【Qt】信号与槽

狗也会摔跤TUT2024-05-01 15:53

文章目录

  • 1、信号和槽的概述
      • [1.1 信号的本质](#1.1 信号的本质)
      • [1.2 槽的本质](#1.2 槽的本质)
  • 2、信号和槽的使用
      • [2.1 连接信号的槽](#2.1 连接信号的槽)
      • [2.2 第二种自定义创建槽函数的方式](#2.2 第二种自定义创建槽函数的方式)
  • 3、自定义信号和槽
      • [3.1 ⾃定义信号函数书写规范](#3.1 ⾃定义信号函数书写规范)
      • [3.2 带参数得槽和函数](#3.2 带参数得槽和函数)
  • 4、信号与槽的连接方式
      • [4.1 一对一](#4.1 一对一)
      • [4.2 一对多](#4.2 一对多)
      • [4.3 多对一](#4.3 多对一)
  • 5、信号和槽的其他说明
      • [5.1 信号与槽的断开](#5.1 信号与槽的断开)
      • [5.2 Qt4 版本信号与槽的连接](#5.2 Qt4 版本信号与槽的连接)
      • [5.3 使⽤ Lambda 表达式定义槽函数](#5.3 使⽤ Lambda 表达式定义槽函数)
      • [5.4 信号与槽的优缺点](#5.4 信号与槽的优缺点)

1、信号和槽的概述

在 Qt 中，⽤⼾和控件的每次交互过程称为⼀个事件。⽐如 "⽤⼾点击按钮" 是⼀个事件，"⽤⼾关

闭窗⼝" 也是⼀个事件。每个事件都会发出⼀个信号，例如⽤⼾点击按钮会发出 "按钮被点击" 的信

号，⽤⼾关闭窗⼝会发出 "窗⼝被关闭" 的信号。
Qt 中的所有控件都具有接收信号的能⼒，⼀个控件还可以接收多个不同的信号。对于接收到的每

个信号，控件都会做出相应的响应动作。例如，按钮所在的窗⼝接收到 "按钮被点击" 的信号后，会做

出 "关闭⾃⼰" 的响应动作；再⽐如输⼊框⾃⼰接收到 "输⼊框被点击" 的信号后，会做出 "显⽰闪烁的

光标，等待⽤⼾输⼊数据" 的响应动作。在 Qt 中，对信号做出的响应动作就称之为槽。
信号和槽是 Qt 特有的消息传输机制，它能将相互独⽴的控件关联起来。⽐如，"按钮" 和 "窗⼝"

