一. 信号和槽概述
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。
控件在处理完事件后，通常会发出⼀个信号。例如⽤⼾点击按钮，控件会发出 "按钮被点击" 的信号；⽤⼾关闭窗⼝，控件会发出 "窗⼝被关闭" 的信号。
Qt 中的所有控件都具有发射信号和接收信号的能⼒，⼀个控件还可以连接多个不同的信号。对于接收到的每个信号，控件都会通过执行对应的槽函数做出响应动作。
例如，按钮所在的窗⼝接收到 "按钮被点击" 的信号后，会执行对应的槽函数，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（即被调用的函数）就称之为槽。
信号和槽是 Qt 特有的消息传输机制，可以通过 connect 这样的函数，把一个信号和一个槽这种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：
- 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
槽是用来响应信号的函数。槽本质就是 C++ 普通函数，可放在类内任意访问权限区域（public、protected、private），支持任意参数、函数重载，也能够直接调用；但不允许设置默认参数。
槽函数和普通函数最大区别：槽可以绑定信号。一旦信号触发，与之关联的槽函数会自动执行。 槽函数本质属于回调函数（callback）。
- 【C 语言阶段 --- 函数指针】 构造跳转表，用来降低代码圈复杂度 实现回调机制（例：qsort）
- 【C++ 阶段】 STL：函数对象（仿函数） lambda 匿名表达式
- 【Linux】 信号处理函数 线程入口函数 epoll：基于回调的事件机制
（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）。
补充：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.
二.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.这⼀点的设定和 Java 是⾮常相似的.
connect()
a.函数原型：
cpp
connect (const QObject *sender,
const char *signal,
const QObject *receiver,
const char *method,
Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)b.参数说明
- const QObject *sender：信号发送者。指向发出信号的那个对象的指针（比如你的按钮 button）。
- **const char *signal：**信号。这里是个字符串，必须用 SIGNAL() 宏包裹（例如 SIGNAL(clicked())）。
- **const QObject *receiver：**信号接收者。指向接收信号并做出反应的那个对象的指针（比如你的窗口 this）。
- **const char *method：**槽函数。也是个字符串，必须用 SLOT() 宏包裹（例如 SLOT(close())）。
- **Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection：**连接类型（可选参数）。默认是 AutoConnection（自动连接），决定槽函数是立即执行还是排队执行。
c. 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，
输入快捷键F1：
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；
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()
这个窗口列出了 QPushButton 给我们提供的所有信号（还包含了 QPushButton 父类的信号）。
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：
- 以 " on " 开头，中间使⽤下划线连接起来；
- " XXX " 表⽰的是对象名(控件的 objectName 属性)。
- " 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。按照这种命名⻛格定义的槽函数, 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.
- 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.
- 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.
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
三. 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。
在 Qt 框架中，若要使某个类具备定义信号与槽函数的资格，必须在类的起始位置声明 Q_OBJECT 宏。该宏在预处理阶段会展开为大量底层代码，是类能够参与信号槽机制的必要条件；若缺失此宏，将导致编译错误。通常情况下，开发者无需手动编写该宏，Qt Creator 在创建类时会自动完成添加。
1.⾃定义信号函数书写规范
其实在日常写代码时，我们很少需要自己去发明新信号，因为 Qt 自带的内置信号已经足够应对绝大多数开发需求了。虽然 Qt 里的信号本质上也就是个"函数"，而且从 Qt 5 开始，槽函数跟普通成员函数用起来几乎没区别，但信号依然是个特殊的存在：我们只需要写个声明，告诉 Qt "这是个信号"就行了，至于函数具体的代码实现，Qt 会在编译的时候自动帮我们生成。
- ⾃定义信号函数必须写到 **"signals"**下；
- 返回值为 void，只需要声明，不需要实现；
- 可以有参数，也可以发⽣重载；
这里的 signals 其实是 Qt 自己发明的一个关键字。当你用 qmake 去构建 Qt 项目的时候，它会启动一些专门用来分析和生成代码的工具。这些工具只要一看到类里面有 signals 这个词，就会自动把跟在它后面的那些函数声明当成"信号"来处理，并且会在背后悄悄帮你把这些信号函数的定义（也就是函数体）给补全。
2.⾃定义槽函数书写规范
其实所谓的自定义一个槽函数，其操作规程和自定义一个普通成员函数没有什么区别。
- 早期的 Qt 版本要求槽函数必须写到 "public slots" 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；
- 返回值为 void，需要声明，也需要实现；
- 可以有参数，可以发⽣重载；
槽声明的两种写法：
这里的 slots 是 Qt 自己造出来的关键字，C++ 标准里根本没有这个东西。当你用 qmake 构建 Qt 项目的时候，它会启动一个专门的扫描器，去代码里找像 slots 这样的特殊关键字，只要找到了，就会在背后自动帮你生成一大堆配套的代码。
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。
4.举例如下：
示例1：
a.在 widget.h 中声明⾃定义的信号和槽，如图所⽰；
b.在 widget.cpp 中实现槽函数，并且关联信号和槽
首先关联信号和槽，⼀旦检测到信号发射之后就会立刻执行关联的槽函数。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就不会响应。
示例2：当⽼师说 "上课了"，学⽣们就 "回到座位，开始学习"。
a.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 -----> "addnew..."
b.点击 "add new..." 之后，出现如下界⾯：
c.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.
