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Qt 信号与槽机制

2019年03月08日 ⁄ 综合 ⁄ 共 7621字 ⁄ 字号 评论关闭

www.cnblogs.com/Braveliu/archive/2013/01/05/2846878.html

【2】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变,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,与其相关联的槽将被立刻执行,就象一个正常的函数调用一样。

信号 --- 槽机制完全独立于任何 GUI 事件循环。只有当所有的槽返回以后发射函数(emit)才返回。

如果存在多个槽与某个信号相关联,那么,当这个信号被发射时,这些槽将会一个接一个地执行,

但是它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:

1 SIGNALS:
2 void mySignal(); 
3 void mySignal(int x); 
4 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,但是它携带一个整形参数,这有点类似于 C++ 中的虚函数。

从形式上讲,信号的声明与普通的C++函数是一样的,但是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,它们不应该在 .cpp 文件中实现。

【3】槽

槽是普通的 C++ 成员函数,可以被正常调用,它们唯一的特殊性就是很多信号可以与其相关联。

当与其关联的信号被发射时,这个槽就会被调用。槽可以有参数,但槽的参数不能有缺省值。

既然槽是普通的成员函数,因此与其它的函数一样,它们也有存取权限。

槽的存取权限决定了谁能够与其相关联。同普通的C++成员函数一样,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任何对象都可将信号与之相连接。

这对于组件编程非常有用,你可以创建彼此互不了解的对象,将它们的信号与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可以将信号与之相连接。

这适用于那些槽,它们是类实现的一部分,但是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可以将信号与之相连接。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:

1 public slots: 
2 
3 void mySlot(); 
4 void mySlot(int x);         
5 void mySignalParam(int x,int y);

【4】信号与槽的关联

通过调用 QObject 对象的 connect 函数来将某个对象的信号与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 与接收者 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()。

如果发射者与接收者属于同一个对象的话,那么在 connect 调用中接收者参数可以省略。

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() 信号与标签对象的 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。

1 QLabel *label  = new QLabel; 
2 QScrollBar *scroll = new QScrollBar; 
3 QObject::connect( scroll, SIGNAL(valueChanged(int)), label, SLOT(setNum(int)) );

一个信号甚至能够与另一个信号相关联,看下面的例子:

复制代码
 1 class MyWidget : public QWidget 
 2 { 
 3 public: 
 4     MyWidget(); 
 5 
 6 signals: 
 7     void aSignal(); 
 8 
 9 private: 
10     QPushButton *aButton; 
11 }; 
12 MyWidget::MyWidget() 
13 { 
14     aButton = new QPushButton( this ); 
15     connect(aButton, SIGNAL(clicked()), SIGNAL(aSignal())); 
16 }
复制代码

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() 与另外一个信号 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,你也可以直接将单击事件与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。

当信号与槽没有必要继续保持关联时,我们可以使用 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与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>断开与某个对象相关联的任何对象。

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者多个信号,这些信号与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,就可以利用这个方法,非常之简洁。

disconnect( myObject, 0, 0, 0 ) 
或者
 myObject->disconnect()

<2>断开与某个特定信号的任何关联。

disconnect( myObject, SIGNAL(mySignal()), 0, 0 ) 
或者
 myObject->disconnect( SIGNAL(mySignal()) )

<3>断开两个对象之间的关联。

disconnect( myObject, 0, myReceiver, 0 ) 
或者
 myObject->disconnect(  myReceiver )

在 disconnect 函数中 0 可以用作一个通配符,分别表示任何信号、任何接收对象、接收对象中的任何槽函数。

但是发射者 sender 不能为 0,其它三个参数的值可以等于 0。

【5】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以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,它就会生成另外一个 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++ 源文件必须与类实现一起进行编译和连接,或者用 #include 语句将其包含到类的源文件中。

moc 并不扩展 #include 或者 #define 宏定义 , 它只是简单的跳过所遇到的任何预处理指令。

 

【6】程序样例

这里给出了一个简单的样例程序,程序中定义了三个信号、三个槽函数,然后将信号与槽进行了关联,每个槽函数只是简单的弹出一个对话框窗口。

读者可以用 kdevelop 生成一个简单的 QT 应用程序,然后将下面的代码添加到相应的程序中去。

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,它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,形式参数的个数可以多于一个。

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。

槽的声明与普通函数的声明一样,可以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,从这里我们可以看到 QT 的信号机制是非常灵活的。

