Qt如何删除对象？存储QObject的最佳方法是什么？

Question

我听说在Qt中，对象会自动删除它们的子对象，我想知道在这些情况下会发生什么。

#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中允许吗？当销毁子对象时，Qt会做什么？

顺便说一下，我考虑使用shared_ptr等智能指针。但我认为Qt也会删除已经被智能指针销毁的对象。

我知道你想使用new为对象分配动态内存。但我不觉得这是可靠的，请告诉我是否存在任何情况（例如异常）依赖于Qt的对象树来处理动态内存会导致内存泄漏。

如果我使用对象而不是指针来动态分配对象，只要它们拥有所有权，我就必须考虑对象销毁的顺序，这很繁琐。 我不知道在Qt中使用动态内存是否是良好的实践。

你有什么建议或更好的解决方案吗？

- Linlix

---

如果 shared_ptr 删除了子对象，那么父对象会被通知，这不是问题。问题在于另一种情况，当父对象删除子对象时，shared_ptr 不会注意到，从而导致双重删除。 - Frank Osterfeld

Answer 1

经过Qt的多个版本测试，QObject实现了组合模式。

该模式要求组合对象拥有子对象的所有权，因此只要进行了父子关系的绑定，您可以确信当父对象被销毁时，子QObjects也将被销毁。

通常做法是在堆内存中创建子对象并立即赋予父级。如果您没有立即指定父级，可以使用setParent()函数明确指定，否则当您使用addWidget()或addLayout()将小部件添加到父级小部件时，将自动进行绑定。

QLayout对象是其他QLayouts和QWidgets的大小和布局管理器。它们不拥有它们管理的对象。实际上，父级为QLayout的那个QWidget就是这些对象的父级。

您可以选择在堆内存或栈内存中创建根父级。

如果您更喜欢智能指针，有两个专门用于QObjects的类：QPointer和QSharedPointer。每个类都有其优缺点。

#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
}

- RobbieE

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概括而言：将根QObject对象分配到堆栈中，其余所有内容都分配到堆中。 - tlonuk

@tlonuk 不完全是这样。当您可以通过值持有对象时，堆分配可能是一种过早的悲观优化。 QObject 作为值就可以了；它们不能移动或复制，但在其他方面没有任何特殊之处。 - Kuba hasn't forgotten Monica

Answer 2

在RobbiE的回答基础上，QPointer和QSharedPointer是两个互补的类，分别用于不同的功能。

QPointer及其注意事项

QPointer是指向QObject的弱指针。当所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：它永远不会删除对象本身，并且不能保证对象的存在。使用它可以避免出现悬空指针，该指针指向在其他地方管理所有权的对象。在每次使用前，请检查指针是否为空。如果对象在另一个线程中被销毁，则可能会遇到竞争条件：

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，使用它的代码永远无法保证线程安全。

QPointer在主线程中始终可以与小部件对象一起使用，并且与已建立父子关系的小部件对象所拥有的对象一起使用。对象和其用户位于同一线程，因此在指针空检查和指针使用之间，对象不会被另一个线程处置：

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

如果您正在重新进入事件循环，需要小心。假设我们有以下代码：

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，在您调用主要不相关的代码（例如，发出信号（任何人都可以对其做出任何反应！），返回一个事件循环重新进入的调用，如 exec 等）后，您需要重新检查 QPointer 。这也是为什么阻塞调用不好的原因：您永远不应该使用它们。

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

本节内容仅供参考。在现代代码中，应该使用std::shared_ptr和std::weak_ptr，不需要任何保留。截至2018年，它们已经存在于C++中7年。

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。只要有至少一个QSharedPointer指向一个对象，该对象就会被保留。当最后一个QSharedPointer被销毁时，对象也会被销毁和删除。

QWeakPointer是QSharedPointer的表兄弟。它是非拥有型指针。它跟踪由QSharedPointer持有的对象是否仍然存活。当拥有对象的最后一个QSharedPointer消失时，它将重置为nullptr。它可以被看作是对非QObject类的QPointer的一般化。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，对象将被保证保持活动状态。

QPointer类似于QObject的QWeakPointer，但不需要存在QSharedPointer。

在堆上分配的对象和由其他机制管理生命周期的对象使用QSharedPointer是错误的。例如，对于具有父项的QObject，拥有QSharedPointer是错误的。对象的父项将删除它，并且您将得到一个悬空的QSharedPointer！Qt具有一些内置检查，当发生这种情况时会发出警告，但此时为时已晚，未定义的行为已经发生。

QScopedPointer

本节内容仅供参考。应该使用std::unique_ptr，没有任何保留。截至2018年，它已经存在于C++中7年。

QScopedPointer和std::unique_ptr一样，是一个独占型指针。它的工作就是在其超出范围时删除所持有的对象。C++11的unique_ptr名称非常适合：它是一个唯一的指针，试图复制这样的指针是错误的。始终只有一个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方法获取底层对象的原始指针。

std::auto_ptr

这个指针是为了解决C++98/03中缺乏移动语义而尝试的。由于其破碎的复制语义，使用这个类应该被视为一个错误。使用std::unique_ptr或std::shared_ptr——如果只需要可移动性，则使用前者；如果需要多个副本共存，则使用后者。

- Kuba hasn't forgotten Monica