【C++ 项目设计】通过C++ 实现Qt的信号槽机制

已于 2024-01-17 13:53:33 修改
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分类专栏： C++项目设计：理论、实践与创新 文章标签： c++ qt 系统架构 开发语言 cmake c语言 程序人生
于 2024-01-12 16:56:31 首次发布
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本文详细介绍了如何在C++中，利用STL实现类似于Qt的信号槽机制，以实现对象间的解耦通信，提供跨线程安全、类型安全和动态连接的功能。首先探讨了Qt信号槽机制的吸引力与挑战，然后分析了在STL中实现的原因，如解耦合、跨框架通用性、类型安全和性能。接着，阐述了在STL中实现信号槽的动机，如提供灵活通信、跨线程通信和类型安全，以及无框架依赖。文章详细介绍了模块划分，包括async、event_loop、thread_management、type_system、signal_slot_connector、reflection等模块的设计和实现，以及如何在STL中实现类型安全、线程安全的信号槽机制。最后，文章探讨了工作量评估、集中接口设计，以及系统的意义与影响，展望了未来可能的发展方向。

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第一章: 前言

在开始探索Qt信号槽机制的深层次实现之前，让我们先沉浸在一段引人深思的话语中。正如C++之父Bjarne Stroustrup所言：“我们应该关注我们的软件的本质复杂性，而非不必要的复杂性。” 这句话在我们即将深入探讨的主题中显得尤为贴切。

Qt信号槽机制是Qt框架的核心组成部分，提供了一种强大而灵活的方式来实现对象间的通信。这种机制不仅允许开发者以一种类型安全的方式来处理事件，还能够跨线程进行通信，极大地提高了代码的可读性和维护性。然而，Qt信号槽机制背后的实现涉及到复杂的元对象编译器（MOC, Meta-Object Compiler）和详细的事件处理系统，这些都增加了其实现的复杂性。

在这个技术旅程中，我们不仅仅是在探索一个编程框架的特性，更是在理解软件设计的深层次哲学——如何在保持强大功能的同时，尽可能减少不必要的复杂性。这种平衡在软件设计中至关重要，它涉及到我们对技术的理解、对代码的人性化关怀以及对终端用户的深刻洞察。

