二、信号与槽

[第二章信号与槽](#第二章信号与槽)
- [1. 信号和槽概述](#1. 信号和槽概述)
- [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](#2.2 查看内置信号和槽)
  - [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)
- [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)
  - [3.2 带参数的信号和槽](#3.2 带参数的信号和槽)
- [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)
  - [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. 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)

第二章信号与槽

1. 信号和槽概述

在 Qt 中，用户和控件的每次交互都可以看作一个事件。例如点击按钮、关闭窗口、输入内容等，都会触发对应的事件。

事件发生后，Qt 会发出对应的信号；收到信号后执行的响应函数，就是槽函数。信号和槽可以把两个相互独立的对象关联起来，例如把"按钮点击"这个信号和"窗口关闭"这个槽函数连接起来。

信号的本质： 信号可以理解为事件发生后的通知。常见事件包括按钮单击、按钮双击、窗口刷新、鼠标移动、鼠标按下、鼠标释放、键盘输入等。

在代码层面，信号的呈现形式就是函数。某个事件发生后，Qt 框架会触发对应的信号函数。信号的发送者通常是某个已经实例化的 Qt 对象。

槽的本质： 槽（Slot）就是响应信号的函数。槽函数本质上仍然是 C++ 函数，可以定义在 public、protected 或 private 区域，也可以有参数、重载或被直接调用。

说明： 信号和槽机制底层可以理解为函数之间的调用关系。例如按钮的点击信号可以用 clicked() 表示，窗口关闭槽函数可以用 close() 表示。连接之后，点击按钮就相当于触发 clicked()，再由它调用 close()。

信号函数通常写在 signals 下，只需要声明，不需要手动实现；槽函数可以写在 public slots、protected slots、private slots 或普通成员函数区域，需要自己实现。

Qt 会在编译前自动生成信号相关代码，这类机制可以理解为元编程（Meta Programming）。

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 内置的基础父类，Qt 中很多类都直接或间接继承自 QObject。

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，也就是信号函数。

receiver： 信号的接收者。

method： 接收信号后执行的槽函数。

type： 连接方式，默认值为 Qt::AutoConnection，通常不需要手动设置。

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

系统自带的信号和槽通常通过 Qt 帮助文档查询。例如要查看按钮的信号，可以在帮助文档中搜索 QPushButton，先在 Contents 中查找 signals。如果当前类中没有找到，就继续到父类中查找，例如 QPushButton 的父类 QAbstractButton。

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。

2.3 通过 Qt Creator 生成信号槽代码

Qt Creator 可以快速生成信号槽相关代码。

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：创建项目时需要生成 UI 设计文件。

2、双击 widget.ui 文件，进入 UI 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；

4、可视化生成槽函数；

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()

对于普通按钮来说，使用 clicked 信号即可；clicked(bool) 主要用于带状态的按钮，例如复选按钮。

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声明；

自动生成槽函数的命名规则： on_XXX_SSS。

XXX 表示控件的 objectName 属性，SSS 表示对应的信号。例如 on_pushButton_clicked() 中，pushButton 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，会被 Qt 自动连接到对应信号。

实际开发中，除非是 IDE 自动生成代码，否则更推荐显式调用 connect()。这样能更清晰地描述信号和槽的连接关系，也能减少因为命名或拼写问题导致连接失效的情况。

（2）在 widget.cpp 中自动生成槽函数定义。

6、在槽函数定义中添加要实现的功能，实现关闭窗口的效果。

3. 自定义信号和槽

3.1 基本语法

Qt 允许自定义信号函数和槽函数，但书写方式需要遵守固定规则。

自定义信号函数：

1、自定义信号函数必须写在 signals 下。

2、返回值为 void，只需要声明，不需要实现。

3、可以带参数，也可以重载。

自定义槽函数：

1、早期 Qt 版本要求槽函数写在 public slots 下；较新的 Qt 版本也允许写在普通 public 作用域中，或者写成普通全局函数。

2、返回值通常为 void，需要声明，也需要实现。

3、可以带参数，也可以重载。

发送信号： 使用 emit 关键字发送信号。emit 本质上是一个空宏，可写可不写，主要用于提升代码可读性。

示例1：自定义信号和槽。

1、在 widget.h 中声明自定义信号和槽；

2、在 widget.cpp 中实现槽函数，并连接信号和槽。注意图中 ① 和 ② 的顺序不能颠倒：需要先建立连接，再发送信号；如果先发送信号，此时槽函数还没有关联，就不会触发响应。

