Qt 入门简洁笔记：信号与槽

[Qt 信号与槽详解（从原理到应用）](#Qt 信号与槽详解（从原理到应用）)
- 一、信号与槽机制概述
- - [1.1 示例场景](#1.1 示例场景)
  - [1.2 信号与槽的本质](#1.2 信号与槽的本质)
- 二、信号与槽的使用
- - [2.1 `connect()` 函数的基本用法](#2.1 connect() 函数的基本用法)
  - [2.2 Qt Creator 自动生成信号与槽](#2.2 Qt Creator 自动生成信号与槽)
- 三、自定义信号与槽
- - [3.1 自定义信号规范](#3.1 自定义信号规范)
  - [3.2 自定义槽规范](#3.2 自定义槽规范)
  - [3.3 发射信号（emit）](#3.3 发射信号（emit）)
- 四、信号与槽的连接形式
- 五、带参数的信号与槽
- 六、断开信号与槽连接
- [七、Qt4 与 Qt5 的区别](#七、Qt4 与 Qt5 的区别)
- [八、使用 Lambda 表达式实现槽函数](#八、使用 Lambda 表达式实现槽函数)
- - 捕获方式总结
- 九、信号与槽机制的优缺点分析
- 十、总结
- - 免责声明

Qt 信号与槽详解（从原理到应用）

一、信号与槽机制概述

在 Qt 框架中，信号与槽（Signal & Slot） 是实现对象间通信的核心机制，用于事件驱动式编程。

当用户对界面控件进行操作时（如点击按钮、输入文字、关闭窗口），Qt 会将这些操作视为"事件"。

事件产生后，会触发相应的信号（Signal） ，而接收并响应这些信号的函数则称为槽（Slot）。

简单来说：

信号 = "发生了某个事件"
槽 = "如何响应这个事件"

1.1 示例场景

假设我们有一个按钮和一个窗口：

按钮点击时会发出 clicked() 信号；
窗口接收到信号后调用自身的 close() 槽函数，实现关闭操作。

两者通过 connect() 函数连接后，就可以实现 "点击按钮关闭窗口" 的功能。

1.2 信号与槽的本质

元素	本质
信号（Signal）	一种函数声明，表示事件发生
槽（Slot）	一种普通函数，用于响应信号
连接机制	Qt 在底层通过函数调用、参数封装等方式实现信号触发时的槽执行
元对象系统	Qt 使用 MOC（Meta-Object Compiler）在编译前生成元数据，自动维护信号槽映射关系

二、信号与槽的使用

2.1 `connect()` 函数的基本用法

所有继承自 QObject 的类都可以使用 connect() 函数建立信号与槽的连接：

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：信号发送者对象；
signal：发送的信号（如 SIGNAL(clicked())）；
receiver：信号接收者对象；
method：接收信号的槽函数（如 SLOT(close())）；
type：连接类型，默认自动选择。

示例：

cpp 复制代码

connect(ui->pushButton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(close()));

此语句表示：当按钮点击时，调用窗口对象的 close() 槽。

2.2 Qt Creator 自动生成信号与槽

在 Qt Creator 中，我们可以直接在 UI 设计器中右键控件 → "转到槽..."，自动生成槽函数：

槽函数命名规则：on_对象名_信号名()
例如：on_pushButton_clicked()

自动生成的函数会在头文件中声明、源文件中定义。

不过在实际开发中，推荐显式使用 connect() 来建立连接，能提高可读性与维护性。

三、自定义信号与槽

除了使用系统内置信号外，开发者也可以定义自己的信号与槽，用于类之间的通信。

3.1 自定义信号规范

cpp 复制代码

signals:
    void mySignal();
    void sendData(QString data);

注意事项：

必须写在 signals: 下；
返回值为 void；
只需声明，不用实现；
可带参数，可重载。

3.2 自定义槽规范

cpp 复制代码

public slots:
    void mySlot();
    void receiveData(QString data);