1.1 信号槽机制的魅力与挑战

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[C++&Qt] 控件的connect链接以及通过信号与槽传递数据
Loewen丶的小窝
03-15 3971
在视觉项目中，一般需要用到信号和槽机制主要有两个地方：第一条想必大家用的会比较多一些，无非就是和Qt界面上的一些按钮、复选框、编辑框等控件进行交互，这里重点介绍一些第二种方式，涉及各个类之间的信号传递与接收。例：我要传两个double类型的数据给上位机具体流程如下： 1、定义信号和槽 — signals&slots 注：判断信号有没有发送成功时，可以在connect处加个断点，打印一串代码，看看最终是否打印出来，如： 2、在发送信号的位置将需要传递的数据发送出去 二、传递自定义结构体数据（适用于传递的
C++实现qt的信号和槽
AJQ1997的博客
06-09 381
C++实现qt的信号和槽 使用方法是参考一些实例代码而来的，批注部分自己的注释 signal.h文件 #pragma once #include<iostream> #include<memory> #include<stdlib.h> #include<vector> using namespace std; #define Connect(sender,signal,receiver,method)((sender)->signal.Bind(re
什么是信号和槽？纯C++中如何实现信号和槽？
weixin_41098116的博客
04-21 1761
本篇文章介绍了如何在纯C++代码中实现信号和槽机制。通过示例代码的讲解，详细说明了如何使用std::list来存储槽函数，解决一个信号对应多个槽函数时只触发最后一个注册的槽函数的问题。同时，还展示了如何添加disconnect函数用于解除信号与槽的绑定，实现更加完善的信号和槽机制，并通过这种方式更好地理解信号和槽的底层机制。
C/C++ Qt 信号自定义槽函数
优快云
11-13 8636
Qt中实现自定义信号与槽函数，信号用于发送并触发槽函数，槽函数则是具体的功能实现，如下我们以老师学生为例子简单学习一下信号与槽函数的使用方法。在Qt中，信号与槽机制是一种用于实现对象间通信的强大方式。这机制通过信号（signal）和槽（slot）的组合，使得对象能够以松散耦合的方式进行交互。
C++ Qt开发：如何使用信号与槽
优快云
12-11 5726
在Qt中，信号与槽（Signal and Slot）是一种用于对象之间通信的机制。是Qt框架引以为傲的一项机制，它带来了许多优势，使得Qt成为一个强大且灵活的开发框架之一。信号与槽的关联通过`QObject::connect`函数完成。这样的机制使得对象能够以一种灵活而松散耦合的方式进行通信，使得组件之间的交互更加灵活和可维护。
C++实现仿qt信号槽运行机制过程
06-14
通过以上步骤，我们就实现了C++中一个简单的仿Qt信号槽机制。尽管这种方法无法实现Qt那样复杂和灵活的连接管理、类型安全以及异步执行，但它足以在小型项目中实现对象间的简单通信。在实际开发中，可能需要进一步...
使用纯C++信号槽实现代码
04-02
"使用纯C++信号槽实现代码"的主题旨在探讨如何在不直接依赖Qt库的情况下，模仿Qt的信号槽机制来实现类似的事件驱动编程模式。 信号和槽是Qt的核心特性之一，它们提供了一种安全、灵活的方式来连接对象间的通信。...
QT开发基础与环境搭建+C++与QT结合进阶+QT信号与槽机制详解+QT界面设计与布局管理+QT数据库操作等全套教程
08-10
QT信号与槽机制详解 QT界面设计与布局管理 QT数据库操作与SQLite集成 QT网络编程技术 QT多线程与并发控制 QT国际化与本地化支持 QT图形与图像处理 QT多媒体开发 QT游戏开发入门 QT跨平台开发实践 QT性能优化与调试...
C++课程设计团队项目：基于QT实现的机房预约管理系统.zip
09-12
【标题】"C++课程设计团队项目：基于QT实现的机房预约管理系统"涉及的核心知识点主要集中在C++编程语言和QT框架的应用上。C++是一种强类型、静态类型的面向对象编程语言，它提供了丰富的功能和高效性能，是开发桌面...
Signal Processing Toolbox
qq_42235129的博客
12-01 7839
雷达信号处理吸收了其他信号处理领域内很多相同的技术和概念，包括通信和声呐到语音和图像处理。线性滤波和统计检测理论是雷达最基本的任务-- 目标检测的核心。采用快速傅里叶变换技术实现的傅里叶变换在雷达信号处理中被广采用，包括匹配滤波器的快速卷积实现，多普勒估计、雷达成像等。雷达中采用基于模型的现代谱估计方法和自适应滤波技术进行波束形成和干扰抑制，采用模式识别技术进行目标和杂波鉴别和目标识别。 可以说数字信号处理是学习雷达信号处理的基础吧。那学习雷达信号处理之前需要先掌握哪些数字信号处理的基础知识呢？可参考下图
C++ 程序设计：信号与槽
weixin_42549534的博客
07-07 1176
在C++中，有很多开源的信号与槽库可以使用。以下是一些常见的开源信号与槽库：Qt：Qt是一个流行的跨平台应用程序框架，提供了一个强大的信号与槽系统。它能够轻松地创建和管理信号与槽的连接，具有良好的可扩展性和灵活性。Qt通过使用线程间事件队列（event queue）来实现线程间的信号与槽通信。Boost.Signals：Boost.Signals是C++的一个信号与槽库，它提供了一套基于回调机制的信号与槽系统。
C++ ——Qt的信号和槽的详解
杨杨子江的博客
04-12 511
1、概述 信号槽是 Qt 框架引以为豪的机制之一。所谓信号槽，实际就是观察者模式。当某个事件发生之后，比如，按钮检测到自己被点击了一下，它就会发出一个信号（signal）。这种发出是没有目的的，类似广播。如果有对象对这个信号感兴趣，它就会使用连接（connect）函数，意思是，将想要处理的信号和自己的一个函数（称为槽（slot））绑定来处理这个信号。也就是说，当信号发出时，被连接的槽函数会自动被回...
Qt核心特性之 —— 「信号(Signal)与槽(Slot)」机制
YMGogre的博客
12-12 7376