本⾝是两个独⽴的控件，点击 "按钮" 并不会对 "窗⼝" 造成任何影响。通过信号和槽机制，可以将 "按

钮" 和 "窗⼝" 关联起来，实现 "点击按钮会使窗⼝关闭" 的效果

1.1 信号的本质

信号是由于⽤⼾对窗⼝或控件进⾏了某些操作，导致窗⼝或控件产⽣了某个特定事件，这时 Qt 对

应的窗⼝类会发出某个信号，以此对⽤⼾的操作做出反应。因此，信号的本质就是事件。如：

• 按钮单击、双击

• 窗⼝刷新

• ⿏标移动、⿏标按下、⿏标释放

• 键盘输⼊

那么在 Qt 中信号是通过什么形式呈现给使⽤者的呢？

• 我们对哪个窗⼝进⾏操作, 哪个窗⼝就可以捕捉到这些被触发的事件。

• 对于使⽤者来说触发了⼀个事件我们就可以得到 Qt 框架给我们发出的某个特定信号。

• 信号的呈现形式就是函数， 也就是说某个事件产⽣了， Qt 框架就会调⽤某个对应的信号函数， 通

知使⽤者。

在 Qt 中信号的发出者是某个实例化的类对象。

1.2 槽的本质

槽（Slot）就是对信号响应的函数。槽就是⼀个函数，与⼀般的 C++ 函数是⼀样的，可以定义在

类的任何位置（ public、protected 或 private ），可以具有任何参数，可以被重载，也可以被直接调

⽤（但是不能有默认参数）。槽函数与⼀般的函数不同的是：槽函数可以与⼀个信号关联，当信号被

发射时，关联的槽函数被⾃动执⾏。
说明

（1）信号和槽机制底层是通过函数间的相互调⽤实现的。每个信号都可以⽤函数来表⽰，称为信号函

数；每个槽也可以⽤函数表⽰，称为槽函数。例如: "按钮被按下" 这个信号可以⽤ clicked() 函数表

⽰，"窗⼝关闭" 这个槽可以⽤ close() 函数表⽰，假如使⽤信号和槽机制-

实现："点击按钮会关闭窗⼝" 的功能，其实就是 clicked() 函数调⽤ close() 函数的效果。

（2）信号函数和槽函数通常位于某个类中，和普通的成员函数相⽐，它们的特别之处在于：

• 信号函数⽤ signals 关键字修饰，槽函数⽤ public slots、protected slots 或者 private slots 修

饰。signals 和 slots 是 Qt 在 C++ 的基础上扩展的关键字，专⻔⽤来指明信号函数和槽函数；

• 信号函数只需要声明，不需要定义（实现），⽽槽函数需要定义（实现）。

信号函数的定义是 Qt ⾃动在编译程序之前⽣成的. 编写 Qt 应⽤程序的程序猿⽆需关注.这种⾃动⽣成代码的机制称为 元编程 (Meta Programming) . 这种操作在很多场景中都能⻅到.

2、信号和槽的使用

2.1 连接信号的槽

在 Qt 中，QObject 类提供了⼀个静态成员函数 connect() ，该函数专⻔⽤来关联指定的信号函数和槽

函数。
💡 关于 QObject

QObject 是 Qt 内置的⽗类. Qt 中提供的很多类都是直接或者间接继承⾃ QObject，QObject也是QWidget的父类，可以理解为QT当中的"祖宗"。
connect() 函数原型：

cpp 复制代码 
connect (const QObject *sender, 
const char * signal ,
const QObject * receiver , 
const char * method , 
Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection )

参数说明：

• sender：信号的发送者；

• signal：发送的信号（信号函数）；

• receiver：信号的接收者；

• method：接收信号的槽函数；

• type： ⽤于指定关联⽅式，默认的关联⽅式为 Qt::AutoConnection，通常不需要⼿动设定。

cpp 复制代码 
//widget.cpp
#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include<QPushButton>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    QPushButton* mybutton=new QPushButton(this);
    mybutton->setText("hello world");
    mybutton->move(200,200);
    connect(mybutton,&QPushButton::clicked,this,&Widget::close);//关闭当前的控件/窗口
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

connect要求，第一个参数和第二个参数是匹配的，mybutton是QPushButton*类型的，此时第二个参数的信号必须是QPushButton内置的信号（或者父类信号），能使一个其他类的函数，比如QLineEdit的信号
从上面可以看出我们写的connect参数第二个和第四个和connect原型并不匹配，

