Qt 信号与槽的使用详解 - 多种绑定形式、同步异步、Lambda表达式等

引言

在Qt框架中，信号与槽（Signals and Slots）机制是一种强大的通信方式，它允许对象之间进行通信而无需知道彼此的详细实现。这种机制是Qt的核心特性之一，广泛应用于事件处理和对象间的通信，能够大大简化编程的复杂性，提高代码的可维护性和可扩展性。

一、信号与槽常见的绑定形式

使用connect连接信号 (槽函数的参数个数必须小于等于信号函数的参数个数)

• 1. connect函数指针 (推荐)，例程如下：
     QMetaObject::Connection QObject::connect(const QObject *sender, PointerToMemberFunction signal, const QObject *receiver, PointerToMemberFunction method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

	QLabel *label = new QLabel;
	QLineEdit *lineEdit = new QLineEdit;
	QObject::connect(lineEdit, &QLineEdit::textChanged,
	                 label,  &QLabel::setText);

	connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, &MainWindow::slot_cs);  // slot_cs是一个普通的槽函数

Qt 5中推荐的信号与槽连接语法，支持函数提示 - 函数补全，会在编译时检查到连接错误

• 2. Lambda表达式(推荐) - 连接和槽函数的实现写在一切，方便、简洁且直观，例程如下：
     QMetaObject::Connection QObject::connect(const QObject *sender, PointerToMemberFunction signal, const QObject *context, Functor functor, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

  QByteArray page = ...;
  QTcpSocket *socket = new QTcpSocket;
  socket->connectToHost("qt-project.org", 80);
  QObject::connect(socket, &QTcpSocket::connected, this, [=] () {
          socket->write("GET " + page + "\r\n");
 }, Qt::AutoConnection);

lambda表达式(函数)详解:https://blog.youkuaiyun.com/LF__plus/article/details/136873469 - 表达式结构、参数解释

还有个类似的QMetaObject::Connection QObject::connect(const QObject *sender, PointerToMemberFunction signal, Functor functor)，少了接受者。

• 3. 标准connect连接(不推荐) - QT4老语法，例程如下：
     QMetaObject::Connection QObject::connect(const QObject *sender, const char *signal, const QObject *receiver, const char *method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

  QLabel *label = new QLabel;
  QScrollBar *scrollBar = new QScrollBar;
  QObject::connect(scrollBar, SIGNAL(valueChanged(int)),
                   label,  SLOT(setNum(int)));

需要注意，signal和slots参数不能包含任何变量名，只能包含类型。相比connect函数指针的连接方式，不能进行函数补全，由于使用宏将信号和槽函数转换为字符串，如果有问题在运行时候才会报错，编译阶段不检查。
还有一个类似的QMetaObject::Connection QObject::connect(const QObject *sender, const QMetaMethod &signal, const QObject *receiver, const QMetaMethod &method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)，使用QMetaMethod作为信号和槽函数，而不是字符串.

• 4. 界面上设置
     1)- 右键控件 - 点击转到槽 - 点击相应的信号，自动生成相应的槽函数，默认绑定无需connect
     2)- 在ui设计界面底部，添加信号和槽的对应关系，如下图所示：
     
• 5. …

一般用的不多的知识点：

1. 将一个信号连接到另一个信号上，当第一个信号发射时，会触发第二个信号
2. 信号和槽可以重载，使用QOverload 和 QMetaObject::Connection处理重载信号和槽
3. 一个信号可以连接多个槽，一个槽也能被多个信号连接
4. 使用disconnect断开信号和槽的连接
5. 一个信号和一个槽函数和进行多次connect连接，一次触发多次执行… 可以设置连接类型来规避这种情况UniqueConnection
6. 发送信号不用加emit也行

可参考：

1. Qt中connect()方法的一些常见用法:https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42478379/article/details/137682367
2. QT标准connect连接（QT4老语法）:https://zhuanlan.zhihu.com/p/692721646
3. QT 信号与槽4种绑定形式:https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42127524/article/details/131189259
4. 槽函数被执行多次的解决方法及Qt::UniqueConnection作用及和其它连接类型的“与”操作写法:https://blog.youkuaiyun.com/danshiming/article/details/123162126
5. Qt信号槽/使用问题:https://blog.youkuaiyun.com/quguanxin/article/details/102843961

二、信号与槽的连接方式 - 同步异步

信号与槽的连接最后有一个枚举参数Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection，默认自动。此参数主要表示信号是立即发出还是排队等待：

常量	值	描述
Qt::AutoConnection	0	(默认) 发送接收在同一线程，则Qt::DirectConnection，否则Qt::QueuedConnection
Qt::DirectConnection	1	发出信号时会立即槽函数，在信号发出者的线程中执行。
Qt::QueuedConnection	2	在接受者的事件循环(线程)中调用。- 异步
Qt::BlockingQueuedConnection	3	和Qt::QueuedConnection一样，也在接受者线程中调用，但是发送信号的线程会被阻塞，直到槽函数执行完毕 (防止槽函数和信号线程对某个值的操纵冲突)。 - 同步
Qt::UniqueConnection	0x80	一个标志，可以与上述连接方式进行组合 保证同一信号和同一槽函数只能连接一次，再次connect连接会失败。

1. 对于排队连接Qt::QueuedConnection，参数必须是Qt的元对象系统已知的类型，因为Qt需要复制参数以将其存储在幕后事件中。如若是自定义类型，可以使用qRegisterMetaType()注册一下。
2. 对于Qt::BlockingQueuedConnection，不能用于发送者接受者在同一个线程的情况，会引起死锁。 - (为啥？可参考博客：由Qt::BlockingQueuedConnection引起的关闭Qt主页面而后台仍有进程残留：https://blog.youkuaiyun.com/youzai2017/article/details/132746319)
3. 当Lambda表达式作为槽函数时，记得使用以上推荐的方式，写全参数。如果省略接受者，默认会在发送者的线程中直接执行。- 比如一个线程发出信号，主线程(UI)线程响应修改相关UI，不写接受者是主线程，会冲突报错，因为只有主线程(UI)线程可以修改UI。