​信号(Signal)：用于反映某件事情发生了，比如QPushButton的 clicked、pressed、released、toggled 等信号。本质是个特殊的成员函数声明； 槽(Slot)：信号处理槽函数，用于响应信号；
【C++学习笔记（五十一）】之Qt中的信号和槽机制
开发小鸽
07-25 739
一．信号和槽机制         信号和槽机制分为信号和槽函数，用于处理事件。当某个事件发生时，比如说某个按钮被点击后，它就会发出一个信号（signal），如果有对象对这个信号感兴趣，那么它就会使用连接（connect）函数，将该信号与自己的一个槽函数（slot）连接起来，槽函数被调用。槽函数负责点击按钮后的处理实现。 二，系统自带的信号和槽函数 （一）connect函数         connect函数连接信号
Qt - C++ - 信号与槽的学习与用法（signals）
kygpa
07-12 1398
signals:// 在这里添加对信号的响应代码。
Qt 信号槽机制详解（超级简易读）史上最傻教程 原理
每天进步一点
06-03 1万+
解析首先为什么会有QT信号槽？因为有这么一个使用环境：当你做了某个动作，出触发一些事情，比如你在大街上亲了某个陌生女孩子，这时候会触发你挨巴掌这个事情。这就是信号槽最通俗的模型。再说一下要如何构建这个场景：需要&gt;1个目标（也可以是一个目标，比如你自己抽自己巴掌）需要有触发（你去亲陌生女孩子）需要有反应事件（女孩子抽你，或者别人抽你）把上面的事件串起来就是一个完整的信号槽应用环境，示意图如下：...
用ISO C++实现自己的信号槽(Qt另类学习)
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本文使用 ISO C++ 一步一步实现了一个极度简化的信号与槽的系统。希望能有助于C++用户理解Qt核心的信号槽与元对象系统是如何工作的。 dbzhang800 2011.04.30
自己用纯C++实现简单的QT中信号与槽机制
阳光柠檬_的技术笔记
10-02 4443
前天在我很久以前的一篇博文 （http://blog.youkuaiyun.com/liukang325/article/details/45742675） 中有人回复说看到我的博文很激动，希望我详细介绍一下信号与槽的机制，想自己通过回调实现一下。我写的博客能帮助到你我也很激动！~所以就依我自己的理解简单实现一下供你参考~只是一个最简单的信号。并没有实现 QT中信号还带参数传递的功能。想要更深入的理解，可以
QT的信号与槽原理（经典)
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QT的信号与槽原理（经典)   信号与槽作为QT的核心机制在QT编程中有着广泛的应用，本文介绍了信号与槽的一些基本概念、元对象工具以及在实际使用过程中应注意的一些问题。 QT是一个跨平台的C++ GUI应用构架，它提供了丰富的窗口部件集，具有面向对象、易于扩展、真正的组件编程等特点，更为引人注目的是目前Linux上最为流行的KDE桌面环境就是建立在QT库的基础之上。QT支持下列平
QT等待信号触发跳出循环
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### QT 中实现等待信号触发以跳出循环的方法 在 Qt 编程中，可以通过 `QEventLoop` 来实现在特定条件下等待信号触发并退出循环的功能。这种方法利用了事件驱动模型的核心特性，允许开发者暂停执行流程直到某个条件被满足。 以下是具体实现方式： #### 使用 QEventLoop 实现等待信号触发 可以创建一个局部的 `QEventLoop` 对象，在接收到目标信号时调用其 `quit()` 方法结束该事件循环。这种方式不会阻塞主线程或其他线程的任务调度[^1]。 下面是一个简单的代码示例展示如何使用 `QEventLoop` 等待信号完成后再继续执行后续逻辑： ```cpp #include <QObject> #include <QEventLoop> #include <QDebug> class Worker : public QObject { Q_OBJECT public slots: void doWork() { qDebug() << "Working..."; emit workFinished(); } signals: void workFinished(); }; int main(int argc, char *argv[]) { QCoreApplication app(argc, argv); Worker worker; QEventLoop loop; // 连接到工作完成信号 QObject::connect(&worker, &Worker::workFinished, [&loop]() { qDebug() << "Work finished!"; loop.quit(); }); // 启动异步任务 QTimer::singleShot(0, &worker, &Worker::doWork); // 开始本地事件循环 loop.exec(); qDebug() << "Continuing execution..."; return 0; } ``` 在这个例子中，当 `Worker` 的 `doWork` 完成后发出 `workFinished` 信号，连接到此信号的 lambda 表达式会被激活，并调用 `loop.quit()` 终止当前的 `QEventLoop` 执行流，从而让程序能够跳过等待状态进入下一步操作。 需要注意的是，如果发送方和接收方处于同一线程，则不能采用 `Qt::BlockingQueuedConnection` 类型，因为这会导致死锁情况发生；此时应选用默认自动连接模式或者显式指定为 `Qt::DirectConnection` 或其他适合类型的连接形式[^3]。 此外，从架构角度来看，这种基于信号槽机制的设计体现了良好的面向对象原则——即关注于解决实际业务问题而非单纯技术细节上的考量[^2]。 #### 总结 通过引入临时性的 `QEventLoop` 结合恰当配置好相应参数后的信号槽绑定关系即可轻松达成所需功能效果：既保持界面响应灵敏度又实现了复杂控制结构下的优雅解决方案。
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