【QT】信号与槽

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文章目录

• [1 ~> 信号和槽概述](#1 ~> 信号和槽概述)
• • [1.1 概述](#1.1 概述)
  • [1.2 信号的本质](#1.2 信号的本质)
  • [1.3 槽的本质](#1.3 槽的本质)
  • [1.4 说明](#1.4 说明)
  • [1.5 最佳实践](#1.5 最佳实践)
• [2 ~> 信号和槽的使用](#2 ~> 信号和槽的使用)
• • [2.1 连接信号和槽](#2.1 连接信号和槽)
  • [2.2 查看内置信号和槽（查看文档）](#2.2 查看内置信号和槽（查看文档）)
  • [2.3 通过Qt Creator生成信号槽代码](#2.3 通过Qt Creator生成信号槽代码)
  • [2.4 小结](#2.4 小结)
• [3 ~> 自定义信号和槽](#3 ~> 自定义信号和槽)
• • [3.1 基本语法](#3.1 基本语法)
  • • 示例1：
    • 示例2：当老师说"上课了"，学生们就"回到座位，开始学习"。
    • 示例3：老师点击"按钮"触发学生上课
  • [3.2 带参数的信号和槽](#3.2 带参数的信号和槽)
  • • 示例1：重载信号槽
    • 示例2：信号槽参数列表匹配规则
    • 示例3:
  • [3.3 结论](#3.3 结论)
• [4 ~> 信号与槽的连接方式](#4 ~> 信号与槽的连接方式)
• • [4.1 一对一](#4.1 一对一)
  • • （1）一个信号连接一个槽
    • （2）一个信号连接另一个信号
  • [4.2 一对多](#4.2 一对多)
  • [4.3 多对---](#4.3 多对—)
  • [4.4 小结](#4.4 小结)
• [5 ~> 信号和槽的其他说明](#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)
  • • Qt4版本信号与槽连接的优缺点
  • [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)
  • • [5.4.1 优点：松散耦合](#5.4.1 优点：松散耦合)
    • [5.4.2 缺点：效率较低](#5.4.2 缺点：效率较低)
  • [5.5 小结](#5.5 小结)
  • • [5.5.1 关于信号槽的两个补充知识点](#5.5.1 关于信号槽的两个补充知识点)
• [6 ~> 信号与槽小结](#6 ~> 信号与槽小结)
• 结尾

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1 ~> 信号和槽概述

1.1 概述

在Qt中，用户和控件的每次交互过程称为一个事件。比如"用户点击按钮"是一个事件，"用户关

闭窗口"也是一个事件。每个事件都会发出一个信号，例如用户点击按钮会发出"按钮被点击"的信号，用户关闭窗口会发出"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，等待用户输入数据"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。

1.2 信号的本质

信号是由于用户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，以此对用户的操作做出反应。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。

1.3 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。

1.4 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，专门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（MetaProgramming）。这种操作在很多场景中都能见到。

1.5 最佳实践

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2 ~> 信号和槽的使用

2.1 连接信号和槽

在Qt中，QObject类提供了一个静态成员函数connect()，该函数专门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。

