一、QML与C++混合编程简介
QML与C++混合编程就是使用QML高效便捷地构建UI，而C++则用来实现业务逻辑和复杂算法。
二、QML访问C++
Qt集成了QML引擎和Qt元对象系统，使得QML很容易从C++中得到扩展，在一定的条件下，QML就可以访问QObject派生类的成员，例如信号、槽函数、枚举类型、属性、成员函数等。
QML访问C++有两个方法：一是在Qt元对象系统中注册C++类，在QML中实例化、访问；二是在C++中实例化并设置为QML上下文属性，在QML中直接使用。第一种方法可以使C++类在QML中作为一个数据类型，例如函数参数类型或属性类型，也可以使用其枚举类型、单例等，功能更强大。
三、C++类的实现
C++类要想被QML访问，首先必须满足两个条件：一是派生自QObject类或QObject类的子类，二是使用Q_OBJECT宏。QObject类是所有Qt对象的基类，作为Qt对象模型的核心，提供了信号与槽机制等很多重要特性。Q_OBJECT宏必须在private区（C++默认为private）声明，用来声明信号与槽，使用Qt元对象系统提供的内容，位置一般在语句块首行。Projects选择Qt Quick Application，工程名为Hello。
1、信号与槽实现
A、C++类实现
1 #ifndef HELLO_H
2 #define HELLO_H
3 #include <QObject>
4 #include <QDebug>
5
6 class Hello: public QObject
7 {
8 Q_OBJECT
9 public slots:
10 void doSomething()
11 {
12 qDebug() << "Hello::dosomething() is called.";
13 }
14 signals:
15 void begin();
16 };
17
18 #endif // HELLO_H
Hello类中的信号begin()和槽doSomething()都可以被QML访问。槽必须声明为public或protected，信号在C++中使用时要用到emit关键字，但在QML中就是个普通的函数，用法同函数一样，信号处理器形式为on，Signal首字母大写。信号不支持重载，多个信号的名字相同而参数不同时，能够被识别的只是最后一个信号，与信号的参数无关。
B、注册C++类型
1 #include <QGuiApplication>
2 #include <QQmlApplicationEngine>
3 #include <QtQml>
4 #include "hello.h"
5
6 int main(int argc, char *argv[])
7 {
8 QGuiApplication app(argc, argv);
9 //注册C++类型Hello
10 qmlRegisterType<Hello>("Hello.module",1,0,"Hello");
11
12 QQmlApplicationEngine engine;
13 engine.load(QUrl(QStringLiteral("qrc:/main.qml")));
14
15 return app.exec();
16 }
将C++类注册到Qt元对象系统。
C、在QML文件中导入C++类并使用
1 import QtQuick 2.5
2 import QtQuick.Window 2.2
3 //导入注册的C++类
4 import Hello.module 1.0
5
6 Window {
7 visible: true
8 640
9 height: 480
10 title: qsTr("Hello QML")
11 MouseArea {
12 anchors.fill: parent
13 onClicked: {
14 hello.begin();//单击鼠标调用begin信号函数
15 }
16 }
17 Hello{
18 id:hello //Hello类的实例
19 onBegin:doSomething()
20 }
21 }
在QML文件中导入注册的C++类（import），关键字Hello就可以在当前QML文件中当作一种QML类型来用。MouseArea铺满界面，单击鼠标时会发送begin()信号，进而调用doSomething()槽函数。
2、枚举类型实现
A、C++类中枚举的定义
1 #ifndef HELLO_H
2 #define HELLO_H
3 #include <QObject>
4 #include <QDebug>
5
6 class Hello: public QObject
7 {
8 Q_OBJECT
9 Q_ENUMS(Color)
10 public:
11 Hello():m_color(RED)
12 {
13 qDebug() << "Hello() is called.";
14 }
15 //枚举
16 enum Color
17 {
18 RED,
19 BLUE,
20 BLACK
21 };
22 public slots:
23 void doSomething(Color color)
24 {
25 qDebug() << "Hello::dosomething() is called " << color;
26 }
27
28 signals:
29 void begin();
30 private:
31 Color m_color;
32 };
33
34 #endif // HELLO_H
C++类中添加了public的Color枚举类型，枚举类型要想在QML中使用，需要使用Q_ENUMS()宏。
B、QML文件中使用C++枚举类型
1 import QtQuick 2.5
2 import QtQuick.Window 2.2
3 //导入注册的C++类
4 import Hello.module 1.0
5
6 Window {
7 visible: true
8 640
9 height: 480
10 title: qsTr("Hello QML")
11 MouseArea {
12 anchors.fill: parent
13 onClicked: {
14 hello.begin();//单击鼠标调用begin信号函数
