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發表于 2013-9-12 16:48:59 | 檢視:
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信号和槽
版權聲明
該文章原創于qter開源社群
導語
在前面的内容中已經多次用到過信号和槽了，這一節我們将詳細講解信号和槽的機制和使用方式。大家可以在幫助中檢視signals& slots關鍵字。
環境：windows xp + qt 4.8.5+qtcreator2.8.0
目錄
一、信号和槽機制
二、信号和槽的自動關聯
三、信号和槽的進階應用
正文
信号和槽用于兩個對象之間的通信，信号和槽機制是qt的核心特征，也是qt不同于其他開發架構的最突出的特征。在gui程式設計中，當改變了一個部件時，總希望其他部件也能了解到該變化。更一般來說，我們希望任何對象都可以和其他對象進行通信。例如，如果使用者點選了關閉按鈕，我們希望可以執行視窗的close()函數來關閉視窗。為了實作對象間的通信，一些工具包中使用了回調（callback）機制，而在qt中，使用了信号和槽來進行對象間的通信。當一個特殊的事情發生時便可以發射一個信号，比如按鈕被單擊；而槽就是一個函數，它在信号發射後被調用，來響應這個信号。在qt的部件類中已經定義了一些信号和槽，但是更多的做法是子類化這個部件，然後添加自己的信号和槽來實作想要的功能。
在前面使用過的信号和槽的關聯，都是一個信号對應一個槽。其實，一個信号可以關聯到多個槽上，多個信号也可以關聯到同一個槽上，甚至，一個信号還可以關聯到另一個信号上，如下圖所示。如果存在多個槽與某個信号相關聯，那麼，當這個信号被發射時，這些槽将會一個接一個地執行，但是它們執行的順序是随機的，無法指定它們的執行順序。
下面通過一個簡單的例子來進一步講解信号和槽的相關知識。這個例子實作的效果是：在主界面中建立一個對話框，在這個對話框中可以輸入數值，當按下确定按鈕時關閉對話框并且将輸入的數值通過信号發射出去，而在主界面中接收該信号并且顯示數值。
建立qt gui應用，項目名稱為“mysignalslot”，基類選擇qwidget，然後類名保持“widget”不變。項目建立完成後，向項目中添加新檔案，模闆選擇qt分類中的“qt設計師界面類”，界面模闆選擇“dialog without buttons”，類名為“mydialog”。完成後首先在mydialog.h檔案中添加代碼來聲明一個信号：
signals:
void dlgreturn(int);
// 自定義的信号
聲明一個信号要使用signals關鍵字，在signals前面不能使用public、private和protected等限定符，因為隻有定義該信号的類及其子類才可以發射該信号。而且信号隻用聲明，不需要也不能對它進行定義實作。還要注意，信号沒有傳回值，隻能是void類型的。因為隻有qobject類及其子類派生的類才能使用信号和槽機制，這裡的mydialog類繼承自qdialog類，qdialog類又繼承自qwidget類，qwidget類是qobject類的子類，是以這裡可以使用信号和槽。不過，使用信号和槽，還必須在類聲明的最開始處添加q_object宏，在這個程式中，類的聲明是自動生成的，已經添加了這個宏。
在mydialog.ui對應的界面中添加一個spin box部件和一個push button部件，将pushbutton的顯示文本改為“确定”。然後轉到pushbutton的單擊信号clicked()槽，更改如下：
void mydialog::on_pushbutton_clicked()
// 确定按鈕
{
int value = ui->spinbox->value();
// 擷取輸入的數值
emit dlgreturn(value);
// 發射信号
close(); // 關閉對話框
}
當單擊确定按鈕時，便擷取spinbox部件中的數值，然後使用自定義的信号将其作為參數發射出去。發射一個信号要使用emit關鍵字，例如程式中發射了dlgreturn()信号。
然後到widget.h檔案中添加自定義槽的聲明：
private slots:
void showvalue(int
value);
聲明一個槽需要使用slots關鍵字。一個槽可以是private、public或者protected類型的，槽也可以被聲明為虛函數，這與普通的成員函數是一樣的，也可以像調用一個普通函數一樣來調用槽。槽的最大特點就是可以和信号關聯。
下面打開widget.ui檔案，向界面上拖入一個label部件，然後更改其文本為“擷取的值是：”。然後進入widget.cpp檔案中添加頭檔案#include "mydialog.h"，再在構造函數中添加代碼：
mydialog *dlg = new mydialog(this);
// 将對話框中的自定義信号與主界面中的自定義槽進行關聯
connect(dlg,signal(dlgreturn(int)),this,slot(showvalue(int)));
dlg->show();
這裡建立了一個mydialog，并且使用widget作為父部件。然後将mydialog類的dlgreturn()信号與widget類的showvalue()槽進行關聯。信号和槽進行關聯，使用的是qobject類的connect()函數，這個函數的原型如下：
bool qobject::connect ( const qobject *sender, const char * signal, const qobject * receiver, const char * method,qt::connectiontype type = qt::autoconnection )
