Qt信号与槽机制

一. 简介

就我个人来理解,信号槽机制与Windows下消息机制类似,消息机制是基于回调函数,Qt中用信号与槽来代替函数指针,使程序更安全简洁。

信号和槽机制是 Qt 的核心机制,可以让编程人员将互不相关的对象绑定在一起,实现对象之间的通信。

  • 信号

    当对象改变其状态时,信号就由该对象发射 (emit) 出去,而且对象只负责发送信号,它不知道另一端是谁在接收这个信号。这样就做到了真正的信息封装,能确保对象被当作一个真正的软件组件来使用。

  • 用于接收信号,而且槽只是普通的对象成员函数。一个槽并不知道是否有任何信号与自己相连接。而且对象并不了解具体的通信机制。

  • 信号与槽的连接

    所有从 QObject 或其子类 ( 例如 Qwidget ) 派生的类都能够包含信号和槽。因为信号与槽的连接是通过 QObject 的 connect() 成员函数来实现的。

connect(sender, SIGNAL(signal), receiver, SLOT(slot));

其中 sender 与 receiver 是指向对象的指针,SIGNAL() 与 SLOT() 是转换信号与槽的宏。

二. 特点

  • 一个信号可以连接多个槽

    当信号发射时,会以不确定的顺序一个接一个的调用各个槽。

  • 多个信号可以连接同一个槽

    即无论是哪一个信号被发射,都会调用这个槽。

  • 信号直接可以相互连接

    发射第一个信号时,也会发射第二个信号。

  • 连接可以被移除

    这种情况用得比较少,因为在对象被删除时,Qt会自动移除与这个对象相关的所有连接。语法如下:

disconnect(sender, SIGNAL(signal), receiver, SLOT(slot));

三. 应注意的问题

  1. 信号与槽机制与普通函数的调用一样,如果使用不当的话,在程序执行时也有可能产生死循环。因此,在定义槽函数时一定要注意避免间接形成无限循环,即在槽中再次发射所接收到的同样信号。例如 , 在前面给出的例子中如果在 mySlot() 槽函数中加上语句 emit mySignal() 即可形成死循环。
  2. 如果一个信号与多个槽相联系的话,那么,当这个信号被发射时,与之相关的槽被激活的顺序将是随机的。
  3. 宏定义不能用在 signal 和 slot 的参数中。
  4. 信号和槽的参数个数与类型必须一致。

四. 程序举例

这个demo程序由一个LabelPushButton组成,第一个例子中点击按钮,可以让label关闭,这是最简单的信号与槽的连接;第二例子中点击按钮,在label上获取当前系统时间,这个涉及到的知识点有:信号与槽的参数类型不同时如何连接、自定义槽函数、自定义信号。

首先,新建一个Qt GUI程序,父窗口选为QDialog,类名为getTime,在头文件和CPP文件分别加入如下代码(小生愚钝,还没弄清楚博客园MarkDown代码块怎么高亮,所以只好贴截图了,见谅

头文件

Qt信号与槽机制_第1张图片

实现文件

Qt信号与槽机制_第2张图片

保存、编译、运行之后点击按钮即可看到label消失了。

然后在头文件中加入自定义的槽函数和信号,并在CPP文件中实现槽函数,具体如下:

头文件

Qt信号与槽机制_第3张图片

实现文件

Qt信号与槽机制_第4张图片

然后保存,编译运行即可,点击按钮后就能看到label上显示当前时间了。

总结:

1、signals前面不可加public、private和protected进行修饰;slots前面可以加,因为Qt说槽函数可以当普通函数使用。

2、signals区域的函数必须是void类型,而且这些信号函数没有函数体,也就是说不可以自己定义这些信号函数,你只要声明它就够了,其它不用管,Qt内部自己弄。

3、宏定义和函数指针不能用于信号和槽的参数,信号和槽也不能有缺省参数。

一、概述
二、信号
三、槽
四、信号和槽的关联
五、元对象工具
六、程式样例
七、应注意的问题
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作者简介
作者:唐新华 ([email protected]) 软件工程师

