【QT】信号与槽

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，例如⽤⼾点击按钮会发出 “按钮被点击” 的信号，⽤⼾关闭窗⼝会发出 “窗⼝被关闭” 的信号。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

• 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。

• 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。

• 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：

1. 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；
2. 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）。

二、信号和槽的使用

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。

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。

2. 自定义信号和槽

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 “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； （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。

在 widget.h 中声明⾃定义的信号和槽，如图所示：

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⻢执⾏关联的槽函数。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.

3. 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.

4. 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。

例如：

5. 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。

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。

三、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。