下,QDebug中用了標準庫的std::enable_if, 經過檢視原始碼發現宣告如下:

// Primary template.
  /// Define a member typedef @c type only if a boolean constant is true.
  template<bool, typename _Tp = void>
    struct enable_if 
    { };

  // Partial specialization for true.
  template<typename _Tp>
    struct enable_if<true, _Tp>
    { typedef _Tp type; };

第一個是基本的模板,模板型別的兩個引數分別是bool和型別 _Tp,  enable_if 是空的結構體。

第二個是一個特例的模板,即當bool取true時的情況,一般這樣使用

enable_if<true, YourType>::type  
其中type等價與YourType,這裡的模板中的true也可以換成一個表示式,但結果一定要是true,否則會直接報錯,舉例說明
int main(int argc, char *argv[])
{
    using Type1 = std::enable_if<true, float>::type;
    typedef std::enable_if<(8 > 6), int>::type Type2;
    using Type3 = std::enable_if<true, QString>::type;

    Type1 a = 5.8;
    Type2 b = 5.8;
    Type3 c;

    c += "hello TCB";
    auto d = a + b;
    qDebug() << "a = " << a;    // 5.8
    qDebug() << "b = " << b;    // 5
    qDebug() << "c = " << c;    // hello TCB
    qDebug() << "d = " << d;    // 10.8

    qDebug() << typeid (a).name() << "\t" << typeid (float).name();     // f    f
    qDebug() << typeid (b).name() << "\t" << typeid (int).name();       // i    i
    qDebug() << typeid (c).name() << "\t" << typeid (QString).name();   // 7QString    7QString
    qDebug() << typeid (d).name() << "\t" << typeid (float).name();     // f    f
}