它的第一個參數為發送信号的對象，例如這裡的dlg；第二個參數是要發送的信号，這裡是signal(dlgreturn(int))；第三個參數是接收信号的對象，這裡是this，表明是本部件，即widget，當這個參數為this時，也可以将這個參數省略掉，因為connect()函數還有另外一個重載形式，該參數預設為this；第四個參數是要執行的槽，這裡是slot(showvalue(int))。對于信号和槽，必須使用signal()和slot()宏，它們可以将其參數轉化為const
char* 類型。connect()函數的傳回值為bool類型，當關聯成功時傳回true。還要注意，在調用這個函數時信号和槽的參數隻能有類型，不能有變量，例如寫成slot(showvalue(int value))是不對的。對于信号和槽的參數問題，基本原則是信号中的參數類型要和槽中的參數類型相對應，而且信号中的參數可以多于槽中的參數，但是不能反過來，如果信号中有多餘的參數，那麼它們将被忽略。下面介紹一下connect()函數的最後一個參數，它表明了關聯的方式，其預設值是qt::autoconnection，這裡還有其他幾個選擇，在程式設計中一般使用預設值，例如這裡，在mydialog類中使用emit發射了信号之後，就會執行槽，隻有等槽執行完了以後，才會執行emit語句後面的代碼。大家也可以将這個參數改為qt::queuedconnection，這樣在執行完emit語句後便會立即執行其後面的代碼，而不管槽是否已經執行。當不再使用這個關聯時，還可以使用disconnect()函數來斷開關聯。
下面是自定義槽的實作，在這裡隻是簡單的将參數傳遞來的數值顯示在了标簽上。因為這裡使用了中文，是以大家記着在main.cpp檔案中添加相關代碼。
void widget::showvalue(int
value) // 自定義槽
ui->label->settext(tr("擷取的值是：%1").arg(value));
現在大家可以運作一下程式檢視效果。如下圖所示。
這個程式中自定義了信号和槽，可以看到它們的使用是很簡單的，隻需要對它們進行關聯，然後在适當的時候發射信号就行。下面列舉一下使用信号和槽應該注意的幾點：
需要繼承自qobject或其子類；
在類聲明的最開始處添加q_object宏；
槽中的參數的類型要和信号的參數的類型相對應，且不能比信号的參數多；
信号隻用聲明，沒有定義，且傳回值為void類型。
信号和槽還有一種自動關聯方式，例如前面程式中在設計模式直接生成的按鈕的單擊信号的槽，就是使用的這種方式：on_pushbutton_clicked()，它由“on”、部件的objectname和信号三部分組成，中間用下劃線隔開。這樣組織的名稱的槽就可以直接和信号關聯，而不用再使用connect()函數。不過使用這種方式還要進行其他設定，而前面之是以可以直接使用，是因為程式中預設已經進行了設定。下面來看一個簡單的例子。
建立qt gui應用，項目名稱為“mysignalslot2”，基類選擇qwidget，然後類名保持“widget”不變。完成後先在widget.h檔案中進行函數聲明：
void on_mybutton_clicked();
這裡自定義了一個槽，它使用自動關聯。然後在widget.cpp檔案中添加頭檔案#include <qpushbutton>，再将構造函數的内容更改如下：
widget::widget(qwidget *parent) :
qwidget(parent),
ui(new ui::widget)
qpushbutton *button = new qpushbutton(this); // 建立按鈕
button->setobjectname("mybutton");
// 指定按鈕的對象名
ui->setupui(this);
//要在定義了部件以後再調用這個函數
因為在setupui()函數中調用了connectslotsbyname()函數，是以要使用自動關聯的部件的定義都要放在setupui()函數之前，而且還必須使用setobjectname()函數指定它們的objectname，隻有這樣才能正常使用自動關聯。下面是槽的定義：
void widget::on_mybutton_clicked()
// 使用自動關聯
close();
這裡進行了關閉部件的操作。對于槽的函數名，中間要使用前面指定的objectname，這裡是“mybutton”。現在運作一下程式，單擊按鈕，發現可以正常關閉視窗。
可以看到，如果要使用信号和槽的自動關聯，就必須在connectslotsbyname()函數之前進行部件的定義，而且還要指定部件的objectname，并且自動關聯中必須使用qt中已經定義的信号，而不能是自定義的信号。鑒于這些限制，雖然自動關聯形式上很簡單，但是實際編寫代碼時卻很少使用。而且，在定義一個部件時，很希望明确的使用connect()函數來對其進行信号和槽的關聯，這樣當别人看到這個部件定義時，就可以知道和它相關的信号和槽的關聯了。而使用自動關聯，卻沒有這麼明了。
panel示例程式中也使用了這個類，大家也可以參考一下這個程式。在這裡便不再詳細講述這個類的使用了。
在本節的最後，來看一下信号和槽機制的特色和優越性：
信号和槽機制是類型安全的，相關聯的信号和槽的參數必須比對；
信号和槽是松耦合的，信号發送者不知道也不需要知道接受者的資訊；
信号和槽可以使用任意類型的任意數量的參數。
結語
雖然信号和槽機制提供了高度的靈活性，但就其性能而言，還是慢于回調機制的。當然，這點性能差異通常在一個應用程式中是很難展現出來的。
涉及到的代碼：
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