Qt之信号和槽详解

概述

• 信号槽是 Qt框架引以为豪的机制之一。所谓信号槽，实际就是调用回调函数。当某个事件发生之后，比如，按钮检测到自己被点击了一下，它就会发出一个信号（signal）。这种发出是没有目的的，类似广播。如果有对象对这个信号感兴趣，它就会使用连接（connect）函数，意思是，将想要处理的信号和自己的一个函数（称为槽（slot））绑定来处理这个信号。也就是说，当信号发出时，被连接的槽函数会自动被回调。
• 信号和槽是Qt特有的信息传输机制，是Qt设计程序的重要基础，它可以让互不干扰的对象建立一种联系。
• 槽的本质是类的成员函数，其参数可以是任意类型的。和普通C++成员函数几乎没有区别，它可以是虚函数；也可以被重载；可以是公有的、保护的、私有的、也可以被其他C++成员函数调用。唯一区别的是：槽可以与信号连接在一起，每当和槽连接的信号被发射的时候，就会调用这个槽。

信号和槽使用

信号与槽的连接

使用connect函数，有两个原型。

原型1：

static QMetaObject::Connection connect(
    const QObject *sender,    //信号发送对象指针
    const char *signal,       //信号函数字符串，使用SIGNAL()
    const QObject *receiver,  //槽函数对象指针
    const char *member,       //槽函数字符串，使用SLOT()
    Qt::ConnectionType = Qt::AutoConnection);
如：connect(pushButton, SIGNAL(clicked()), dialog, SLOT(close()));

Qt4和Qt5都可以使用这种连接方式。

原型2：

static QMetaObject::Connection connect(
    const QObject *sender,      //信号发送对象指针
    const QMetaMethod &signal,  //信号函数地址
    const QObject *receiver,    //槽函数对象指针
    const QMetaMethod &method,  //槽函数地址
    Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection);

如：connect(pushButton, &QPushButton::clicked, dialog, &QDialog::close);
这是Qt5新增的连接方式，这使得在编译期间就可以进行拼写检查，参数检查，类型检查，并且支持相容参数的兼容性转换。

信号与槽的连接：

 connect(sender, SIGNAL(signal), receiver, SLOT(slot));

参数：
sender：发出信号的对象
signal：发送对象发出的信号
receiver：接收信号的对象
slot：接收对象在接收到信号之后所需要调用的函数

信号槽要求信号和槽的参数一致，所谓一致，是参数类型一致。如果不一致，允许的情况是，槽函数的参数可以比信号的少，即便如此，槽函数存在的那些参数的顺序也必须和信号的前面几个一致起来。这是因为，你可以在槽函数中选择忽略信号传来的数据（也就是槽函数的参数比信号的少），但是不能说信号根本没有这个数据，你就要在槽函数中使用（就是槽函数的参数比信号的多，这是不允许的）。

自定义信号槽

自定义信号槽需要注意的事项

• 发送者和接收者都需要是QObject的子类；
• 使用 signals 标记信号函数，信号是一个函数声明，返回 void，不需要实现函数代码；
• 槽函数是普通的成员函数，作为成员函数，会受到 public、private、protected 的影响；
• 使用 emit 在恰当的位置发送信号；
• 使用QObject::connect()函数连接信号和槽。

信号槽的更多用法

• 一个信号可以和多个槽相连
  　　如果是这种情况，这些槽会一个接一个的被调用，但是它们的调用顺序是不确定的。
• 多个信号可以连接到一个槽
  只要任意一个信号发出，这个槽就会被调用。
• 槽可以被取消链接
  这种情况并不经常出现，因为当一个对象delete之后，Qt自动取消所有连接到这个对象上面的槽。

信号触发

Qt为我们提供了5种类型的连接方式，如下

• Qt::AutoConnection
  自动连接，根据sender和receiver是否在一个线程里来决定使用哪种连接方式，同一个线程使用直连，否则使用队列连接
• Qt::DirectConnection 直连
• Qt::QueuedConnection 队列连接
• Qt::BlockingQueuedConnection
  阻塞队列连接，顾名思义，虽然是跨线程的，但是还是希望槽执行完之后，才能执行信号的下一步代码
• Qt::UniqueConnection 唯一连接

直连
对于大多数的开发工作来说，我们可能都是在同一个线程里进行的，因此直连也是我们使用连接方式最多的一种，直连说白了就是函数回调。
队列连接
connect连接信号槽时，我们使用Qt::QueuedConnection作为连接类型时，槽函数的执行是通过抛出QMetaCallEvent事件，经过Qt的事件循环达到异步的效果

总结

讲了这么多，Qt信号槽的实现原理其实就是函数回调，不同的是直连直接回调、队列连接使用Qt的事件循环隔离了一次达到异步，最终还是使用函数回调

• moc预编译帮助我们构建了信号槽回调的开头(信号函数体)和结尾(qt_static_metacall回调函数)，中间的回调过程Qt已经在QOjbect函数中实现
• signals和slots就是为了方便moc解析我们的C++文件，从中解析出信号和槽
• 信号槽总共有5种连接方式，前四种是互斥的，可以表示为异步和同步。第五种唯一连接时配合前4种方式使用的
• 信号和槽本质上是一样的，但是对于使用者来说，信号只需要声明，moc帮你实现，槽函数声明和实现都需要自己写
• connect方法就是把发送者、信号、接受者和槽存储起来，供后续执行信号时查找
• 信号触发就是一系列函数回调

面试问题：

1. moc预编译在干嘛
2. signals和slots关键字产生的理由
3. 信号槽连接方式有什么区别
4. 信号和槽函数有什么区别
5. connect到底干了什么
6. 信号触发原理