示例2：自定义 Teacher 信号与 Student 槽函数。

1、在源文件中新建两个类：一个是 Teacher 类，一个是 Student 类。首先选中项目名称，鼠标右键选择 "add new..."。

点击"add new..."之后，出现如下界面：

选择 "choose" 后进入类配置界面。注意：在 Qt 中新建类时，需要选择新类的父类。

如果新类不是窗口或控件，也没有更合适的业务父类，可以选择 QObject 作为基类。这样新类对象可以配合 Qt 的对象树机制，便于对象释放。

选择"下一步"，进入如下界面：

按照同样的方式添加 Student 类。添加完成后，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 Teacher 对象和 Student 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：

示例3：点击按钮触发自定义信号；

运行结果如下：

3.2 带参数的信号和槽

Qt 的信号和槽支持参数，也支持重载。通常要求信号函数的参数列表和槽函数的参数列表保持匹配。

当信号触发时，信号函数中的实参会传递给槽函数的形参，这样就可以通过信号向槽传递数据。

示例1：重载信号槽。

（1）在 widget.h 中声明重载的信号函数和槽函数；

（2）在 widget.cpp 中实现重载槽函数，并连接信号和槽。注意：定义函数指针时，需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 中声明信号和槽函数；

2、在 widget.cpp 中实现槽函数，并连接信号和槽；

信号的参数个数可以多于槽函数的参数个数，但槽函数的参数个数不能多于信号参数个数。实际开发中，最好让两者参数列表保持一致。

示例3：参数不完全一致时的连接。

1、在 widget.h 中声明信号和槽函数；

2、在 widget.cpp 中实现槽函数，并连接信号和槽；

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：一对一连接。

1、在 widget.h 中声明信号、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，并连接信号和槽；

（2）一个信号连接另一个信号

示例：在上述示例基础上，在 widget.cpp 中添加如下代码：

4.2 一对多

一个信号连接多个槽

示例：一个信号连接多个槽。

（1）在 widget.h 中声明一个信号和三个槽；

（2）在 widget.cpp 中实现槽函数，并连接信号和槽；

4.3 多对一

多个信号连接一个槽函数

示例：多个信号连接一个槽。

（1）在 widget.h 中声明两个信号以及一个槽；

（2）在 widget.cpp 中实现槽函数，并连接信号和槽；

5. 信号和槽的其他说明

5.1 信号与槽的断开

使用 disconnect() 可以断开信号和槽的连接，基本用法和 connect() 类似。

示例：

5.2 Qt4 版本信号与槽的连接

Qt4 中的 connect() 写法比 Qt5 更复杂，需要配合 SIGNAL 和 SLOT 宏使用，而且缺少函数类型检查，代码更容易出错。

示例：Qt4 写法。

（1）在 widget.h 中声明信号和槽；

（2）在 widget.cpp 中实现槽函数，并连接信号与槽；

Qt4 写法的特点：

优点： 参数直观。

缺点： 参数类型不做检测，编译期不容易发现错误。

示例：

5.3 使用 Lambda 表达式定义槽函数

Qt5 提高了信号与槽的灵活性，允许使用任意函数作为槽函数。需要临时定义简单槽函数时，可以使用 Lambda 表达式来简化代码。

Lambda 表达式是 C++11 增加的特性，用于定义匿名函数对象，可以简化槽函数的编写。

Lambda 表达式的基本语法格式如下：

cpp 复制代码

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

组成部分	说明
`capture`	捕获列表，用于指定外部变量的捕获方式。
`params`	参数列表，类似普通函数的参数。
`opt`	函数选项，常见的是 `mutable`。
`ret`	返回值类型，可以显式指定，也可以由编译器推导。
`Function body`	函数体，即 Lambda 表达式具体执行的代码。

1、局部变量引入方式 []

[] 是 Lambda 表达式的捕获列表，用来声明外部变量的捕获方式。

捕获方式	说明
`[]`	不捕获任何外部局部变量。
`[a]`	以值传递方式捕获变量 `a`。
`[&b]`	以引用传递方式捕获变量 `b`。
`[=]`	以值传递方式捕获外部所有局部变量，函数体中使用的是副本。
`[&]`	以引用方式捕获外部所有局部变量。
`[=, &foo]`	`foo` 使用引用捕获，其余变量使用值捕获。
`[&, foo]`	`foo` 使用值捕获，其余变量使用引用捕获。
`[this]`	捕获当前对象指针，可以在函数体中访问类的成员函数和成员变量。