Qt信号和槽

Posted 2020-10-12 专注it

GUI 程序除了要绘制控件，还要响应系统和用户事件，例如重绘、绘制完成、点击鼠标、敲击键盘等。当事件发生时，UI 会产生相应的变化，让用户直观地看到。

大部分编程（例如Win SDK、Web前端）中使用回调函数来响应事件，而 Qt 却独创了信号和槽机制。

所谓回调函数，就是程序员提前定义一个函数，当事件发生时就调用该函数。

信号和槽是 Qt 的核心，它让两个互不相干的对象连接起来，当一个对象的状态改变时，可以通知另一个对象。

我们先通过例子来演示一下信号和槽：

新建一个Qt应用程序

注意，最后一定要选择去掉“创建界面”复选框。

在main.cpp中添加代码：

源代码如下：

[html] view plain copy print?

1. #include "mainwindow.h"  
2. #include <QApplication>  
3. #include <QMainWindow>  
4. #include <QLabel>  
5. #include <QPushButton>  
6. #include <QLineEdit>  
7.   
8. int main(int argc, char *argv[])  
9. {  
10.        QApplication app(argc, argv);  
11.        QMainWindow w;  
12.        w.setWindowTitle("Widgets工程");  
13.        w.resize(325, 120);  
14.        QLineEdit lineEdit(&w);  
15.        lineEdit.setGeometry(30, 20, 180, 36);  
16.        lineEdit.setPlaceholderText("请输入文本");  
17.        QPushButton btn("取消", &w);  
18.        btn.setGeometry(220, 20, 70, 36);  
19.        QLabel label(&w);  
20.        label.setGeometry(35, 60, 250, 30);  
21.        //连接clicke()信号和quit()槽  
22.        QObject::connect(&btn, SIGNAL(clicked()), &app, SLOT(quit()));  
23.        //连接textChanged()信号和setText()槽  
24.        QObject::connect(&lineEdit, SIGNAL(textChanged(QString)), &label, SLOT(setText(QString)));  
25.        w.show();  
26.        return app.exec();  
27. }  

该代码中创建了三个控件，一个文本输入框(LineEdit)、一个按钮(PushButton)和一个Label，他们都是主窗口 w 的子对象。

运行结果：

点击“取消”按钮，程序就关闭了，这是第25行代码的作用；在文本输入框中输入一段文本，下面的 Label 会随时显示出来，这是第27行代码的作用。

先关注第25行代码。clicked() 是按钮 btn 的信号，quit() 是 app 的槽，connect() 函数将它们连接起来，就像“楔子”插入“凹槽”中。用户点击按钮时会发出 clicked() 信号，然后由 quit() 槽接收并关闭程序。

信号是只有函数声明、没有函数体的成员函数。槽是拥有完整函数体的普通成员函数，你可以在槽函数中实现各种功能，与普通函数相比并没有区别，例如 quit() 的作用就是退出程序。

connect() 是 QObject 类的静态成员函数；QObject 是 Qt 中所有类的基类，它就像“树根”，从这里派生出了所有其他“树枝”。

需要注意的是，信号不是事件。当用户点击“取消”按钮时，Qt 会捕获该点击事件，进行预处理，然后发射 clicked() 信号； clicked() 和 quit() 关联起来了，接下来就会调用 quit() 函数。

信号和槽机制归根结底也是回调函数，只不过绕了个圈子。在这种机制下，程序员有两次处理事件的机会：

一是在捕获事件后发射信号前进行预处理（事件不符合预期可以不发射信号）。

二是在槽函数中进行主要处理。

再来看第27行。textChange() 信号会在文本改变时发出，setText() 槽用来设置 Label 的文本，QString 是要传递的数据的类型。

当用户输入文本时，lineEdit 会发出 textChange() 信号，该信号将携带数据，数据类型为 QString，数据内容为输入的文本；

setText() 槽接收到信号后先解析信号携带的数据，获取用户输入的文本，然后填充到 Label 中。

关于 connect()

connect() 是 QObject 类的静态成员函数，它有多个原型：

[cpp] view plain copy print?

1. connect(QObject *sender,   char *signal,  QObject *receiver, char *method);  
2.   
3. connect(QObject *sender,   PointerToMemberFunction signal, QObject *receiver, PointerToMemberFunction method);  
4.   
5. connect(QObject *sender,   PointerToMemberFunction signal, QObject *context,  Functor functor);  
6.   
7. connect(QObject *sender,   QMetaMethod &signal, QObject *receiver, QMetaMethod &method);  
8.   
9. connect(QObject *sender,   PointerToMemberFunction signal,  Functor functor);  

简单起见，上面省略了 connect() 的返回值和最后一个参数，以及某些参数前面的 const 修饰符，读者可以在 Qt 帮助手册中查看完整的原型。
connect() 函数返回值类型为QMetaObject::Connection，表示当前连接句柄。

最后一个参数为Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection，表示连接类型，一般默认即可。

观察上面的原型，除了最后一个有3个参数，其他都有4个参数，其中：

1) sender 为信号发送者，receiver 为信号接收者，它们都是对象指针。

2) 第1个原型中，signal 为信号，method 为槽函数，它们都是字符串，必须借助 SIGNAL() 和 SLOT() 将函数形式转换为字符串形式。

SIGNAL() 和 SLOT() 是宏，而非函数。上面的示例中就使用了该原型，它是常用的原型，初学者必须要掌握。

3) 第2个原型中，PointerToMemberFunction 为指向成员函数的指针。你可以将示例中的代码做如下更改：
QObject::connect(&btn, &QPushButton::clicked, &app, &QApplication::quit);
QObject::connect(&lineEdit, &QLineEdit::textChanged, &label, &QLabel::setText);

这是 Qt 5 新增的原型，可以在编译期间进行检查，如果信号和槽不存在或者不匹配，则会报错。

而第1种原型是从 Qt 诞生以来一直支持的，不能在编译期进行检测，如果信号和槽有误，只会在程序运行期间给出警告并返回 false，不容易发现问题，这是它的一个缺陷。所以在 Qt 5 中我们鼓励使用第2种原型。