具有特定于子类的模板化参数类型的 Qt SIGNAL 架构

Question

我正在使用 Qt 开发科学数据采集应用程序。由于我不是 Qt 方面的资深专家，因此我希望社区就以下问题提供一些架构建议：

该应用程序支持多个硬件采集接口，但我想在这些接口之上提供一个通用的 API。每个接口都有一个示例数据类型及其数据单位。因此，我将每个设备的样本向量表示为 Boost.Units 数量的 std::vector （即 std::vector>）。我想使用多播样式架构，其中每个数据源将新收到的数据广播给 1 个或多个感兴趣的各方。 Qt 的 Signal/Slot 机制显然适合这种风格。因此，我希望每个数据源发出一个信号，例如

typedef std::vector<boost::units::quantity<unit,sample_type> > SampleVector
signals:
    void samplesAcquired(SampleVector sampleVector);

适合该设备的单位和样本类型。由于元对象编译器不支持临时 QObject 子类，因此似乎没有办法为所有定义了 samplesAcquired 的数据源提供（临时）基类。信号。换句话说，以下不会工作：

template<T,U> //sample type and units
class DataSource : public QObject {
  Q_OBJECT
  ...
  public:
    typedef std::vector<boost::units::quantity<U,T> > SampleVector
  signals:
    void samplesAcquired(SampleVector sampleVector);
};

我能想到的最佳选择是两层方法：

template<T,U> //sample type and units
class IAcquiredSamples {
    public:
        typedef std::vector<boost::units::quantity<U,T> > SampleVector
        virtual shared_ptr<SampleVector> acquiredData(TimeStamp ts, unsigned long nsamples);
};

class DataSource : public QObject {
    ...
    signals:
      void samplesAcquired(TimeStamp ts, unsigned long nsamples);
};

samplesAcquired信号现在给出一个采集的时间戳和样本数量，客户端必须使用 IAcquiredSamples API 来检索这些样本。显然，数据源必须对 DataSource 和 IAcquiredSamples 进行子类化。

这种方法的缺点似乎是 API 失去了简单性……如果客户端能够在连接的插槽中获取获取的样本，那就更好了。能够使用 Qt 的排队连接也将使线程问题变得更容易，而不必在每个子类中的 acquiredData 方法中管理它们。

另一种可能性是使用 QVariant 参数。这必然使子类有责任使用 Q_REGISTER_METATYPE/qRegisterMetaType 注册其特定的样本向量类型。没什么大不了的。然而，基类的客户端将无法知道 QVariant 值类型是什么类型，除非标记结构也随信号一起传递。我认为这个解决方案至少和上面的解决方案一样复杂，因为它迫使抽象基类 API 的客户端处理类型系统的一些更棘手的方面。

那么，有没有办法实现信号参数的模板化呢？有没有比我提出的架构更好的架构？

Answer 1

有 QVariant 类型——您可以在其上创建自定义子类型
并将其用作信号中的参数（如果我理解你的权利，这就是你想要的）
http://doc.trolltech.com/qq/qq14-metatypes.html#自定义类型inqvariant

Answer 2

对两层方法的一种简化是将 QObject 类作为类模板的非模板化基础，即类似

class DataSourceBase : public QObject {
    Q_OBJECT
    ...
    signals:
      void samplesAcquired(TimeStamp ts, unsigned long nsamples);
};

template<T,U> //sample type and units
class DataSource : public DataSourceBase {
    public:
        typedef std::vector<boost::units::quantity<U,T> > SampleVector
        virtual shared_ptr<SampleVector> acquiredData(TimeStamp ts, unsigned long nsamples);
};

注意，这种方法的缺点是，因为您不能使用 <类模板中的 code>Q_OBJECT 宏在 Qt 的元对象系统中没有关于它的信息。

Answer 3

Qt 不喜欢从 QObject 继承的类模板。如果您不需要 QObject 的运行时自省，您可能需要使用 Boost.Signals 代替，它没有这个问题。

不过，在 Qt 项目中引入 Boost.Signals 库可能有点具有挑战性。在 Boost.Signals 中，signals 是一个命名空间，而 Qt #define 的 signal 是 protected。在引入 Boost.Signals 之前，您应该确保您的 Qt 项目使用定义的 QT_NO_KEYWORDS 进行编译（qmake 中的 CONFIG += no_keywords）。

Answer 4

实际上，您可以将 Qt 类与模板一起使用，而无需对代码进行少量修改。

Qt 类和模板的问题在于生成元对象信息的 moc 工具，它根本不了解模板，但生成的代码不需要需要来自 Moc。

您可以使用 Verdigris 创建 C++/QObject 类，将使用模板没有任何问题，绕过此类代码的 moc 步骤。