[C++知识库] QT信号槽相关（祝大家2022年开心快乐）

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[C++知识库]QT信号槽相关（祝大家2022年开心快乐）

Qt中类里为什么要加上Q_OBJECT这个东西呢，原来这是一个Qt定义的宏.它的作用是什么呢?
原来这个宏中包含了Qt中最重要的一个机制:也就是信号和槽的机制.所有的Qt程序一定会使用这个机制!

Q_OBJECT宏有着连接信号与宏的功能，一旦类中没有这个宏定义的话，信号与槽的关联也就消失了

信号和槽机制是 QT 的核心机制，要精通 QT 编程就必须对信号和槽有所了解。信号和槽是一种高级接口，应用于对象之间的通信，它是 QT 的核心特性，也是 QT 区别于其它工具包的重要地方。信号和槽是 QT 自行定义的一种通信机制，它独立于标准的 C/C++ 语言，因此要正确的处理信号和槽，必须借助一个称为 moc（Meta Object Compiler）的 QT 工具，该工具是一个 C++ 预处理程序，它为高层次的事件处理自动生成所需要的附加代码。

在我们所熟知的很多 GUI 工具包中，窗口小部件 (widget) 都有一个回调函数用于响应它们能触发的每个动作，这个回调函数通常是一个指向某个函数的指针。但是，在 QT 中信号和槽取代了这些凌乱的函数指针，使得我们编写这些通信程序更为简洁明了。信号和槽能携带任意数量和任意类型的参数，他们是类型完全安全的，不会像回调函数那样产生 core dumps。

所有从 QObject 或其子类 ( 例如 Qwidget) 派生的类都能够包含信号和槽。当对象改变其状态时，信号就由该对象发射 (emit) 出去，这就是对象所要做的全部事情，它不知道另一端是谁在接收这个信号。这就是真正的信息封装，它确保对象被当作一个真正的软件组件来使用。槽用于接收信号，但它们是普通的对象成员函数。一个槽并不知道是否有任何信号与自己相连接。而且，对象并不了解具体的通信机制。

你可以将很多信号与单个的槽进行连接，也可以将单个的信号与很多的槽进行连接，甚至于将一个信号与另外一个信号相连接也是可能的，这时无论第一个信号什么时候发射系统都将立刻发射第二个信号。总之，信号与槽构造了一个强大的部件编程机制。

信号

当某个信号对其客户或所有者发送的内部发生状态发生改变，信号被一个对象发射。只有定义过这个信号的类及其派生类能够发射这个信号。当一个信号被发射时，预期相关联的槽将被立刻执行，就像一个正常的函数调用一样。信号-槽机制完全独立于任何GUI事件循环。只有当所有的槽返回以后发射函数才返回。如果存在多个槽与某个信号相关联，那么，当这个信号被发射时，这些槽会一个接一个执行，顺序随机、不确定的。

信号的声明是在头文件中进行的，QT的signals关键字之处了信号声明区，随后即可声明自己的信号。例如，下面定义了一些信号：

signals:
	void mySignal();
	void mySignal(int x);
	void mySignalParam(int x,int y);
	void mySignal();
	void mySignal(int x);
	void mySignalParam(int x,int y);

上面的定义中，signals是QT关键字，而非C/C++的。接下来的一行void mySignal()定义了信号mySignal，这个信号没有携带参数；接下来的一行void mySignal() 定义了信号 mySignal，这个信号没有携带参数；接下来的一行 void mySignal(int x) 定义了重名信号 mySignal，但是它携带一个整形参数，这有点类似于 C++ 中的重载，从形式上讲信号的声明与普通的 C++ 函数是一样的，但是信号却没有函数体定义，另外，信号的返回类型都是 void，不要指望能从信号返回什么有用信息。信号由 moc 自动产生，它们不应该在 .cpp 文件中实现。

链接signal和slot：

QT5之前：

connect(sender, SIGNAL(valueChanged(QString, QString)), receiver, SLOT(updateValue(QString)));

QT实际上利用SIGNAL和SLOT这两个宏，把其后的函数名转换成一个字符串。随后，moc将会扫描全部文件，将所有的signal和slot提取出来做成一个映射表。QObject::connect()函数则会从这个映射表里面找到该字符串，从signal的名字就可以找到slot的名字，因此也就知道了再signal emit的时候，该去调用哪一个slot函数。

