Qt面试题day01 - 技术栈

[1. 信号与槽 (Signals & Slots)](#1. 信号与槽 (Signals & Slots))

[2. 元对象系统 (Meta-Object System)](#2. 元对象系统 (Meta-Object System))

[3. 对象树与内存管理 (Object Tree & Memory)](#3. 对象树与内存管理 (Object Tree & Memory))

[4. 事件系统 (Event System)](#4. 事件系统 (Event System))

[5. QML 与 C++ 交互](#5. QML 与 C++ 交互)

[💡 进阶建议：如何展示你的"清晰理解"](#💡 进阶建议：如何展示你的“清晰理解”)

Q1: 信号与槽机制的底层原理是什么？它和普通函数调用有什么区别？

核心点： 观察者模式、MOC（元对象编译器）、qt_metacall。
参考回答：
- 原理： 信号与槽是基于观察者模式 实现的。当信号被发射时，Qt 利用 MOC 生成的元数据查找连接的槽函数。本质上是通过 QObject::connect 将信号和槽的索引记录在内部的链表或哈希表中。调用信号时，会通过 qt_metacall 间接调用槽函数。
- 区别： 普通函数调用是直接跳转指令（速度快）；信号与槽包含查找连接列表、参数打包解包的过程（速度稍慢，但实现了完全解耦）。

Q2: connect 函数的第五个参数（连接类型 Qt::ConnectionType）有哪些？分别在什么场景下使用？

核心点： 多线程通信、DirectConnection vs QueuedConnection。
参考回答：
- Qt::AutoConnection (默认)： 如果发送者和接收者在同一线程，行为同 DirectConnection；若在不同线程，行为同 QueuedConnection。
- Qt::DirectConnection： 槽函数直接在信号发送者的线程中立即执行（类似函数回调）。适用于单线程。
- Qt::QueuedConnection： 信号发送后，槽函数会被放入接收者 所在线程的事件队列中，等待事件循环处理。这是多线程安全通信的关键。
- Qt::BlockingQueuedConnection： 类似 QueuedConnection，但发送者线程会阻塞，直到槽函数执行完毕（注意： 同一线程使用会导致死锁）。

Q3: Qt 5/6 的函数指针写法（New Syntax）相比 Qt 4 的宏写法（SIGNAL/SLOT）有什么优势？

参考回答：
- 编译期检查： 新语法在编译时就能检查信号和槽的参数是否匹配，如果有误会直接报错；旧语法只能在运行时报错（输出到控制台）。
- 参数转换： 新语法支持隐式类型转换。
- 灵活性： 新语法允许连接到 Lambda 表达式或普通成员函数。

Q1: 为什么 Qt 需要 MOC (Meta-Object Compiler)？C++ 原生不支持反射吗？

参考回答：
- 标准 C++ (在 C++20 之前) 没有动态反射机制（RTTI 功能非常有限）。
- Qt 需要通过 MOC 预处理头文件，生成 moc_xxx.cpp，其中包含了元数据表 （类名、继承关系）和字符串表（信号、槽、属性的名字）。
- 这些信息使得 Qt 能够实现：信号槽机制、运行时类型识别（inherits）、动态属性系统（Q_PROPERTY）和国际化翻译。

Q2: 如果不加 Q_OBJECT 宏会发生什么？

参考回答：
- 无法使用信号和槽（connect 会失败）。
- qobject_cast 无法识别类型。
- 无法使用 tr() 进行翻译。
- 原因： Q_OBJECT 宏声明了一些静态变量和虚函数（如 metaObject(), qt_metacall()），MOC 会去实现这些函数。如果不加，这些机制都不存在。

Q1: Qt 的对象树机制是如何管理内存的？使用时有什么注意事项？

核心点： 父子关系、自动析构、栈变量陷阱。
参考回答：
- 机制： 当创建一个 QObject 并指定父对象（Parent）时，它会被添加到父对象的 children() 列表中。当父对象析构时，会自动递归 delete 所有子对象。
- 注意事项：
  1. 栈上对象顺序： 如果在栈上创建父子对象，必须确保子对象先于父对象析构（即子对象后定义）。否则父对象析构时会尝试 delete 已被释放的子对象，导致 Double Free 崩溃。
  2. 混用智能指针： 如果对象加入了对象树，尽量不要再用 std::shared_ptr 管理，否则容易造成二次释放。推荐使用 QPointer 来检测对象是否已被销毁。

Q2: deleteLater() 和 delete 有什么区别？

参考回答：
- delete 是立即销毁对象。
- deleteLater() 是向事件循环发送一个 DeferredDelete 事件。对象会在当前函数执行完毕、回到事件循环处理该事件时才被销毁。
- 场景： 在槽函数内部需要销毁接收者自身（this）时，必须用 deleteLater()，否则槽函数后续代码访问成员变量会导致崩溃。

Q1: 信号（Signal）和事件（Event）有什么区别？

核心点： 触发源、传播方式、用途。
参考回答：
- 层级不同： 事件是底层的（通常由窗口系统产生，如鼠标、键盘），信号是高层的（对事件的封装，如 Clicked）。
- 传播： 事件是从外部（或系统）发送给目标对象，并在对象树中可以传播（如冒泡）；信号是对象主动发出的广播。
- 处理： 事件通过 event() 函数分发；信号通过槽函数处理。

Q2: 请描述一下 Qt 的事件处理流程（比如一个鼠标点击）。

参考回答：
1. 操作系统产生消息，Qt 平台插件将其转换为 QEvent。
2. 进入 QApplication::exec() 事件循环。
3. QApplication::notify() 将事件发送给目标窗口。
4. 目标窗口的 eventFilter()（如果有安装）先拦截。
5. 分发给 event() 函数。
6. event() 根据类型调用特定的处理器（如 mousePressEvent()）。

Q3: 如何过滤或拦截特定控件的事件？

参考回答：
- 方法一（推荐）： 重写该控件的 event() 或特定的 keyPressEvent 等虚函数。
- 方法二（灵活）： 使用 Event Filter。
  1. 定义一个过滤器对象，重写 eventFilter(QObject *obj, QEvent *event)。
  2. 在目标对象上调用 installEventFilter(filterObj)。
  3. 在 eventFilter 中返回 true 表示拦截（不继续传播），false 表示放行。

Q1: C++ 如何向 QML 暴露数据和方法？

参考回答：
- 继承 QObject 并带 Q_OBJECT 宏。
- 暴露属性： 使用 Q_PROPERTY 宏（定义 READ, WRITE, NOTIFY）。这是 QML 数据绑定的基础。
- 暴露方法：
  1. 使用 public slots。
  2. 使用 Q_INVOKABLE 宏修饰成员函数。
- 注册类型： 使用 qmlRegisterType 在 C++ 中注册，或者使用 setContextProperty 将 C++ 对象实例直接注入到 QML 上下文中。

Q2: QML 中的 Image 组件加载图片时，如果图片很大卡顿怎么办？

参考回答：
- 这是 QML 性能优化的常见问题。
- 设置 asynchronous: true，让图片在后台线程加载。
- 使用 sourceSize 属性指定加载尺寸，避免将高分辨率图片原样加载到显存中（减少内存占用）。

在回答这些问题时，你可以主动带入以下 3 个视角，会让面试官眼前一亮：

这一部分你想针对某个具体点（比如多线程下的信号槽）进行模拟面试演练吗？