信号和槽作为QT的核心机制在QT编程中有着广泛的应用,本文介绍了信号和槽的一些基本概念、元对象工具及在实际使用过程中应注意的一些问题。 

QT 是个跨平台的C++ GUI应用构架,他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支持下列平台:MS/WINDOWS-95、98、NT和2000;UNIX/X11-Linux、Sun Solaris、HP-UX、Digital Unix、IBM AIX、SGI IRIX;EMBEDDED-支持framebuffer的Linux平台。伴随着KDE的快速发展和普及,QT非常可能成为Linux窗口平台上进行软件研发时的GUI最佳选择。 

一、概述 

信号和槽机制是QT的核心机制,要精通QT编程就必须对信号和槽有所了解。信号和槽是一种高级接口,应用于对象之间的通信,他是QT的核心特性,也是QT差别于其他工具包的重要地方。信号和槽是QT自行定义的一种通信机制,他独立于标准的C/C++语言,因此要正确的处理信号和槽,必须借助一个称为moc(Meta Object Compiler)的QT工具,该工具是个C++预处理程式,他为高层次的事件处理自动生成所需要的附加代码。 
在我们所熟知的非常多GUI工具包中,窗口小部件(widget)都有一个回调函数用于响应他们能触发的每个动作,这个回调函数通常是个指向某个函数的指针。不过,在 QT中信号和槽取代了这些凌乱的函数指针,使得我们编写这些通信程式更为简洁明了。信号和槽能携带任意数量和任意类型的参数,他们是类型完全安全的,不会像回调函数那样产生core dumps。 
所有从QObject或其子类(例如Qwidget)派生的类都能够包含信号和槽。当对象改动其状态时,信号就由该对象发射(emit)出去,这就是对象所要做的全部事情,他不知道另一端是谁在接收这个信号。这就是真正的信息封装,他确保对象被当作一个真正的软件组件来使用。槽用于接收信号,但他们是普通的对象成员函数。一个槽并不知道是否有所有信号和自己相连接。而且,对象并不了解具体的通信机制。 
你能将非常多信号和单个的槽进行连接,也能将单个的信号和非常多的槽进行连接,甚至于将一个信号和另外一个信号相连接也是可能的,这时无论第一个信号什么时候发射系统都将即时发射第二个信号。总之,信号和槽构造了一个强大的部件编程机制。 

二、信号 

当某个信号对其客户或所有者发生的内部状态发生改动,信号被一个对象发射。只有定义过这个信号的类及其派生类能够发射这个信号。当一个信号被发射时,和其相关联的槽将被即时执行,就象一个正常的函数调用相同。信号-槽机制完全独立于所有GUI事件循环。只有当所有的槽返回以后发射函数(emit)才返回。如果存在多个槽和某个信号相关联,那么,当这个信号被发射时,这些槽将会一个接一个地执行,不过他们执行的顺序将会是随机的、不确定的我们不能人为地指定哪个先执行、哪个后执行。 
信号的声明是在头文件中进行的,QT的signals关键字指出进入了信号声明区,随后即可声明自己的信号。例如,下面定义了三个信号: 
signals: 
void mySignal(); 
void mySignal(int x); 
void mySignalParam(int x,int y); 
在上面的定义中,signals是QT的关键字,而非C/C++的。接下来的一行void mySignal() 定义了信号mySignal,这个信号没有携带参数;接下来的一行void mySignal(int x)定义了重名信号mySignal,不过他携带一个整形参数,这有点类似于C++中的虚函数。从形式上讲信号的声明和普通的C++函数是相同的,不过信号却没有函数体定义,另外,信号的返回类型都是void,不要指望能从信号返回什么有用信息。 
信号由moc自动产生,他们不应该在.cpp文件中实现。 

三、槽 

槽是普通的C++成员函数,能被正常调用,他们唯一的特别性就是非常多信号能和其相关联。当和其关联的信号被发射时,这个槽就会被调用。槽能有参数,但槽的参数不能有缺省值。 
既然槽是普通的成员函数,因此和其他的函数相同,他们也有存取权限。槽的存取权限决定了谁能够和其相关联。同普通的C++成员函数相同,槽函数也分为三种类型,即public slots、private slots和protected slots。 
public slots:在这个区内声明的槽意味着所有对象都可将信号和之相连接。这对于组件编程非常有用,你能创建彼此互不了解的对象,将他们的信号和槽进行连接以便信息能够正确的传递。 
protected slots:在这个区内声明的槽意味着当前类及其子类能将信号和之相连接。这适用于那些槽,他们是类实现的一部分,不过其界面接口却面向外部。 
private slots:在这个区内声明的槽意味着只有类自己能将信号和之相连接。这适用于联系非常紧密的类。 
槽也能够声明为虚函数,这也是非常有用的。 
槽的声明也是在头文件中进行的。例如,下面声明了三个槽: 

public slots:
void mySlot();
void mySlot(int x);
void mySignalParam(int x,int y);

