如果 .cpp 文件中有 Q_OBJECT 宏，为什么我的项目没有链接？

Question

此代码按预期编译、链接和工作：

#include <QApplication>
#include <QListView>
#include "File_List_Model.h"

int main(int c,char**v)
{
    QApplication app(c,v);
    QStringList list;

    list << "a" << "b" << "c";

    File_List_Model* model = new File_List_Model;
    model->set_entries(list);

    QListView* view = new QListView;
    view->setModel(model);
    view->show();

    return app.exec();
} 

但是当我将类定义放在 .cpp 文件而不是头文件中时，我收到链接器错误，指出 vtable 未正确定义。

#include <QApplication>
#include <QListView>
//#include "File_List_Model.h"
#include "File_List_Proxy.h"
#include <QAbstractItemModel>
#include <QStringList>

class File_List_Model : public QAbstractItemModel
{
    Q_OBJECT
private:
    QStringList data_;
public:
    File_List_Model(QObject *parent = 0) :
        QAbstractItemModel(parent)
    {
    }

    int columnCount(const QModelIndex& parent) const
    {
        return 1;
    }

    QVariant data(const QModelIndex & index, int role) const
    {
        switch(role)
        {
            case Qt::DisplayRole:
            return data_[index.row()];
        default:
            return QVariant();
        }
    }

     QModelIndex index(int row, int column, const QModelIndex & parent) const
    {
        return createIndex(row,column);
    }

    QModelIndex parent(const QModelIndex & index) const
    {
        return QModelIndex();
    }

     bool set_entries(const QStringList& entries)
     {
         if (entries.size())
         {
         beginInsertRows(createIndex(0,0),0,entries.size());
         data_ = entries;
         endInsertRows();
         emit dataChanged(createIndex(0,0),createIndex(0,entries.size()));
         return true;
         }
         else
         {
             return false;
         }
     }

     int rowCount(const QModelIndex & parent) const
     {
         return data_.size();
     }


};

int main(int c,char**v)
{
    QApplication app(c,v);
    QStringList list;

    list << "a" << "b" << "c";

    File_List_Model* model = new File_List_Model;
    model->set_entries(list);

    File_List_Proxy* proxy = new File_List_Proxy;
    proxy->setSourceModel(model);

    QListView* view = new QListView;
    view->setModel(proxy);
    view->show();

    return app.exec();
}

//error:   
debug/moc_File_List_Model.o:moc_File_List_Model.cpp:(.rdata$_ZTV15File_List_Model[vtable for File_List_Model]+0x44): undefined reference to `File_List_Model::columnCount(QModelIndex const&) const'
debug/moc_File_List_Model.o:moc_File_List_Model.cpp:(.rdata$_ZTV15File_List_Model[vtable for File_List_Model]+0x4c): undefined reference to `File_List_Model::data(QModelIndex const&, int) const'

这似乎是完全相同的代码。为什么代码在header的时候链接，其他地方不链接？

Answer 1

Qt 使用moc 工具来处理所需的 C++ 扩展，例如信号槽机制。此工具处理项目中的所有头 (!) 文件，并为包含 Q_OBJECT 宏的那些类生成包含元对象代码的新源文件。

当您在.cpp 文件而不是.h 文件中定义您的类时，moc 无法正确处理它。

查看this article 了解有关 Qt 元对象编译器的更多信息。

Answer 2

因为 Qt 在头文件上运行 moc 而不在源文件上运行。

Answer 3

链接器抱怨缺少来自编译 moc 输出的目标代码。这是因为虽然 moc 已经处理了源文件，但它的输出并没有编译成目标文件。

对于头文件，构建系统假定它们旨在包含在多个翻译单元中，并且不会违反one definition rule。因此 moc 输出可以包含头文件，并被编译为独立的翻译单元。

但是，如果您在 .cpp 文件中有任何 Q_OBJECT 宏，则无法单独编译 moc 输出：它无法访问您的 .cpp 文件中的声明，因此无法编译！它也不能包含您的 .cpp 文件，因为这将违反 one definition rule：两个翻译单元 - moc 输出和您的 .cpp 文件 - 将定义相同的内容。

相反，您需要将 moc 的输出附加到 .cpp 文件的末尾。例如，如果您在main.cpp 中有O_OBJECT，则在文件末尾添加#include "main.moc"：

// main.cpp
#include <QtCore>

struct Object : QObject {
  Q_OBJECT
};

int main() {
  Object o;
  qDebug() << o.metaObject()->className();
}

#include "main.moc"
// "main.moc" depends on the declaration of Object above!

以上是SSCCE。

有人可能会争辩说，也许 qmake/cmake 应该设置构建，以便 moc 输出在发送到编译器之前自动附加到 .cpp 文件。到目前为止，该功能尚未实现。