qt之信号与槽的原理

最新推荐文章于 2025-04-03 11:02:37 发布

没闲的小孩多酱

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只要问到qt的亮点是什么，不得不说就是信号与槽机制。信号与槽类似观察者模式。

在面向对象的编程中，都会创建很多实例，而每个实例都是独立的，要想每个实例能够协同合作，那么就会需要一种对象间传递消息的机制，在很多框架中都采用回调函数来进行对象间信息传递。

回调函数就是一个函数指针，如果想要一个处理函数通知一些事件，你需要将这个指针传递给处理函数。处理函数在适当时间调用回调函数。MFC就是使用的回调函数，但回调可能是不直观的，不易于理解的，并且也不能保证是类型安全的。

（1）信号与槽与回调函数的区别

回调函数的本质是基于“你想让别人的代码执行你的代码，而别人的代码你又不能动”这种产生的。回调函数是函数指针的一种用法，如果多个类都关注某个类的状态变化，此时需要维护一个列表，以存放多个回调函数的地址。对于每一个被关注的类，都需要做类似的工作，因此这种做法效率低，不灵活。

回调函数的例子：

void printWelcome(int len)
{
	printf("欢迎欢迎 -- %d/n", len);
}
void printGoodbye(int len)
{
	printf("送客送客 -- %d/n", len);
}
	
void callback(int times, void(*print)(int))
{
	int i;
	for (i = 0; i < times; ++i)
	{
		print(i);
	}
	printf("/n我不知道你是迎客还是送客!/n/n");
}	
void main(void)
{
	callback(2, printWelcome);
	callback(2, printGoodbye);
}

Qt为了消除回调函数等的弊端，从而开发了一种新的消息传递机制，即信号和槽。

顺带提一句，Qt提供了一种机制，能够自动、有效的组织和管理继承自QObject的Qt对象，这种机制就是对象树。这种机制在界面变成上是有好处的，能够帮助程序员缓解内存泄露的问题，比如说当应用程序创建了一个具有父窗口部件的对象时，该对象将被加入父窗口部件的孩子列表。当应用程序销毁父窗口部件时，其下的孩子列表中的对象将被一一删除。这让我们在编程时，能够将主要精力放在系统的业务上，提高编程效率，同时也保证了系统的稳健性。所以new了一个父窗口后，只要delete父窗口后，那它的子窗口都会被自动释放，释放顺序（即析构顺序）与这些子对象的构造顺序相反。

例如，当我们要求鼠标点击某个按钮时，对应的窗口就需要关闭，那么这个按钮就会发出一个点击信号，而窗口接收到这个信号后执行关闭窗口。那么，这个信号就是按钮被点击，而槽就是窗口执行关闭函数。

可以将信号和槽理解成“命令-执行”，即信号就是命令，槽就是执行命令。

（2）信号

当一个对象的内部状态发生改变时，如果其它对象对它的状态改变需要作出反应，这时就应该让这个类发出状态改变的信号。

声明信号使用signals关键字。

发送信号使用emit关键字。

信号的注意点：

1.所有的信号声明都是公有的，所以Qt规定不能在signals前面加public,private, protected。

2.所有的信号都没有返回值，所以返回值都用void。

3.所有的信号都不需要定义。

4.必须直接或间接继承自QOBject类，并且开头私有声明包含Q_OBJECT。

5.在同一个线程中，当一个信号被emit发出时，会立即执行其槽函数，等槽函数执行完毕后，才会执行emit后面的代码，如果一个信号链接了多个槽，那么会等所有的槽函数执行完毕后才执行后面的代码，槽函数的执行顺序是按照它们链接时的顺序执行的。不同线程中（即跨线程时），槽函数的执行顺序是随机的。

6.在链接信号和槽时，可以设置链接方式为：在发出信号后，不需要等待槽函数执行完，而是直接执行后面的代码，是通过connect的第5个参数。

7.信号与槽机制要求信号和槽的参数一致，所谓一致，是参数类型一致。如果不一致，允许的情况是，信号的参数可以比槽函数的参数多，即便如此，槽函数存在的那些参数的顺序也必须和信号的前面几个一致起来。这是因为，你可以在槽函数中选择忽略信号传来的数据（也就是槽函数的参数比信号的少），但是不能说信号根本没有这个数据，你就要在槽函数中使用（就是槽函数的参数比信号的多，这是不允许的）。

（3）槽

槽其实就是普通的C++函数，它可以是虚函数，static函数，也可以被重载，可以是公有的、保护的、私有的、也可以被其他C++成员函数调用，它唯一特点就是能和信号链接。当和它链接的信号被发出时，这个槽就会被调用，而且槽所在的类也需要直接或间接继承QObject，然后添加Q_OBJECT，槽函数因为是普通的C++函数，所以需要实现，不然接了信号什么都不做总不太好吧，槽是可以受访问控制的，而信号不行，不然一个private的信号，在类外有不能连接，没有意义。

在qt4中，声明槽可以使用：public/protected/private slots:

在Qt5中你也不需要使用这些声明，每个函数都可以被当作是槽函数，而且还可以使用Lambda表达式来作为槽。不过为了程序的可读性，我还是推荐槽函数要声明一下。

（4）信号与槽的连接

使用connect函数，有两个原型。

原型1：

static QMetaObject::Connection connect(
    const QObject *sender,    //信号发送对象指针
    const char *signal,       //信号函数字符串，使用SIGNAL()
    const QObject *receiver,  //槽函数对象指针
    const char *member,       //槽函数字符串，使用SLOT()
    Qt::ConnectionType = Qt::AutoConnection);

如：connect(pushButton, SIGNAL(clicked()), dialog, SLOT(close()));

Qt4和Qt5都可以使用这种连接方式。

原型2：

static QMetaObject::Connection connect(
    const QObject *sender,      //信号发送对象指针
    const QMetaMethod &signal,  //信号函数地址
    const QObject *receiver,    //槽函数对象指针
    const QMetaMethod &method,  //槽函数地址
    Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection);

如：connect(pushButton, &QPushButton::clicked, dialog, &QDialog::close);

这是Qt5新增的连接方式，这使得在编译期间就可以进行拼写检查，参数检查，类型检查，并且支持相容参数的兼容性转换。

（5）信号与槽的多种用法