GObject：封装，实例化，自省

...以及其他令人恐惧的词！ （c）

在熟悉GLib类型对象系统的某些高级功能之前，我们需要谈谈前两篇文章中未涉及的许多要点。 这次，我们将熟悉GObject的基本类型，并讨论以下事实：基本GObject的任何后代都是单独的结构对象的双重统一（通常是三位一体），在头文件和带有源代码的文件的开头，神秘的宏会在其中打开，使用苛刻的本地RTTI使用什么工具，为什么GObject及其后代具有两个析构函数（和三个构造函数），以及许多其他有趣的小东西。

关于GObject的整个周期：

GObject：基础知识
GObject：继承和接口
GObject：封装，实例化，自省

结构体 很多结构。

众所周知，GObject的后代可以是继承的-可派生和非继承的-final。 通常，可派生的GObject由三个对象的组合组成：类结构，实例结构和带有私有数据的结构。

对于类结构，一切都或多或少简单-在头文件中进行描述，并包含父类的类结构和函数指针的实例-“虚拟方法”。 优良作法是在结构的最后一个字段中添加一排空指针，以确保ABI兼容性。 创建此类型的第一个实例时，将在一个实例中创建这种结构的实例。

/* animalcat.h */ /*   ,      :) */ typedef struct _AnimalCat AnimalCat; typedef struct _AnimalCatClass AnimalCatClass; typedef struct _AnimalCatPrivate AnimalCatPrivate; struct _AnimalCatClass { GObjectClass parent_class; /*    */ void (*say_meow) (AnimalCat*); /*   */ gpointer padding[10]; /*  ; gpointer -  void* */ }; 

对于最终类型，无需定义类结构。

派生对象需要具有私有数据的结构。 它在源代码文件中定义，并且可以通过自动生成的形式为animal_cat_get_instance_private（）的函数来访问它。 在这种情况下，.s文件开头的宏应类似于G_DEFINE_TYPE_WITH_PRIVATE（NamespaceObject，namespace_object，PARENT_TYPE）。 您可以使用宏G_DEFINE_TYPE_WITH_CODE（包括宏G_ADD_PRIVATE）。

 /* animalcat.c */ #include "animalcat.h" G_DEFINE_TYPE_WITH_PRIVATE(AnimalCat, animal_cat, G_TYPE_OBJECT) /* G_DEFINE_TYPE_WITH_CODE(AnimalCat, animal_cat, G_TYPE_OBJECT, G_ADD_PRIVATE (AnimalCat)) */ struct _AnimalCatPrivate { char* name; double weight; int age; }; static void animal_cat_init(AnimalCat* self) { AnimalCatPrivate* priv = animal_cat_get_instance_private(self); priv->age = 0; priv->name = "Barsik"; /*    */ } 

假定所有数据都已封装。 要访问它们，可以使用通常的包装器-getter和setter，但是，正如我们稍后将看到的，GObject为此提供了更强大的工具-属性。

将为对象的每个实例创建实例结构以及带有私有数据的结构。 实际上，这就是最终用户将主要使用的对象本身。 该结构是通过头文件中的宏自动为可派生类型生成的，因此程序员无需自己执行此操作。 对于最终类型，必须在带有源代码的文件中手动进行描述。 由于在这种情况下结构不是对象的公共接口的一部分，因此它可能包含私有数据。 显然，在这种情况下，无需创建单独的私有结构。

 /* animaltiger.c */ struct _AnimalTiger { AnimalCat parent; /*         */ int speed; /*   */ }; 

至于接口，对于它们的实现，仅需要定义接口结构，这与通常的类非常相似。 _AnimalPredator视图对象本身的结构将自动生成。

 /* animalpredator.h */ typedef struct _AnimalPredatorInterface AnimalPredatorInterface; struct _AnimalPredatorInterface { GTypeInterface parent; /*     GTypeInterface */ void (*hunt) (AnimalPredator* self); /*   */ }; 

可视婴儿床表：

实践中的动态类型检测

在头文件中，我们使用两个宏开始对新类型的描述，然后将其转换为一组完整的宏定义。 在旧版的GLib中，必须手动描述所有此工具箱。 让我们看看我们可以使用哪些。

ANIMAL_TYPE_CAT：返回GType类型的整数标识符。 此宏与基础GObject的GType类型系统密切相关。 您一定会见到他的，我只提到他是为了清楚地知道他来自哪里。 扩展G_DEFINE_TYPE系列的宏时，会在源文件中自动生成使用此宏定义的形式animal_cat_get_type（）的函数。

