Qt 实战(4)信号与槽 | 4.1、信号与槽机制

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前言:

Qt信号与槽机制是一种用于处理对象间通信的强大机制,它是Qt框架的核心特性之一。信号与槽机制使得Qt对象可以在不了解彼此的情况下进行通信,这种松耦合的设计思想极大地提高了代码的可重用性和灵活性。

一、信号与槽机制

1、基本概念

在Qt中,一个对象可以发出一个信号,而另一个对象的槽函数可以接收这个信号并作出响应。信号是一个类的成员函数,当某个特定的事件发生时,它会被自动调用。槽函数也是类的成员函数,它可以被信号连接,当信号发出时,槽函数会被自动执行。下面是与信号槽机制相关的基本概念,如下:

1)信号

在Qt中,信号是一个特定的成员函数,用于在某个特定事件发生时被发射(emit)。信号本身并不实现任何功能,它只是表明某个事件已经发生。信号可以被定义为一个类的成员函数,但其实现是由Qt的元对象系统自动完成的。信号的声明通常在类的头文件中进行,使用signals关键字来标记。

2)槽

槽是普通的成员函数,可以被信号触发。当信号被发射时,与之连接的槽函数将被调用。槽函数可以实现具体的功能,比如更新界面、处理数据等。槽函数的声明和普通成员函数一样,但在Qt的元对象系统中需要进行一些特殊的标记,以便与信号进行连接。

2、信号与槽函数连接

信号与槽的连接是通过QObject::connect()函数实现的,需要注意的是,为了使类支持信号与槽机制,需要在类的声明中包含Q_OBJECT宏。下面介绍几种不同的连接方式,如下:

2.1、connect+宏实现信号与槽连接

在Qt4及之前的版本基于connect+宏实现信号与槽绑定,其中发送信号和槽函数需要用 SIGNAL()SLOT() 来进行声明,connect函数声明如下:

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

下面是一段示例代码,如下:

cpp 复制代码
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QDebug>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    // 登录按键绑定槽函数
    connect(this->ui->btn_ok, SIGNAL(clicked(bool)), this, SLOT(login()));

}

void MainWindow::login()
{
    QString username = ui->lineEdit_username->text();
    QString password = ui->lineEdit_password->text();

    if (username == "jack" && password == "12345") {
        qDebug() << "login success";
    } else {
        qDebug() << "login fail";
    }
}

基于connect+宏实现信号与槽连接,需要注意下面这些问题

  • 声明槽函数要使用private slotspublic slots关键字
  • 信号和槽参数不能包含任何变量名,只能包含类型

2.2、Qt5新connect函数

Qt5推出了新的connect函数,不需要使用SIGNAL()SLOT()宏,可以在编译时做类型检查,connect函数声明如下:

cpp 复制代码
QMetaObject::Connection QObject::connect(const QObject *sender, PointerToMemberFunction signal, 
    const QObject *context, Functor functor, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

使用这种方法槽函数的声明不需要放到slots中,只要像普通的函数一样声明就可以了,类型需要与信号保持一致,下面给登录按键绑定槽函数,如下:

cpp 复制代码
class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

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

    // 声明槽函数,与普通的成员函数一样
    void login();

private:
    Ui::MainWindow *ui;
};

绑定槽函数

cpp 复制代码
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
   
    // 登录按键绑定槽函数
    connect(ui->btn_ok, &QPushButton::clicked, this, &MainWindow::login);
}

void MainWindow::login()
{
    qDebug() << "login";
}

2.3、使用函数指针

在Qt 5版本的connect 函数里,信号与槽函数的参数其实都是函数指针,当信号或槽函数有重载时,使用函数指针可以明确告诉编译器使用哪一个重载函数避免歧义

cpp 复制代码
public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

    // 声明两个同名的login函数
    void login();
    void login(int state);

通过函数指针绑定槽函数

cpp 复制代码
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    // 定义函数指针(注意:声明指向成员函数的指针时,要增加类作用域)
    void (MainWindow::*pfnLoginSlot)() = &MainWindow::login;

    // 登录按键绑定无参槽函数
    connect(ui->btn_ok, &QPushButton::clicked, this, pfnLoginSlot);
}

void MainWindow::login()
{
    qDebug() << "login";
}

void MainWindow::login(int state)
{
    qDebug() << "login state";
}

2.4、使用lambda表达式

在connect函数中,槽函数参数可以改用Lambda表达式的方式来进行传参。使用 Lambda表达式的好处是代码的书写更加方便快捷,同时不需要在类中对槽函数做任何的声明了

cpp 复制代码
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    // 使用Lamdbda表达式作为槽函数
    connect(ui->btn_ok, &QPushButton::clicked, this, [=](){
        qDebug() << "login";
    });
}

2.5、使用Qt Creator添加信号的槽函数

通过Qt Creator 界面来完成发送信号和槽函数的连接,比如右键点击一个按钮,然后选择"转到槽":

Qt Creator会自动生成如下代码,首先是槽函数的声明:

cpp 复制代码
// 槽函数声明
private slots:
    void on_btn_cancel_clicked(bool checked);

槽函数实现,如下:

cpp 复制代码
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QDebug>

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

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

void MainWindow::on_btn_cancel_clicked(bool checked)
{
    
}

使用这种方法不需要使用connect函数将信号与槽函数做连接。 这里槽函数的命名有一定的规则,一般是 on_objectname_signal 这样来命名的。这种方法优点是减少了手动敲代码的工作量,缺点是究竟有哪些信号与槽函数做了连接不易被发现,没有connect 函数看起来直观。

3、结论

Qt的信号与槽机制提供了一种强大且灵活的方式来处理对象间的通信,它是Qt框架中不可或缺的一部分。通过信号和槽,开发者可以轻松地构建出响应式、事件驱动的用户界面和应用程序逻辑。

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