信号与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,可以使用函数 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() 与槽 mySlot() 相关联
31     connect(this,SIGNAL(mySignal()),SLOT(mySlot())); 
32     // 将信号 mySignal(int) 与槽 mySlot(int) 相关联
33     connect(this,SIGNAL(mySignal(int)),SLOT(mySlot(int))); 
34     // 将信号 mySignalParam(int,int) 与槽 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 parameter."); 
41 } 
42 // 定义槽函数 mySlot(int) 
43 void TsignalApp::mySlot(int x) 
44 { 
45     QMessageBox::about(this,"Tsignal", "This is a signal/slot sample with one parameter."); 
46 } 
47 // 定义槽函数 mySlotParam(int,int) 
48 void TsignalApp::mySlotParam(int x,int y) 
49 { 
50     char s[256]; 
51     sprintf(s,"x:%d y:%d",x,y); 
52     QMessageBox::about(this,"Tsignal", s); 
53 } 
54 void TsignalApp::slotFileNew() 
55 { 
56     // 发射信号 mySignal() 
57     emit mySignal(); 
58     // 发射信号 mySignal(int) 
59     emit mySignal(5); 
60     // 发射信号 mySignalParam(5,100) 
61     emit mySignalParam(5,100); 
62 }
复制代码

【7】应注意的问题

信号与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)信号与槽的效率是非常高的,但是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。

(3)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。

(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,如果不带参数是可以的。

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:

复制代码
 1 #ifdef ultrix 
 2 #define SIGNEDNESS(a) unsigned a 
 3 #else 
 4 #define SIGNEDNESS(a) a 
 5 #endif 
 6 class Whatever : public QObject 
 7 { 
 8     .....
 9 signals: 
10     void someSignal( SIGNEDNESS(a) ); 
11     .....
12 };
复制代码

(5)构造函数不能用在 signals 或者 slots 声明区域内。

的确,将一个构造函数放在 signals 或者 slots 区内有点不可理解,无论如何,不能将它们放在 private slots、protected slots 或者 public slots 区内。

下面的用法是不合语法要求的:

复制代码
1 class SomeClass : public QObject 
2 { 
3     Q_OBJECT 
4     public slots: 
5         SomeClass( QObject *parent, const char *name ) : QObject( parent, name ) 
6         {}  // 在槽声明区内声明构造函数不合语法
7             
8 };
复制代码

(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:

复制代码
1 class someClass : public QObject 
2 { 
3     Q_OBJECT 
4      ...
5     public slots: 
6         void apply(void (*applyFunction)(QList*, void*), char*); // 不合语法
7 };
复制代码

你可以采用下面的方法绕过这个限制:

复制代码
1 typedef void (*ApplyFunctionType)(QList*, void*); 
2 class someClass : public QObject 
3 { 
4     Q_OBJECT 
5       ....
6     public slots: 
7         void apply( ApplyFunctionType, char *); 
8 };
复制代码

(7)信号与槽不能有缺省参数。

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:

1 class SomeClass : public QObject 
2     { 
3         Q_OBJECT 
4     public slots: 
5         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
6     };

(8)信号与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:

1     ...
2 public slots: 
3     void MyWidget::setLocation (pair<int,int> location); 
4     ...
5 public signals: 
6         void MyObject::moved (pair<int,int> location);

但是,你可以使用 typedef 语句来绕过这个限制。如下所示:

复制代码
1 typedef pair<int,int> IntPair; 
2     ...
3 public slots: 
4     void MyWidget::setLocation (IntPair location); 
5     ...
6 public signals: 
7     void MyObject::moved (IntPair location);
复制代码

这样使用的话,你就可以得到正确的结果。

(9)嵌套的类不能位于信号或槽区域内,也不能有信号或者槽。

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。

复制代码
 1 class A 
 2 { 
 3     Q_OBJECT 
 4 public: 
 5     class B 
 6     { 
 7         public slots:   // 在嵌套类中声明槽不合语法
 8             void b(); 
 9             ...
10     }; 
11 signals: 
12     class B 
13     { 
14         // 在信号区内声明嵌套类不合语法
15         void b(); 
16         ...
17     }: 
18 };
复制代码

(10)友元声明不能位于信号或者槽声明区内。

相反,它们应该在普通 C++ 的 private、protected 或者 public 区内进行声明。

下面的例子是不合语法规范的:

复制代码
1 class someClass : public QObject 
2 { 
3     Q_OBJECT 
4     ...
5 signals: // 信号定义区
6     friend class ClassTemplate; // 此处定义不合语法
7 };

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