Qt 5 之前的 signal/slot 语法的问题

从上面的解释可以看出，Qt 5 之前版本提供的这种语法其实有一些问题：

没有编译期检查：因为函数名被处理成字符串，所有的检查都是在运行时完成的。这就是为什么有时会发生编译通过了，但 slot 并没有被调用。此时，你就应该去检查 console 的输出，看看有没有什么 warning 说明 connect 并没有成功。
因为处理的是字符串，所以 slot 中的类型名字必须用 signal 的完全一致，而且在头文件中的和实际 connect 语句中的也必须一致。也就是说，如果你使用了 typedef 或者 namespace，connect 就可能不成功（在 Qt 5 之前的版本中，我们当然也可以使用 namespace，但是必须保证头文件中的和 connect 语句中的文本完全一致）。

新语法：使用函数指针

在QT5提供了人一套新的语法。之前的语法依然可以使用，但是现在，我们有了更好的选择：

connect(sender, &Sender::valueChanged, receiver, &Receiver::updateValue)

这个看起来和之前的版本类似，很容易迁移到新的语法。下面我们看看新的语法好处：

编译器检查

如果把 signal 或者 slot 名字编写错误，或者 slot 的参数同 signal 不一致，你会在编译期就获得一个错误。这肯定会在重构、或者修改 signal 或 slot 的名字时节省很多时间。

另一个影响是，Qt 可以利用static_cast返回更友好的错误信息。例如，如果我们少了Q_OBJECT宏，则会有：

#include <QtCore/QtCore>

class Goo : public QObject {
    Goo() {
        connect(this, &Goo::someSignal, this, &QObject::deleteLater);
    }
signals:
    void someSignal();
};

其错误信息是：

qobject.h: In member function 'void QObject::qt_check_for_QOBJECT_macro(const T&) const [with T = Goo]':
qobject.h:535:9:   instantiated from 'static typename QtPrivate::QEnableIf::ArgumentCount) >= (int)(QtPrivate::FunctionPointer::ArgumentCount)), void*>::Type QObject::connect(const typename QtPrivate::FunctionPointer::Object*, Func1, const typename QtPrivate::FunctionPointer::Object*, Func2, Qt::ConnectionType) [with Func1 = void (Goo::*)(), Func2 = void (QObject::*)(), typename QtPrivate::QEnableIf::ArgumentCount) >= (int)(QtPrivate::FunctionPointer::ArgumentCount)), void*>::Type = void*, typename QtPrivate::FunctionPointer::Object = Goo, typename QtPrivate::FunctionPointer::Object = QObject]'
main.cc:4:68:   instantiated from here
qobject.h:353:5: error: void value not ignored as it ought to be
make: *** [main.o] Error 1

参数的自动类型转换

现在，我们不仅可以更好地使用 typedef 或 namespace，而且可以利用隐式类型转换。在下面的例子中，我们的 signal 有一个QString参数，而 slot 需要的是QVariant。在新语法中，QString将被自动转换成QVariant：

class Test : public QObject {
	Q_OBJECT
	public:
		Test() {
			connect(this, &Test::someSignal, this, &Test::someSlot);
		}
		
	signals:
    void someSignal(const QString &);
	public:
    void someSlot(const QVariant &);
}

链接到任意函数

如果你留心上面的函数，就会发现，我们的signal被链接到了一个public函数，但这个函数并不是slot。Qt的新语法通过函数指针直接调用函数，而不需要moc的特殊处理，但是signal仍然需要。

更进一步，我们可以将signal链接到任意函数：

static void someFunction() {
    qDebug() << "pressed";
}

// ... somewhere else
QObject::connect(button, &QPushButton::clicked, someFunction);

这样处理，就可以让你很方便的同 boost 或者 tr1::bind 这样的第三方库协作。

C++11 lambda 表达式

至此之前，我们所有的示例都是基于 C++98. 标准的。但是，如果你的编译器支持 C++11，我相信你一看到“函数指针”这几个字，就一定会想到 C++11 的新特性：Lambda 表达式。现在，Lambda 表达式至少被 MSVC 2010，GCC 4.5，clang 3.1 这几个编译器支持。不过对于后面两个编译器，你需要在编译时加上 -std=c++0x 参数。
现在我们可以用 Lambda 表达式重写了：

void MyWindow::saveDocumentAs() {
	QFileDialog *dlg = new QFileDialog();
	dlg->open();
	QObject::connect(dlg, &QDialog::finished, [=](int result) {
		if (result) {
						QFile file(dlg->selectedFiles().first());
            // ... save document here ...
		}
		dlg->deleteLater();
	});
}

这种语法允许我们更方便地编写异步代码;

2021年即将过去，祝大家2022年开心快乐，心想事成！！！