15 }
16 }
17 Hello{
18 id:hello //Hello类的实例
19 onBegin:doSomething(Hello.RED)
20 }
21 }
QML中使用枚举类型的方式是通过C++类型名使用“.”操作符直接访问枚举成员，如Hello.RED。
3、成员函数实现
A、成员函数定义
1 #ifndef HELLO_H
2 #define HELLO_H
3 #include <QObject>
4 #include <QDebug>
5
6 class Hello: public QObject
7 {
8 Q_OBJECT
9 Q_ENUMS(Color)
10 public:
11 Hello():m_color(RED)
12 {
13 qDebug() << "Hello() is called.";
14 }
15 //枚举
16 enum Color
17 {
18 RED,
19 BLUE,
20 BLACK
21 };
22 Q_INVOKABLE void show()
23 {
24 qDebug() << "show() is called.";
25 }
26 public slots:
27 void doSomething(Color color)
28 {
29 qDebug() << "Hello::dosomething() is called " << color;
30 }
31
32 signals:
33 void begin();
34 private:
35 Color m_color;
36 };
37
38 #endif // HELLO_H
如果QML中访问C++成员函数，则C++成员函数必须是public或protected成员函数，且使用Q_INVOKABLE宏，位置在函数返回类型的前面。
B、QML中调用C++类成员函数
1 import QtQuick 2.5
2 import QtQuick.Window 2.2
3 //导入注册的C++类
4 import Hello.module 1.0
5
6 Window {
7 visible: true
8 640
9 height: 480
10 title: qsTr("Hello QML")
11 MouseArea {
12 anchors.fill: parent
13 onClicked: {
14 hello.begin();//单击鼠标调用begin信号函数
15 hello.show();
16 }
17 }
18 Hello{
19 id:hello //Hello类的实例
20 onBegin:doSomething(Hello.RED)
21 }
22 }
在QML中访问C++的成员函数的形式是“.”,如hello.show()，支持函数重载。
4、C++类的属性
A、C++类中属性的定义
1 #ifndef HELLO_H
2 #define HELLO_H
3 #include <QObject>
4 #include <QDebug>
5
6 class Hello: public QObject
7 {
8 Q_OBJECT
9 Q_ENUMS(Color)
10 //属性声明
11 Q_PROPERTY(Color color READ color WRITE setColor NOTIFY colorChanged)
12 public:
13 Hello():m_color(RED)
14 {
15 qDebug() << "Hello() is called.";
16 }
17 //枚举
18 enum Color
19 {
20 RED,
21 BLUE,
22 BLACK
23 };
24 Q_INVOKABLE void show()
25 {
26 qDebug() << "show() is called.";
27 }
28 Color color() const
29 {
30 return m_color;
31 }
32 void setColor(const Color& color)
33 {
34 if(color != m_color)
35 {
36 m_color = color;
37 emit colorChanged();
38 }
39 }
40 public slots:
41 void doSomething(Color color)
42 {
43 qDebug() << "Hello::dosomething() is called " << color;
44 }
45
46 signals:
47 void begin();
48 void colorChanged();
49 private:
50 Color m_color;//属性
51 };
52
53 #endif // HELLO_H
C++类中添加了Q_PROPERTY()宏，用来在QObject派生类中声明属性，属性同类的数据成员一样，但又有一些额外的特性可通过Qt元对象系统来访问。
Q_PROPERTY()(type name (READ getFunction [WRITE setFunction] | MEMBER memberName [(READ getFunction | WRITE setFunction)]) [RESET resetFunction] [NOTIFY notifySignal] [REVISION int] [DESIGNABLE bool] [SCRIPTABLE bool] [STORED bool] [USER bool] [CONSTANT] [FINAL])
属性的type、name是必需的，其它是可选项，常用的有READ、WRITE、NOTIFY。属性的type可以是QVariant支持的任何类型，也可以是自定义类型，包括自定义类、列表类型、组属性等。另外，属性的READ、WRITE、RESET是可以被继承的，也可以是虚函数，不常用。
READ：读取属性值，如果没有设置MEMBER的话，是必需的。一般情况下，函数是个const函数，返回值类型必须是属性本身的类型或这个类型的const引用，没有参数。
WRITE：设置属性值，可选项。函数必须返回void，有且仅有一个参数，参数类型必须是属性本身的类型或类型的指针或引用。