在Qt5之前是需要用SIGNAL和SLOT去转换一下，在他之后就不再需要了，使用了泛型编程，其实也就是重载了一下。

click和clicked

他们都是QPushButton当中的成员函数

click是一个slot函数，作用就是在调用的时候相当于点击了一下按钮。（模拟点击按钮）

clicked (过去分词形式，完事了，点完了)，要触发电机的信号。

2.2 第二种自定义创建槽函数的方式

第一种创建槽函数的方式就是使用connect，然后自己手动创建slot，再通过connect链接，qt自动调用。

而第二种方式就是使用widget.ui文件创建

使用右键点击按钮，再点击转到槽，就可以看到常用的信号了。


之后就可以看见Qt给生成的函数声明和定义的框架。
在Qt当中，除了使用connect信号和槽之外，还可以通过函数的名字自动连接。

函数名字也是有根据的，pushButton是objectName,clicked是信号名字。
如果通过图形化界面创建控件，还是推荐使用这种快速的方式连接信号和槽

通过代码的方式建立连接还是要使用connect的，（因为他代码当中没有调用connectSlotsByName）

3、自定义信号和槽

自定义槽函数在实际的开发当中也是非常重要的，用的也是比较多的

但是自定义信号是用的就非常的少了，内置的信号就覆盖了大部分的实际操作需要了。

3.1 ⾃定义信号函数书写规范

（1）⾃定义信号函数必须写到 "signals" 下，这样在Qt执行的时候就会知道signals下的是自定义信号函数。

（2）返回值为 void，只需要声明，不需要实现；

（3）可以有参数，也可以发⽣重载；

cpp 复制代码 
//widget.hpp
#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT
public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();
signals:
    void mySignal();
public:
    void handleMySignal();

private slots:
    void on_pushButton_clicked();

private:
    Ui::Widget *ui;
};
#endif // WIDGET_H
cpp 复制代码 
//widget.cpp
#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    connect(this,&Widget::mySignal,this,&Widget::handleMySignal);//他只是进行连接但是并没有发送信号
    //他并不只是只能在构造函数当中使用
    //emit mySignal();
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::handleMySignal()
{
    this->setWindowTitle("get offer");
}

void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    emit mySignal();//emit发送信号
}

自定义信号的流程,emit是Qt自己扩展出来的关键字，用于发送信号，即使不写emit信号也是能发送出去在Qt5当中，原因是真正的操作都已经在mySignal()内部生成的函数定义了，但是还是建议加上，可读性更高，表示自定义信号，emit不仅可以发送自定义信号，还是可以发送内置信号的。

3.2 带参数得槽和函数

Qt 的信号和槽也⽀持带有参数, 同时也可以⽀持重载.

此处我们要求, 信号函数的参数列表要和对应连接的槽函数参数列表⼀致.（一至主要是要求参数类型，个数如果不一致的话也是可以的，但是不一致的时候要求信号函数的参数数量要大于槽函数的参数数量,槽函数参数的数量是不能大于信号函数参数的数量的)

此时信号触发, 调⽤到槽函数的时候, 信号函数中的实参就能够被传递到槽函数的形参当中.

cpp 复制代码 
//widget.cpp
#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    connect(this,&Widget::mysignal,this,&Widget::mysignalfunc);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}


void Widget::mysignalfunc(const QString& text)
{
    this->setWindowTitle(text);
}

void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    emit mysignal("按钮一","");
}

void Widget::on_pushButton_2_clicked()
{
    emit mysignal("按钮二","");
}
cpp 复制代码 
//widget.hpp
#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

private slots:
    void mysignalfunc(const QString&);

    void on_pushButton_clicked();

    void on_pushButton_2_clicked();

signals:
    void mysignal(const QString&,const QString&);//参数名可带可不带

private:
    Ui::Widget *ui;
};
#endif // WIDGET_H

4、信号与槽的连接方式

Qt引入信号槽机制，最本质的目的就是为了能够让信号和槽之间按照"多对多"的方式进行关联。

其他的GUI框架是不具备该功能的。

在实际上，随着程序的开发这个事情，大家敬仰越来越多。其实在GUI开发当中，"多对多就是伪需求"。

实际当中很少会用到，绝大部分情况一对一就够了。

4.1 一对一

主要有两种形式，分别是：⼀个信号连接⼀个槽 和 ⼀个信号连接⼀个信号。

4.2 一对多

⼀个信号连接多个槽

4.3 多对一

多个信号连接⼀个槽函数

5、信号和槽的其他说明

5.1 信号与槽的断开

使⽤ disconnect 即可完成断开.