**注意：**在 Qt 中新建类时，要选择新建类的父类。
显然，当前项目中还没有什么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。
我们选择 "下一步"，出现如下界面：
d.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：
e.在 teacher.h 中声明信号函数：
f.在 student.h 中声明槽函数：
h.在 widget.h 中实例化 "老师类对象" 和 "学生类对象"：
i.在 student.cpp 中实现槽函数：
j.在 widget.cpp 中连接自定义信号和槽：
k.运行结果如下图所示：
示例 三：
a. 老师点击 "按钮" 触发学生上课
b.运行结果如下图示：
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.
1.示例重载信号槽
a.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·：
b.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。
c.执⾏结果如下图所示：
点击一下发现：
2.信号槽参数列表匹配规则
a. 在 "widget.h" 头文件中声明信号和槽函数
b.在 "widget.cpp" 文件中实现槽函数以及连接信号和槽
信号的参数个数可以多于槽，但槽的参数个数绝不能多于信号。这是因为信号发射时，槽函数只能使用信号提供的参数，如果槽需要的参数比信号提供的还多，就会导致参数缺失。 因此，实际开发中最好保持两者参数个数一致。
3.信号的参数个数多于槽函数的参数个数
a.在 "widget.h" 头文件中声明信号和槽函数
b.在 "widget.cpp" 文件中实现槽函数以及连接信号和槽
四.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
示例如下：
a.在 "widget.h" 中声明信号和槽以及信号发射函数；
b.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
1.⼀个信号连接多个槽
示例：
a.在 "widget.h" 头⽂件中声明⼀个信号和三个槽；
b.在 "widget.cpp" ⽂件中实现槽函数以及连接信号和槽；
4.3 多对⼀
多个信号连接⼀个槽函数
示例：
a.在 "widget.h" 头⽂件中声明两个信号以及⼀个槽；
b.在 "widget.cpp" ⽂件中实现槽函数以及连接信号和槽；
4.4多对多
多个信号连接多个槽函数：
a.我们在 "widget.h" 头文件中声明三个信号以及三个槽：
b.然后在 "widget.cpp" 文件中实现槽函数以及连接信号和槽：
在实际的开发上，随着程序员经验越来越多，大家在 GUI 开发的过程中，会发现**"多对多" 其实是个 "伪需求"，实际很少会用到，绝大部分的情况来说，"一对一" 就够用了**。
4.5信号槽存在的意义
1. 解耦合（高内聚，低耦合）
含义：发送者只管发信号，不需要知道谁会接收、怎么处理；接收者只管处理，不需要知道信号从哪来。两者互不干涉。
举例理解：顾客只管喊"点餐！"，不需要认识厨师；厨师只管做菜，不需要认识顾客。换厨师或换顾客，互不影响。
2. 多对多（类似 MySQL 的多对多关系）
含义：一个信号可以触发多个动作；多个信号也可以触发同一个动作。
举例理解：
一对多：喊一声"下班了！"，大家同时开始关电脑、收拾包、打卡。
多对一：按门铃、敲门、喊名字，最终都是同一个人来开门。
五. 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.
示例如下：
大部分实际开发情况下，我们把信号和槽连接上之后就不必管了，因此 disconnect使用的比较少。主动断开往往是把信号重新绑定到另一个槽函数上。
5.2 t4 版本信号与槽的连接
Qt4 里的 connect 用起来比 Qt5 麻烦不少，必须得配合 SIGNAL 和 SLOT 这两个宏才能写。而且它不会帮你检查函数的类型对不对，所以代码写错了也不容易发现，更容易出 Bug。
a.首先在 "widget.h" 头文件中声明信号和槽：
b.然后在 "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；
示例如下：
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：
cpp
[ capture ] ( params ) opt -> ret {
Function body;
};说明如下：
1.局部变量引⼊⽅式
: 标识⼀个 Lambda表达式 的开始。不可省略。
说明如下：
- 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
Lambda 表达式除了能用
[=]按值捕获变量，也能用[&]按引用捕获（不过 Qt 里一般不怎么用引用）。平时我们捕获的变量，大多就是各个控件的指针。对于指针来说，按值传还是按引用传，其实差别不大。但如果你选了按引用捕获，就得多留个心眼，注意一下这个引用变量自己的生命周期，别让它提前销毁了。
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：(int a,int b)）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。
看结果：
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⻉，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如下：
来看结果：
示例2如下：
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。
示例如下：
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
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.