NOTIFY：与属性关联的可选信号，信号必须在类中声明过，当属性值改变时，就可触发信号，可以没有参数，有参数的话只能是一个类型同属性本身类型的参数，用来记录属性改变后的值。
B、QML中修改属性
1 import QtQuick 2.5
2 import QtQuick.Window 2.2
3 //导入注册的C++类
4 import Hello.module 1.0
5
6 Window {
7 visible: true
8 640
9 height: 480
10 title: qsTr("Hello QML")
11 MouseArea {
12 anchors.fill: parent
13 onClicked: {
14 hello.begin()//单击鼠标调用begin信号函数
15 hello.show()
16 hello.color = 2 //修改属性
17 }
18 }
19 Hello{
20 id:hello //Hello类的实例
21 onBegin:doSomething(Hello.RED)
22 onColorChanged:console.log("color changed.")
23 }
24 }
C++类中的m_color属性可以在QML中访问、修改，访问时调用了color()函数，修改时调用setColor()函数，同时还发送了一个信号来自动更新color属性值。
四、注册C++类为QML类型
QObject派生类可以注册到Qt元对象系统，使得类在QML中同其它内建类型一样，可以作为一个数据类型来使用。QML引擎允许注册可实例化的类型，也可以是不可实例化的类型，常见的注册函数有：
qmlRegisterInterface() qmlRegisterRevision() qmlRegisterSingletonType() qmlRegisterType() qmlRegisterTypeNotAvailable() qmlRegisterUncreatableType() template<typename T> int qmlRegisterType(const char *uri,int versionMajor, int versionMinor, const char *qmlName);
模板函数注册C++类到Qt元对象系统中，uri是需要导入到QML中的库名，versionMajor和versionMinor是其版本数字，qmlName是在QML中可以使用的类型名。
qmlRegisterType<Hello>("Hello.module",1,0,"Hello");
main.cpp中将Hello类注册为在QML中可以使用的GHello类型，主版本为1，次版本为0，库的名字是Hello.module。main.qml中导入了C++库，使用Hello构造了一个对象，id为hello，可以借助id来访问C++。
注册动作必须在QML上下文创建前，否则无效。
QQuickView为QtQuickUI提供了一个窗口，可以方便地加载QML文件并显示其界面。QApplication派生自QGuiApplication，而QGuiApplication又派生自QCoreApplication，这三个类是常见的管理Qt应用程序的类。QQmlApplicationEngine可以方便地从一个单一的QML文件中加载应用程序，派生自QQmlEngine，QQmlEngine则提供了加载QML组件的环境，可以与QQmlComponent、QQmlContext等一起使用。
五、QML上下文属性设置
在C++应用程序加载QML对象时，可以直接嵌入一些C++数据来给QML使用，需要用到QQmlContext::setContextProperty()设置QML上下文属性，上下文属性可以是一个简单的类型，也可以是任何自定义的类对象。
A、C++设置上下文属性
1 #include <QGuiApplication>
2 #include <QQuickView>
3 #include <QQmlContext>
4 #include "hello.h"
5
6 int main(int argc, char *argv[])
7 {
8 QGuiApplication app(argc, argv);
9
10 QQuickView view;
11 Hello hello;
12 view.rootContext()->setContextProperty("hello", &hello);
13 view.setSource(QUrl(QStringLiteral("qrc:///main.qml")));
14 view.show();
15
16 return app.exec();
17 }
Hello类先实例化为hello对象，然后注册为QML上下文属性。
B、QML使用
1 import QtQuick 2.5
2
3 Item {
4 640
5 height: 480
6 MouseArea {
7 anchors.fill: parent
8 onClicked: {
9 hello.begin()//单击鼠标调用begin信号函数
10 hello.show()
11 }
12 }
13 Connections{
14 target:hello
15 onBegin:console.log("hello")
16 }
在main.qml中不能使用Hello类型来实例化，也不能调用doSomething()槽函数，因为doSomething()函数中的枚举类型在QML中是访问不到的，正确的用法是通过已经设置的QML上下文属性“hello”来访问C++，可以访问信号begin()和成员函数show()，此时的信号处理器需要用Connections来处理。
六、C++访问QML
在C++中也可以访问QML中的属性、函数和信号。
在C++中加载QML文件可以用QQmlComponent或QQuickView，然后就可以在C++中访问QML对象。QQuickView提供了一个显示用户界面的窗口，而QQmlComponent没有。
1、C++使用QQmlComponent
1 #include <QGuiApplication>
