c++实现Qt信号和槽机制

简介

 信号槽机制与Windows下消息机制类似，消息机制是基于回调函数，Qt中用信号与槽来代替函数指针，使程序更安全简洁。
 信号和槽机制是 Qt 的核心机制，可以让编程人员将互不相关的对象绑定在一起，实现对象之间的通信。

信号

 当对象改变其状态时，信号就由该对象发射 (emit) 出去，而且对象只负责发送信号，它不知道另一端是谁在接收这个信号。这样就做到了真正的信息封装，能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，而且槽只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。

信号与槽的连接

 所有从 QObject 或其子类 ( 例如 Qwidget ) 派生的类都能够包含信号和槽。因为信号与槽的连接是通过 QObject 的 connect() 成员函数来实现的。

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

 其中 sender 与 receiver 是指向对象的指针，SIGNAL() 与 SLOT() 是转换信号与槽的宏。

特点

1、一个信号可以连接多个槽

当信号发射时，会以不确定的顺序一个接一个的调用各个槽。

2、多个信号可以连接同一个槽

即无论是哪一个信号被发射，都会调用这个槽。

3、信号直接可以相互连接

发射第一个信号时，也会发射第二个信号。
4、连接可以被移除

这种情况用得比较少，因为在对象被删除时，Qt会自动移除与这个对象相关的所有连接。语法如下：

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

观察者模式

定义

 观察者模式（又被称为发布-订阅（Publish/Subscribe）模式，属于行为型模式的一种，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态变化时，会通知所有的观察者对象，使他们能够自动更新自己。

观察者模式结构图

在观察者模式中有如下角色：

1、Subject：抽象主题（抽象被观察者），抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合里，每个主题都可以有任意数量的观察者，抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象。
2、ConcreteSubject：具体主题（具体被观察者），该角色将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题的内部状态发生改变时，给所有注册过的观察者发送通知。
3、Observer：抽象观察者，是观察者者的抽象类，它定义了一个更新接口，使得在得到主题更改通知时更新自己。
4、ConcrereObserver：具体观察者，实现抽象观察者定义的更新接口，以便在得到主题更改通知时更新自身的状态。

实现简单的信号和槽

 为什么要说观察者模式呢？因为Qt的信号和槽就是基于这种设计模式来进行设计的。通过信号和槽将对发送者信号感兴趣的对象连接起来，当发送者的信号发送的时候，就会对这个列表进行遍历，这种方式类似于广播，不关心用户是否收到，只是进行发送而已。下面是实现方式。

#include 
#include 
using namespace std;

//槽函数类
template <class TParam>
class SlotBase
{
public:
    virtual void slotFuntion(TParam) = 0;
    virtual ~SlotBase() = default;
};

template <class TReceiver,class TParam>
class Slot:public SlotBase<TParam>
{
private:
    TReceiver *m_preveiver;
    void (TReceiver::*m_func)(TParam);
public:
    Slot(TReceiver * reveiver,void(TReceiver::*func)(TParam))
    {
        m_preveiver = reveiver;
        m_func = func;
    }
    void slotFuntion(TParam param) override
    {
        (m_preveiver->*m_func)(param);
    }
};

//信号类
template <class TParam>
class Signal
{
private:
    std::vector<SlotBase<TParam> *> signal_vector;
public:
    template <class TReceiver>
    void addSlot(TReceiver *reveiver,void(TReceiver::*func)(TParam))
    {
        signal_vector.push_back(new Slot(reveiver,func));
    }

    void operator()(TParam param)
    {
        for(SlotBase<TParam> *p:signal_vector)
        {
            p->slotFuntion(param);
        }
    }
};

//两个测试的接受信号类
class Receiver1
{
public:
    void func1(int param)
    {
        std::cout<<"这是Receiver1类中方法,参数为"<<param<<endl;
    }
};

class Receiver2
{
public:
    void func2(int param)
    {
        std::cout<<"这是Receiver2类中方法,参数为"<<param<<endl;
    }
};

class SendObj
{
public:
    Signal<int> valueChanged;
public:
    void testSend(int value)
    {
        valueChanged(value);
    }
};

#define connect(send,signal,reveiver,slot) send->signal.addSlot(reveiver,slot)

int main()
{
    SendObj *send=new SendObj;
    Receiver1 *r1 = new Receiver1;
    Receiver2 *r2 = new Receiver2;

    connect(send,valueChanged,r1,&Receiver1::func1);
    connect(send,valueChanged,r2,&Receiver2::func2);

    send->testSend(100);
    return 0;
}