disconnect 的⽤法和 connect 基本⼀致

cpp 复制代码 
//widget.cpp
#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QDebug>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    connect(ui->pushButton,&QPushButton::clicked,this,&Widget::handleClick);
    connect(this,&Widget::mysignls,this,&Widget::handlesignal);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::handleClick()
{
    this->setWindowTitle("修改窗口标题");
    qDebug()<<"handleClick";
}

void Widget::handleClick2()
{
    this->setWindowTitle("修改窗口标题2");
    qDebug()<<"handleClick2";
}

void Widget::handlesignal()
{
    qDebug()<<"信号与槽断开";
}
void Widget::on_pushButton_2_clicked()
{
    disconnect(ui->pushButton,&QPushButton::clicked,this,&Widget::handleClick);
    emit mysignls();
    connect(ui->pushButton,&QPushButton::clicked,this,&Widget::handleClick2);
}
cpp 复制代码 
#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

    void handleClick();
    void handleClick2();
    void handlesignal();

private slots:
    void on_pushButton_2_clicked();

signals:
    void mysignls();

private:
    Ui::Widget *ui;
};
#endif // WIDGET_H

在这里Qt的信号槽是支持多对多的，所以重新connect并不会替换之前的槽函数，所以要想替换就要使用disconnect。

5.2 Qt4 版本信号与槽的连接

Qt4 中的 connect ⽤法和 Qt5 相⽐是更复杂的. 需要搭配 SIGNAL 和 SLOT 宏来完成.

⽽且缺少必要的函数类型的检查. 使代码更容易出错。


Qt4 版本信号与槽连接的优缺点：

• 优点：参数直观；

• 缺点：参数类型不做检测

5.3 使⽤ Lambda 表达式定义槽函数

Qt5 在 Qt4 的基础上提⾼了信号与槽的灵活性，允许使⽤任意函数作为槽函数。

但如果想⽅便的编写槽函数，⽐如在编写函数时连函数名都不想定义，则可以通过 Lambda表达式 来

达到这个⽬的。

Lambda表达式 是 C++11 增加的特性。C++11 中的 Lambda表达式 ⽤于定义并创建匿名的函数对

象，以简化编程⼯作。
Lambda表达式 的语法格式如下：
1 [ capture ] ( params ) opt -> ret { 2 Function body; 3 };
说明：

• 由于使⽤引⽤⽅式捕获对象会有局部变量释放了⽽Lambda函数还没有被调⽤的情况。如果执⾏

Lambda函数，那么引⽤传递⽅式捕获进来的局部变量的值不可预知。所以绝⼤多数场合使⽤的形

式为： [=] () { }

• 早期版本的 Qt，若要使⽤Lambda表达式，要在 ".pro" ⽂件中添加： CONFIG += C++11

因为 Lambda表达式 是 C++11 标准提出的。Qt5 以上的版本⽆需⼿动添加，在新建项⽬时会⾃动

添加。

cpp 复制代码 
#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include<QDebug>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    connect(ui->pushButton,&QPushButton::clicked,this,[this](){
        qDebug()<<"lambda 被执行了";
        ui->pushButton->move(200,200);
        this->move(100,100);
    });
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

5.4 信号与槽的优缺点

优点: 松散耦合

信号发送者不需要知道发出的信号被哪个对象的槽函数接收，槽函数也不需要知道哪些信号关联了⾃⼰，Qt的信号槽机制保证了信号与槽函数的调⽤。⽀持信号槽机制的类或者⽗类必须继承于 QObject类。
缺点: 效率较低

与回调函数相⽐，信号和槽稍微慢⼀些，因为它们提供了更⾼的灵活性，尽管在实际应⽤程序中差别不⼤。通过信号调⽤的槽函数⽐直接调⽤的速度慢约10倍（这是定位信号的接收对象所需的开销；遍历所有关联；编组/解组传递的参数；多线程时，信号可能需要排队），这种调⽤速度对性能要求不是⾮常⾼的场景是可以忽略的，是可以满⾜绝⼤部分场景。
⼀个客⼾端程序中, 最慢的环节往往是 "⼈".

假设本⾝基于回调的⽅式是 10us, 使⽤信号槽的⽅式是 100us. 对于使⽤程序的⼈来说, 是感知不到的.

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