2 #include <QQmlApplicationEngine>
3 #include <QtQml>
4 #include "hello.h"
5
6 int main(int argc, char *argv[])
7 {
8 QGuiApplication app(argc, argv);
9 //注册C++类型Hello
10 qmlRegisterType<Hello>("Hello.module",1,0,"Hello");
11
12 QQmlApplicationEngine engine;
13 QQmlComponent component(&engine, QUrl(QStringLiteral("qrc:/main.qml")));
14 component.create();
15
16 return app.exec();
17 }
2、C++使用QML的属性
在C++中加载了QML文件并进行组件实例化后，就可以在C++中访问、修改实例的属性值，可以是QML内建属性，也可以是自定义属性。
A、QML中定义部分元素的属性
1 import QtQuick 2.5
2 import QtQuick.Window 2.0
3 import Hello.module 1.0
4
5 Window {
6 visible: true
7 640
8 height: 480
9 title: "Hello QML"
10 color: "white"
11 MouseArea {
12 anchors.fill: parent
13 onClicked: {
14 hello.begin()//单击鼠标调用begin信号函数
15 hello.doSomething(2)
16 }
17 }
18 Rectangle{
19 objectName: "rect"
20 anchors.fill: parent
21 color:"red"
22 }
23 Hello{
24 id:hello
25 onBegin:console.log("hello")
26 onColorChanged:hello.show()
27 }
28 }
QML中添加了一个Rectangle，设置objectName属性值为“rect”，objectName是为了在C++中能够找到Rectangle。
B、C++中使用QML元素的属性
1 #include <QGuiApplication>
2 #include <QQmlApplicationEngine>
3 #include <QtQml>
4 #include "hello.h"
5
6 int main(int argc, char *argv[])
7 {
8 QGuiApplication app(argc, argv);
9 //注册C++类型Hello
10 qmlRegisterType<Hello>("Hello.module",1,0,"Hello");
11
12 QQmlApplicationEngine engine;
13 QQmlComponent component(&engine, QUrl(QStringLiteral("qrc:/main.qml")));
14 QObject* object = component.create();
15 qDebug() << "width value is" << object->property("width").toInt();
16 object->setProperty("width", 500);//设置window的宽
17 qDebug() << "width value is" << object->property("width").toInt();
18 qDebug() << "height value is" << QQmlProperty::read(object, "height").toInt();
19 QQmlProperty::write(object, "height", 300);//设置window的高
20 qDebug() << "height value is" << QQmlProperty::read(object, "height").toInt();
21 QObject* rect = object->findChild<QObject*>("rect");//查找名称为“rect”的元素
22 if(rect)
23 {
24 rect->setProperty("color", "blue");//设置元素的color属性值
25 qDebug() << "color is " << object->property("color").toString();
26 }
27
28 return app.exec();
29 }
QObject::property()/setProperty()来读取、修改width属性值。
QQmlProperty::read()/write()来读取、修改height属性值。
如果某个对象的类型是QQuickItem，例如QQuickView::rootObject()的返回值，可以使用QQuickItem::width/setWidth()来访问、修改width属性值。
QML组件是一个复杂的树型结构，包含兄弟组件和孩子组件，可以使用QObject::findchild()/findchildren()来查找。
3、C++使用QML中信号与函数
在C++中，使用QMetaObject::invokeMethod()可以调用QML中的函数，从QML传递过来的函数参数和返回值会被转换为C++中的QVariant类型，成功返回true，参数不正确或被调用函数名错误返回false，invokeMethod()共有四个重载函数。必须使用Q_ARG()宏来声明函数参数，用Q_RETURN_ARG()宏来声明函数返回值，其原型如下：
QGenericArgument Q_ARG(Type, const Type & value)
QGenericReturnArgument Q_RETURN_ARG(Type, Type & value)