特点：

槽函数与普通成员函数几乎相同；
可以放在 public/private/protected slots: 下；
需要声明与定义；
可被手动调用。

3.3 发射信号（emit）

信号通过 emit 关键字发出：

cpp 复制代码

emit mySignal();
emit sendData("Hello Qt");

emit 只是一个提示性的宏，不会影响逻辑。

四、信号与槽的连接形式

Qt 的信号与槽机制非常灵活，支持多种连接关系：

类型	描述
一对一	一个信号连接一个槽
一对多	一个信号连接多个槽
多对一	多个信号连接一个槽
信号连接信号	信号触发后继续发出另一个信号

示例：一对多

cpp 复制代码

connect(this, SIGNAL(updateUI()), this, SLOT(showText()));
connect(this, SIGNAL(updateUI()), this, SLOT(updateStatus()));

示例：信号连接信号

cpp 复制代码

connect(this, SIGNAL(clicked()), this, SIGNAL(closeRequested()));

五、带参数的信号与槽

信号与槽的参数类型和个数需要匹配。

Qt 支持信号参数多于槽参数，但反之不行。

示例：

cpp 复制代码

signals:
    void sendNumber(int num);

public slots:
    void printNumber(int num);

cpp 复制代码

connect(this, &MyWidget::sendNumber, this, &MyWidget::printNumber);
emit sendNumber(10);

信号参数会自动传递给槽函数的形参，实现数据传递。

六、断开信号与槽连接

使用 disconnect() 可解除连接：

cpp 复制代码

disconnect(sender, SIGNAL(clicked()), receiver, SLOT(close()));

该函数与 connect() 参数形式一致。

在需要动态控制响应关系时非常有用。

七、Qt4 与 Qt5 的区别

Qt4 的信号槽机制使用字符串宏 SIGNAL() 和 SLOT()，语法较旧：

cpp 复制代码

connect(button, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(close()));

Qt5 之后推荐使用函数指针语法，类型安全：

cpp 复制代码

connect(button, &QPushButton::clicked, this, &QWidget::close);

优缺点比较：

版本	优点	缺点
Qt4	参数直观	无类型检查，易出错
Qt5	类型安全、可用 Lambda	写法稍长但更规范

八、使用 Lambda 表达式实现槽函数

C++11 引入了 Lambda 表达式，使槽函数可以内联定义，无需额外声明：

cpp 复制代码

connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, [=](){
    this->close();
});

捕获方式总结

捕获形式	含义
`[=]`	值捕获所有局部变量
`[&]`	引用捕获所有局部变量
`[this]`	捕获当前对象成员
`[a, &b]`	单独指定捕获方式

示例：使用 Lambda 捕获外部变量

cpp 复制代码

int count = 0;
connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, [=]() mutable {
    count++;
    qDebug() << "Clicked times:" << count;
});

九、信号与槽机制的优缺点分析

优点	缺点
实现模块之间的松散耦合	性能略低于直接函数调用
可扩展、可维护性强	需要 MOC 支持，构建复杂
类型安全（Qt5起）	多线程信号可能需排队调度

实际上，信号槽机制的性能消耗在 GUI 应用中几乎可以忽略。

例如，普通函数调用可能耗时 10μs，而信号槽约 100μs，对用户而言无感。

十、总结

Qt 的信号与槽机制是 Qt 编程思想的核心，它不仅替代了传统的回调函数，更通过元对象系统提供了高度灵活、安全的事件通信机制。

掌握这一机制后，你可以：

轻松编写组件化 UI；
在对象间传递消息；
使用 Lambda 优雅地响应用户操作。

建议学习路线：

理解 connect() 基本用法；
熟练掌握自定义信号与槽；
熟悉 Lambda 式写法；
理解 QObject 与元对象系统。

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Qt 入门简洁笔记：信号与槽

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Qt 信号与槽详解（从原理到应用）

一、信号与槽机制概述

1.1 示例场景

1.2 信号与槽的本质

二、信号与槽的使用

2.1 connect() 函数的基本用法

2.2 Qt Creator 自动生成信号与槽

三、自定义信号与槽

3.1 自定义信号规范

3.2 自定义槽规范

3.3 发射信号（emit）

四、信号与槽的连接形式

五、带参数的信号与槽

六、断开信号与槽连接

七、Qt4 与 Qt5 的区别

八、使用 Lambda 表达式实现槽函数

捕获方式总结

九、信号与槽机制的优缺点分析

十、总结

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