四、信号和槽的关联 

通过调用QObject对象的connect函数来将某个对象的信号和另外一个对象的槽函数相关联,这样当发射者发射信号时,接收者的槽函数将被调用。该函数的定义如下: 
bool QObject::connect ( const QObject * sender, const char * signal, const QObject * receiver, const char * member ) [static] 
这个函数的作用就是将发射者sender对象中的信号signal和接收者receiver中的member槽函数联系起来。当指定信号signal时必须使用QT的宏SIGNAL()当指定槽函数时必须使用宏SLOT()。如果发射者和接收者属于同一个对象的话,那么在connect调用中接收者参数能省略。 
例如,下面定义了两个对象:标签对象label和滚动条对象scroll,并将valueChanged()信号和标签对象的setNum()相关联,另外信号还携带了一个整形参数,这样标签总是显示滚动条所处位置的值。 
QLabel *label = new QLabel; 
QScrollBar *scroll = new QScrollBar; 
QObject::connect( scroll, SIGNAL(valueChanged(int)), label, SLOT(setNum(int)) ); 
一个信号甚至能够和另一个信号相关联,看下面的例子: 
class MyWidget : public QWidget 

  public: 
  MyWidget(); 
  … 
  signals: 
  void aSignal(); 
  … 
  private: 
  … 
  QPushButton *aButton; 
}; 
MyWidget::MyWidget() 

  aButton = new QPushButton( this ); 
  connect( aButton, SIGNAL(clicked()), SIGNAL(aSignal()) ); 

在上面的构造函数中,MyWidget创建了一个私有的按钮aButton,按钮的单击事件产生的信号clicked()和另外一个信号aSignal() 进行了关联。这样一来,当信号clicked()被发射时,信号aSignal()也接着被发射。当然,你也能直接将单击事件和某个私有的槽函数相关联,然后在槽中发射aSignal()信号,这样的话似乎有点多余。 
当信号和槽没有必要继续保持关联时,我们能使用disconnect函数来断开连接。其定义如下: 
bool QObject::disconnect ( const QObject * sender, const char * signal, const Object * receiver, const char * member ) [static] 
这个函数断开发射者中的信号和接收者中的槽函数之间的关联。 
有三种情况必须使用disconnect()函数: 
(1)断开和某个对象相关联的所有对象。这似乎有点不可理解,事实上,当我们在某个对象中定义了一个或多个信号,这些信号和另外若干个对象中的槽相关联,如果我们要切断这些关联的话,就能利用这个方法,非常之简洁。 
disconnect( myObject, 0, 0, 0 ) 或 myObject->disconnect() 
(2)断开和某个特定信号的所有关联。 
disconnect( myObject, SIGNAL(mySignal()), 0, 0 ) 或 myObject->disconnect( SIGNAL(mySignal()) ) 
(3)断开两个对象之间的关联。 
disconnect( myObject, 0, myReceiver, 0 ) 或 myObject->disconnect( myReceiver ) 

在disconnect函数中0能用作一个通配符,分别表示所有信号、所有接收对象、接收对象中的所有槽函数。不过发射者sender不能为0,其他三个参数的值能等于0。  

五、元对象工具 

元对象编译器moc(meta object compiler)对C++文件中的类声明进行分析并产生用于初始化元对象的C++代码,元对象包含全部信号和槽的名字及指向这些函数的指针。 
moc 读C++源文件,如果发现有Q_OBJECT宏声明的类,他就会生成另外一个C++源文件,这个新生成的文件中包含有该类的元对象代码。例如,假设我们有一个头文件mysignal.h,在这个文件中包含有信号或槽的声明,那么在编译之前 moc 工具就会根据该文件自动生成一个名为mysignal.moc.h的C++源文件并将其提交给编译器;类似地,对应于mysignal.cpp文件moc 工具将自动生成一个名为mysignal.moc.cpp文件提交给编译器。 

元对象代码是signal/slot机制所必须的。用moc产生的C++源文件必须和类实现一起进行编译和连接,或用#include语句将其包含到类的源文件中。moc并不扩展#include或#define宏定义,他只是简单的跳过所遇见的所有预处理指令。 