使用QObject::connect()可以连接QML中的信号，connect()共有四个重载函数，都是静态函数。必须使用SIGNAL()宏来声明信号，SLOT()宏声明槽函数。
使用QObject::disconnect()可以解除信号与槽函数的连接。
A、QML中定义信号与函数
1 import QtQuick 2.5
2 import QtQuick.Window 2.0
3 import Hello.module 1.0
4
5 Window {
6 visible: true
7 640
8 height: 480
9 title: "Hello QML"
10 color: "white"
11 //定义信号
12 signal qmlSignal(string message)
13 //定义函数
14 function qmlFunction(parameter) {
15 console.log("qml function parameter is", parameter)
16 return "function from qml"
17 }
18 MouseArea {
19 anchors.fill: parent
20 onClicked: {
21 hello.begin()//单击鼠标调用begin信号函数
22 hello.doSomething(2)
23 qmlSignal("This is an qml signal.")//发送信号
24 }
25 }
26 Rectangle{
27 objectName: "rect"
28 anchors.fill: parent
29 color:"red"
30 }
31 Hello{
32 id:hello
33 onBegin:console.log("hello")
34 onColorChanged:hello.show()
35 }
36 }
QML中添加了qmlSignal()信号和qmlFunction()函数，信号在QML中发送，函数在C++中调用。
B、C++中调用
1 #include <QGuiApplication>
2 #include <QQmlApplicationEngine>
3 #include <QtQml>
4 #include "hello.h"
5
6 int main(int argc, char *argv[])
7 {
8 QGuiApplication app(argc, argv);
9 //注册C++类型Hello
10 qmlRegisterType<Hello>("Hello.module",1,0,"Hello");
11
12 QQmlApplicationEngine engine;
13 QQmlComponent component(&engine, QUrl(QStringLiteral("qrc:/main.qml")));
14 QObject* object = component.create();
15 qDebug() << "width value is" << object->property("width").toInt();
16 object->setProperty("width", 500);//设置window的宽
17 qDebug() << "width value is" << object->property("width").toInt();
18 qDebug() << "height value is" << QQmlProperty::read(object, "height").toInt();
19 QQmlProperty::write(object, "height", 300);//设置window的高
20 qDebug() << "height value is" << QQmlProperty::read(object, "height").toInt();
21 QObject* rect = object->findChild<QObject*>("rect");//查找名称为“rect”的元素
22 if(rect)
23 {
24 rect->setProperty("color", "blue");//设置元素的color属性值
25 qDebug() << "color is " << object->property("color").toString();
26 }
27 //调用QML中函数
28 QVariant returnedValue;
29 QVariant message = "Hello from C++";
30 QMetaObject::invokeMethod(object, "qmlFunction",
31 Q_RETURN_ARG(QVariant, returnedValue),
32 Q_ARG(QVariant, message));
33 qDebug() << "returnedValue is" << returnedValue.toString(); // function from qml
34 Hello hello;
35 //连接QML元素中的信号到C++槽函数
36 QObject::connect(object, SIGNAL(qmlSignal(QString)),
37 &hello, SLOT(qmlSlot(QString)));
38
39 return app.exec();
40 }
C++类中的槽函数：
1 public slots:
2 void doSomething(Color color)
3 {
4 qDebug() << "Hello::dosomething() is called " << color;
5 }
6 void qmlSlot(const QString& message)
7 {
8 qDebug() << "C++ called: " << message;
9 }
七、QML与C++混合编程注意事项
QML与混合编程注意事项：
A、自定义C++类一定要派生自QObject类或其子类，并使用Q_OBJECT宏。
B、注册自定义C++类到Qt元对象系统或设置自定义类对象实例为QML上下文属性是必须的。
C、两者交互进行数据传递时，要符合QML与C++间数据类型的转换规则。