ANIMAL_CAT（obj）：转换为此类型的指针。 提供安全的等级，并执行运行时检查。 如您所见，GObject中的继承系统通常基于以下事实：结构包含第一个字段作为父结构的实例，因此，根据C调用约定，指向对象的指针与指向从其继承的所有祖先的指针重合。 尽管如此，建议使用提供的宏，而不是通常的C-cast。 另外，在某些情况下（例如，当转换为已实现的接口类型时），C样式的转换完全不起作用。

ANIMAL_CAT_CLASS（类别）：类结构的类似宏。 该约定规定不要使用单词类来与C ++编译器兼容。

ANIMAL_IS_CAT（obj）：顾名思义，此宏确定obj是否是指向该类型的指针（以及它是否为NULL指针）。 最好通过这样的检查来启动对象的方法。

 void animal_cat_run (AnimalCat *self) { assert(ANIMAL_IS_CAT (self)); g_return_if_fail (ANIMAL_IS_CAT (self)); /*   GLib */ /*   */ } 

ANIMAL_IS_CAT_CLASS（类别）：类结构相同。

ANIMAL_CAT_GET_CLASS（obj）：返回一个指向相应类结构的指针。

还为接口生成了一组相似的宏定义。

ANIMAL_PREDATOR（obj）：转换为接口类型。
ANIMAL_IS_PREDATOR（obj）：类型检查。
ANIMAL_PREDATOR_GET_IFACE（obj）：获取接口结构。

可以使用宏G_OBJECT_TYPE_NAME（obj）获得对象名称，该宏返回具有类型名称的si字符串。

源文件G_DEFINE_TYPE及其扩展版本开头的宏会生成格式为animal_cat_parent_class的指针，如果使用相应的宏，则该指针将返回指向父对象的类结构的指针，以及格式为animal_cat_get_instance_private（）的函数。

析构函数和其他虚拟函数

我们记得，在创建任何GObject后代时，将启动animal_cat_init（）形式的函数。 它们执行与C ++和Java构造函数相同的角色。 使用析构函数，情况会更加复杂。

GObject中的内存管理是使用引用计数实现的。 调用g_object_new（）函数时，链接数设置为1。 将来，我们可以通过g_object_ref（）增加它们的数量，并通过g_object_unref（）减少它们的数量。 当链接数变为零时，将启动由两个阶段组成的对象破坏过程。 首先，调用dispose（）函数，该函数可以多次调用。 它的主要任务是在必要时解决循环引用。 之后，一次调用finalize（）函数，在其中执行析构函数通常用于的所有操作-释放内存，关闭打开的文件描述符，依此类推。

这样一个复杂的系统旨在促进高级语言（包括具有自动内存管理功能的语言）的活页夹的创建。 实际上，在C代码中，如果对象假定存在析构函数，则通常仅使用finalize（）。

函数dispose（）和finalize（）以及我们稍后将要讨论的许多其他函数都是虚函数，并且在GObjectClass中定义。

 static void animal_cat_finalize(GObject* obj) { g_print("Buy!\n"); /*  printf()  GLib */ /*    . . */ G_OBJECT_CLASS (animal_cat_parent_class)->finalize(obj); /*         */ } static void animal_cat_class_init(AnimalCatClass* klass) { GObjectClass* obj_class = G_OBJECT_CLASS (klass); obj_class->finalize = animal_cat_finalize; /*   */ } 

animal_cat_finalize（）函数的最后一行似乎需要进一步说明。 当宏G_DEFINE_TYPE及其扩展版本被扩展时，将创建指向父类的animal_cat_parent_class指针。 我们从父类中调用相应的函数，在这种情况下，该父类直接是GObjectClass结构，然后依次调用链中上一类的finalize（）。 不必担心父类可能不包含finalize（）重写； GObject将处理此问题。

只需回顾一下，只有在参考计数器为零时才调用析构函数：

 int main(int argc, char** argv) { AnimalCat* cat = animal_cat_new(); g_object_unref(cat); /*      */ } 

除了两个析构函数外，GObjectClass还包含两个附加的虚拟构造函数。 在已知的animal_cat_init（）之前调用constructor（），并在之后直接创建此类的实例Constructed（）。 需要重新定义这些功能的情况并不容易，除非您当然决定修补GLib本身。 在文档中，开发人员给出了一个单例实现的示例，但是在实际代码中，我从未见过这种情况。 但是，为了在设施实例生命周期的所有阶段实现最大的灵活性，开发人员认为有必要将这些功能虚拟化。

此外，GObjectClass包含虚函数get_property（）和set_property（），必须对其进行重新定义，以使用基本GObject类型及其后代的强大功能作为其自己对象中的属性。 我们将在下一篇文章中讨论。