这一点的设定和Java 是非常相似的。

connect() 函数原型：

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

代码示例：在窗口中设置一个按钮，当点击"按钮"时关闭"窗口"。

2.2 查看内置信号和槽（查看文档）

系统自带的信号和槽通常是通过 "Qt帮助文档" 来查询。

如上述示例，要查询 "按钮" 的信号，在帮助文档中输入：QPushButton

• 首先可以在 "Contents" 中寻找关键字signals；

• 如果没有找到，继续去父类中查找.因此我们去他的父类QAbstractButton 中继续查找关键字signals；

这里的 clicked() 就是要找的信号。槽函数的寻找方式和信号一样，只不过它的关键字是slot。

查阅文档中的信号的时候，最重点就是关注信号的发送时机（用户进行了啥样的操作，就能够产生这个信号）------

2.3 通过Qt Creator生成信号槽代码

Qt Creator可以快速帮助我们生成信号槽相关的代码。

代码示例： 在窗口中设置一个按钮，当点击"按钮"时关闭"窗口"。

1、新建项目，如下图为新建完成之后所包含的所有文件------

注意：创建时要生成UI设计文件（双击即可跳转到 【设计】 界面）。

2、双击widget.ui文件，进入Ul设计界面------

3、在UI设计窗口中拖入一个"按钮"，并且修改"按钮"的名称及字体大小等等------

4、可视化生成槽函数，如下图所示------

当单击 【转到槽...】 之后，出现如下界面：对于按钮来说，当点击时发送的信号是：clicked()，所以此处选择：clicked()，如下图所示------

对于普通按钮来说，使用clicked 信号即可。clicked(bool) 没有意义的。具有特殊状态的按钮（比如复选按钮）才会用到clicked(bool)。

5、自动生成槽函数原型框架；

(1）在"widget.h"头文件中自动添加槽函数的声明

说明：

自动生成槽函数的名称有一定的规则。槽函数的命名规则 为：on_XXX_SSS，其中：

• 1、以**"on"** 开头，中间使用下划线连接起来；
• 2、"XXX" 表示的是对象名（控件的objectName属性）。
• 3、"SSS" 表示的是对应的信号。

如："on_pushButton_clicked()" ，pushButton代表的是对象名，clicked是对应的信号。

按照这种命名风格定义的槽函数，就会被Qt自动的和对应的信号进行连接。

但是咱们日常写代码的时候，除非是IDE自动生成，否则最好还是不要依赖命名规则，而是显式使用connect 更好。

（1）一方面显式connect可以更清晰直观的描述信号和槽的连接关系。

（2）另一方面也防止信号或者槽的名字拼写错误导致连接失效。

当然，是配置大于约定，还是约定大于配置，哪种更好，这样的话题业界尚存在争议，此处我个人还是更建议优先考虑显式connect。

（2）在"widget.cpp"中自动生成槽函数定义，如下图：

6、在槽函数函数定义中添加要实现的功能，实现关闭窗口的效果：

2.4 小结

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3 ~> 自定义信号和槽

3.1 基本语法

在Qt中，允许自定义信号的发送方以及接收方，即可以自定义信号函数和槽函数。但是对于自定义的信号函数和槽函数有一定的书写规范。

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；
• （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。

2、自定义槽函数书写规范

• （1）早期的Qt版本要求槽函数必须写到"publicslots"下，但是现在高级版本的Qt允许写到类的"public"作用域中或者全局下；
• （2）返回值为void，需要声明，也需要实现；
• （3）可以有参数，可以发生重载；

3、发送信号

使用 "emit" 关键字发送信号。"emit"是一个空的宏。"emit"其实是可选的，没有什么含义，只是为了提醒开发人员。

示例1：

1、在widget.h中声明自定义的信号和槽， 如图所示：

2、在widget.cpp中实现槽函数，并且关联信号和槽

注意：图中的①和②的顺序不能颠倒。

原因是，首先关联信号和槽，一旦检测到信号发射之后就会立马执行关联的槽函数。反之，若先发射信号，此时还没有关联槽函数，当信号发射之后槽函数不会响应。

示例2：当老师说"上课了"，学生们就"回到座位，开始学习"。

1、在源文件中新建两个类，一个是老师类，一个是学生类；首先选中项目名称，鼠标右键~~>【add new...】。

点击【add new...】之后，出现如下界面：

选择【choose...】出现如下界面.

注意：

在Qt中新建类时，要选择新建类的父类。

显然，当前项目中还没啥类适合做新类的父类，同时新的类也不是一个"窗口"或者"控件"这种情况一般选择QObject 作为基类。

这样做的好处是这个新类的对象可以搭配Qt的对象树机制.便于对象的正确释放。

选择 【下一步】 ，出现如下界面：

对于 "学生类" 以上述同样的方式进行添加，添加完成之后，项目目录新增文件如下：

在 teacher.h 中声明信号函数：

在 student.h 中声明槽函数：

在 widget.h 中实例化 "老师类对象" 和 "学生类对象"：

在 student.cpp 中实现槽函数：

在 widget.cpp 中连接自定义信号和槽：

运行结果如下所示：

示例3：老师点击"按钮"触发学生上课

运行结果如下所示：

3.2 带参数的信号和槽

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。

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。

通过这样的机制，就可以让信号给槽传递数据了。

示例1：重载信号槽

（1）在"widget.h"头文件中声明重载的信号函数以及重载的槽函数；如下图所示：

（2）在"Widget.cpp"文件实现重载槽函数以及连接信号和槽。

注意：在定义函数指针时要指明函数指针的作用域。

（3）执行结果如下图所示：

示例2：信号槽参数列表匹配规则

1、在"widget.h"头文件中声明信号和槽函数：

2、在"widget.cpp"文件中实现槽函数以及连接信号和槽：

其实信号的参数个数可以多于槽函数的参数个数，但是槽的参数个数不能多于信号参数个数。 但是实际开发中最好还是保持参数个数也能匹配一致。

示例3:

1、在"widget.h"头文件中声明信号和槽函数：

2、在"widget.cpp"文件中实现槽函数以及连接信号和槽：

3.3 结论

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4 ~> 信号与槽的连接方式

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。

（1）一个信号连接一个槽

示例：

1、在"widget.h"中声明信号和槽以及信号发射函数

2、在"widget.cpp"中实现槽函数，信号发射函数以及连接信号和槽：

（2）一个信号连接另一个信号

示例：

在上述示例的基础上，在"widget.cpp"文件中添加如下代码：

4.2 一对多

一个信号连接多个槽

示例：

（1）在"widget.h"头文件中声明一个信号 和三个槽：

（2）在"widget.cpp"文件中实现槽函数以及连接信号和槽：

4.3 多对---

多个信号连接一个槽函数。

示例：

(1）在"widget.h"头文件中声明两个信号 以及一个槽：

(2）在"widget.cpp"文件中实现槽函数以及连接信号和槽：

4.4 小结

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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。

示例：

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。

示例：

(1）在"widget.h"头文件中声明信号和槽：

（2）在"widget.cpp"文件中实现槽函数以及连接信号与槽：

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。

示例：

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：

[ capture ] ( params ) opt -> ret { 
 Function body; 
};

说明：

部分	说明
capture	捕获列表
params	参数表
opt	函数选项
ret	返回值类型
Function body	函数体

1、局部变量引入方式 [ ]

[ ] ：标识一个Lambda表达式的开始------不可省略。

符号	说明
[ ]	局部变量捕获列表。Lambda表达式不能访问外部函数体的任何局部变量
[a]	在函数体内部使用值传递的方式访问a变量
[&b]	在函数体内部使用引用传递的方式访问b变量
[=]	函数外的所有局部变量都通过值传递的方式使用，函数体内使用的是副本
[&]	以引用的方式使用Lambda表达式外部的所有变量
[=, &foo]	foo使用引用方式，其余是值传递的方式
[&, foo]	foo使用值传递方式，其余引用传递
[this]	在函数内部可以使用类的成员函数和成员变量，=和&形式也都会默认引入

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。

示例1：Lambda表达式的使用。

示例2：以[ ]方式传递，外部的所有变量在Lambda表达式中都可以使用。

示例3：以[a]方式传递，在Lambda表达式中只能使用传递进来的a。

2、函数参数 ()

(params) 表示Lambda函数对象接收的参数，类似于函数定义中的小括号表示函数接收的参数类型和个数。参数可以通过按值 （如：(inta,intb)）和按引用 （如：(int&a,int&b)）两种方式进行传递。 函数参数部分可以省略， 省略后相当于无参的函数。

示例：

3、选项Opt

Opt部分是可选项，最常用的是 mutable声明 ，这部分可以省略。

Lambda表达式外部的局部变量通过值传递进来时，其默认是const ，所以不能修改这个局部变量的拷贝 ，加上mutable就可以修改。

4、Lambda表达式的返回值类型 ->

可以指定Lambda表达式返回值类型；如果不指定返回值类型，则编译器会根据代码实现为函数推导一个返回类型；如果没有返回值，则可忽略此部分。

示例1：

示例2：

5、Lambda表达式的函数体{}

Lambda表达式的函数体部分与普通函数体一致。用{}标识函数的实现，不能省略，但函数体可以为空。

示例：

6、槽函数使用Lambda表达式来实现

示例1：点击按钮关闭窗口。

示例2：当"connect"函数第三个参数为"this"时，第四个参数使用Lambda表达式时，可以省略掉"this"------

5.4 信号与槽的优缺点

5.4.1 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。

5.4.2 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。

一个客户端程序中，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。

5.5 小结

5.5.1 关于信号槽的两个补充知识点

6 ~> 信号与槽小结

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结尾

uu们，本文的内容到这里就全部结束了，艾莉丝在这里再次感谢您的阅读！

结语：希望对学习QT相关内容的uu有所帮助，不要忘记给博主"一键四连"哦！

往期回顾：

【QT】Qt 从零上手：Hello World、项目文件与实战避坑指南

🗡博主在这里放了一只小狗，大家看完了摸摸小狗放松一下吧！🗡 ૮₍ ˶ ˊ ᴥ ˋ˶₎ა