六、程式样例 

这里给出了一个简单的样例程式,程式中定义了三个信号、三个槽函数,然后将信号和槽进行了关联,每个槽函数只是简单的弹出一个对话框窗口。读者能用kdevelop生成一个简单的QT应用程式,然后将下面的代码添加到相应的程式中去。 
信号和槽函数的声明一般位于头文件中,同时在类声明的开始位置必须加上Q_OBJECT语句,这条语句是不可缺少的,他将告诉编译器在编译之前必须先应用 moc工具进行扩展。关键字signals指出随后开始信号的声明,这里signals用的是复数形式而非单数,siganls没有public、 private、protected等属性,这点不同于slots。另外,signals、slots关键字是QT自己定义的,不是C++中的关键字。 
信号的声明类似于函数的声明而非变量的声明,左边要有类型,右边要有括号,如果要向槽中传递参数的话,在括号中指定每个形式参数的类型,当然,形式参数的个数能多于一个。 
关键字slots指出随后开始槽的声明,这里slots用的也是复数形式。 
槽的声明和普通函数的声明相同,能携带零或多个形式参数。既然信号的声明类似于普通C++函数的声明,那么,信号也可采用C++中虚函数的形式进行声明,即同名但参数不同。例如,第一次定义的void mySignal()没有带参数,而第二次定义的却带有参数,从这里我们能看到QT的信号机制是非常灵活的。 
信号和槽之间的联系必须事先用connect函数进行指定。如果要断开二者之间的联系,能使用函数disconnect。 

复制代码

 1 //tsignal.h 
 2 … 
 3 class TsignalApp:public QMainWindow 
 4 { 
 5 Q_OBJECT 
 6 … 
 7 //信号声明区 
 8 signals: 
 9 //声明信号mySignal() 
10 void mySignal(); 
11 //声明信号mySignal(int) 
12 void mySignal(int x); 
13 //声明信号mySignalParam(int,int) 
14 void mySignalParam(int x,int y); 
15 //槽声明区 
16 public slots: 
17 //声明槽函数mySlot() 
18 void mySlot(); 
19 //声明槽函数mySlot(int) 
20 void mySlot(int x); 
21 //声明槽函数mySignalParam (int,int) 
22 void mySignalParam(int x,int y); 
23 } 
24 … 
25 //tsignal.cpp 
26 … 
27 TsignalApp::TsignalApp() 
28 { 
29 … 
30 //将信号mySignal()和槽mySlot()相关联 
31 connect(this,SIGNAL(mySignal()),SLOT(mySlot())); 
32 //将信号mySignal(int)和槽mySlot(int)相关联 
33 connect(this,SIGNAL(mySignal(int)),SLOT(mySlot(int))); 
34 //将信号mySignalParam(int,int)和槽mySlotParam(int,int)相关联 
35 connect(this,SIGNAL(mySignalParam(int,int)),SLOT(mySlotParam(int,int))); 
36 } 
37 // 定义槽函数mySlot() 
38 void TsignalApp::mySlot() 
39 { 
40 QMessageBox::about(this,”Tsignal”, “This is a signal/slot sample without 
41 parameter.”); 
42 } 
43 // 定义槽函数mySlot(int) 
44 void TsignalApp::mySlot(int x) 
45 { 
46 QMessageBox::about(this,”Tsignal”, “This is a signal/slot sample with one 
47 parameter.”); 
48 } 
49 // 定义槽函数mySlotParam(int,int) 
50 void TsignalApp::mySlotParam(int x,int y) 
51 { 
52 char s[256]; 
53 sprintf(s,”x:%d y:%d”,x,y); 
54 QMessageBox::about(this,”Tsignal”, s); 
55 } 
56 void TsignalApp::slotFileNew() 
57 { 
58 //发射信号mySignal() 
59 emit mySignal(); 
60 //发射信号mySignal(int) 
61 emit mySignal(5); 
62 //发射信号mySignalParam(5,100) 
63 emit mySignalParam(5,100); 
64 } 

复制代码

七、应注意的问题 

信号和槽机制是比较灵活的,但有些局限性我们必须了解,这样在实际的使用过程中做到有的放矢,避免产生一些错误。下面就介绍一下这方面的情况。 
(1)信号和槽的效率是非常高的,不过同真正的回调函数比较起来,由于增加了灵活性,因此在速度上还是有所损失,当然这种损失相对来说是比较小的,通过在一台 i586-133的机器上测试是10微秒(运行Linux),可见这种机制所提供的简洁性、灵活性还是值得的。但如果我们要追求高效率的话,比如在实时系统中就要尽可能的少用这种机制。 
(2)信号和槽机制和普通函数的调用相同,如果使用不当的话,在程式执行时也有可能产生死循环。因此,在定义槽函数时一定要注意避免间接形成无限循环,即在槽中再次发射所接收到的同样信号。例如,在前面给出的例子中如果在mySlot()槽函数中加上语句emit mySignal()即可形成死循环。 
(3)如果一个信号和多个槽相联系的话,那么,当这个信号被发射时,和之相关的槽被激活的顺序将是随机的。 
(4)宏定义不能用在signal和slot的参数中。 
既然moc工具不扩展#define,因此,在signals和slots中携带参数的宏就不能正确地工作,如果不带参数是能的。例如,下面的例子中将带有参数的宏SIGNEDNESS(a)作为信号的参数是不合语法的: 
#ifdef ultrix 
#define SIGNEDNESS(a) unsigned a 
#else 
#define SIGNEDNESS(a) a 
#endif 
class Whatever : public QObject 

[…] 
signals: 
void someSignal( SIGNEDNESS(a) ); 
[…] 
}; 
(5)构造函数不能用在signals或slots声明区域内。 
的确,将一个构造函数放在signals或slots区内有点不可理解,无论怎么,不能将他们放在private slots、protected slots或public slots区内。下面的用法是不合语法需求的: 
class SomeClass : public QObject 

Q_OBJECT 
public slots: 
SomeClass( QObject *parent, const char *name ) 
: QObject( parent, name ) {} // 在槽声明区内声明构造函数不合语法 
[…] 
}; 
(6) 函数指针不能作为信号或槽的参数。 
例如,下面的例子中将void (*applyFunction)(QList*, void*)作为参数是不合语法的: 
class someClass : public QObject 

Q_OBJECT 
[…] 
public slots: 
void apply(void (*applyFunction)(QList*, void*), char*); // 不合语法 
}; 
你能采用下面的方法绕过这个限制: 
typedef void (*ApplyFunctionType)(QList*, void*); 
class someClass : public QObject 

Q_OBJECT 
[…] 
public slots: 
void apply( ApplyFunctionType, char *); 
}; 
(7)信号和槽不能有缺省参数。 
既然signal->slot绑定是发生在运行时刻,那么,从概念上讲使用缺省参数是困难的。下面的用法是不合理的: 
class SomeClass : public QObject 

Q_OBJECT 
public slots: 
void someSlot(int x=100); // 将x的缺省值定义成100,在槽函数声明中使用是错误的 

}; 

(8)信号和槽也不能携带模板类参数。 

如果将信号、槽声明为模板类参数的话,即使moc工具不报告错误,也不可能得到预期的结果。例如,下面的例子中当信号发射时,槽函数不会被正确调用: 
[…] 
public slots: 
void MyWidget::setLocation (pair location); 
[…] 
public signals: 
void MyObject::moved (pair location); 
不过,你能使用typedef语句来绕过这个限制。如下所示: 
typedef pair IntPair; 
[…] 
public slots: 
void MyWidget::setLocation (IntPair location); 
[…] 
public signals: 
void MyObject::moved (IntPair location); 

这样使用的话,你就能得到正确的结果。 

(9)嵌套的类不能位于信号或槽区域内,也不能有信号或槽。 

例如,下面的例子中,在class B中声明槽b()是不合语法的,在信号区内声明槽b()也是不合语法的。 
class A 

Q_OBJECT 
public: 
class B 

public slots: // 在嵌套类中声明槽不合语法 
void b(); 
[….] 
}; 
signals: 
class B 

// 在信号区内声明嵌套类不合语法 
void b(); 
[….] 
}: 
}; 

(10)友元声明不能位于信号或槽声明区内。相反,他们应该在普通C++的private、protected或public区内进行声明。下面的例子是不合语法规范的: 

class someClass : public QObject 

Q_OBJECT 
[…] 
signals: //信号定义区 
friend class ClassTemplate; // 此处定义不合语法 
};

转自:http://blog.csdn.net/michealtx/article/details/6858784

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