QT中的信号与槽的概念体制

相信学了QT的人，或者刚刚接触QT的人，都似乎经常听到信号与槽这个两个概念，究竟这两个概念具体表现和用途及其的有点特性在哪里，可能很多网友了解的并不具体或系统，黑猪从网上搜索一下，觉得下面这篇文章写得不错，帖出来与大家分享一下。

信号与槽作为 QT 的核心机制在 QT编程 中有着广泛的应用，本文介绍了信号与槽的一些基本概念、元对象工具以及在实际使用过程中应注意的一些问题。
QT 是一个跨平台的 C++ GUI 应用构架，它提供了丰富的窗口部件集，具有面向对象、易于扩展、真正的组件 编程 等特点，更为引人注目的是目前 Linux 上最为流行的 KDE 桌面环境就是建立在 QT 库的基础之上。 QT 支持下列平台： MS/WINDOWS-95 、 98 、 NT 和 2000 ； UNIX/X11-Linux 、 Sun Solaris 、 HP-UX 、 Digital Unix 、 IBM AIX 、 SGI IRIX ； EMBEDDED- 支持 framebuffer 的 Linux 平台。伴随着 KDE 的快速发展和普及， QT 很可能成为 Linux 窗口平台上进行软件开发时的 GUI 首选。

一、概述

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。

二、信号

当某个信号对其客户或所有者发生的内部状态发生改变，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，与其相关联的槽将被立刻执行，就象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（ emit ）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，这些槽将会一个接一个地执行，但是它们执行的顺序将会是随机的、不确定的，我们不能人为地指定哪个先执行、哪个后执行。

信号的声明是在头文件中进行的， QT 的 signals 关键字指出进入了信号声明区，随后即可声明自己的信号。例如，下面定义了三个信号：

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



在上面的定义中， signals 是 QT 的关键字，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(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++ 中的虚函数。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。

三、槽

槽是普通的 C++ 成员函数，可以被正常调用，它们唯一的特殊性就是很多信号可以与其相关联。当与其关联的信号被发射时，这个槽就会被调用。槽可以有参数，但槽的参数不能有缺省值。

既然槽是普通的成员函数，因此与其它的函数一样，它们也有存取权限。槽的存取权限决定了谁能够与其相关联。同普通的 C++ 成员函数一样，槽函数也分为三种类型，即 public slots 、 private slots 和 protected slots 。

public slots ：在这个区内声明的槽意味着任何对象都可将信号与之相连接。这对于组件 编程 非常有用，你可以创建彼此互不了解的对象，将它们的信号与槽进行连接以便信息能够正确的传递。
protected slots ：在这个区内声明的槽意味着当前类及其子类可以将信号与之相连接。这适用于那些槽，它们是类实现的一部分，但是其界面接口却面向外部。
private slots ：在这个区内声明的槽意味着只有类自己可以将信号与之相连接。这适用于联系非常紧密的类。
槽也能够声明为虚函数，这也是非常有用的。

槽的声明也是在头文件中进行的。例如，下面声明了三个槽：

public slots:
void mySlot();
void mySlot(int x);
void mySignalParam(int x,int y);



四、信号与槽的关联

通过调用 QObject 对象的 connect 函数来将某个对象的信号与另外一个对象的槽函数相关联，这样当发射者发射信号时，接收者的槽函数将被调用。该函数的定义如下：

bool QObject::connect ( const QObject * sender, const char * signal,
const QObject * receiver, const char * member ) [static]



这个函数的作用就是将发射者 sender 对象中的信号 signal 与接收者 receiver 中的 member 槽函数联系起来。当指定信号 signal 时必须使用 QT 的宏 SIGNAL() ，当指定槽函数时必须使用宏 SLOT() 。如果发射者与接收者属于同一个对象的话，那么在 connect 调用中接收者参数可以省略。

例如，下面定义了两个对象：标签对象 label 和滚动条对象 scroll ，并将 valueChanged() 信号与标签对象的 setNum() 相关联，另外信号还携带了一个整形参数，这样标签总是显示滚动条所处位置的值。

QLabel *label = new QLabel;
QScrollBar *scroll = new QScrollBar;
QObject::connect( scroll, SIGNAL(valueChanged(int)),
label, SLOT(setNum(int)) );



一个信号甚至能够与另一个信号相关联，看下面的例子：

class MyWidget : public QWidget
{
public:
MyWidget();
...
signals:
void aSignal();
...
private:
...
QPushButton *aButton;
};

MyWidget::MyWidget()
{
aButton = new QPushButton( this );
connect( aButton, SIGNAL(clicked()), SIGNAL(aSignal()) );
}



在上面的构造函数中， MyWidget 创建了一个私有的按钮 aButton ，按钮的单击事件产生的信号 clicked() 与另外一个信号 aSignal() 进行了关联。这样一来，当信号 clicked() 被发射时，信号 aSignal() 也接着被发射。当然，你也可以直接将单击事件与某个私有的槽函数相关联，然后在槽中发射 aSignal() 信号，这样的话似乎有点多余。

当信号与槽没有必要继续保持关联时，我们可以使用 disconnect 函数来断开连接。其定义如下：

bool QObject::disconnect ( const QObject * sender, const char * signal,
const Object * receiver, const char * member ) [static]



这个函数断开发射者中的信号与接收者中的槽函数之间的关联。

有三种情况必须使用 disconnect() 函数：

断开与某个对象相关联的任何对象。这似乎有点不可理解，事实上，当我们在某个对象中定义了一个或者多个信号，这些信号与另外若干个对象中的槽相关联，如果我们要切断这些关联的话，就可以利用这个方法，非常之简洁。

disconnect( myObject, 0, 0, 0 )
或者
myObject->disconnect()



断开与某个特定信号的任何关联。

disconnect( myObject, SIGNAL(mySignal()), 0, 0 )
或者
myObject->disconnect( SIGNAL(mySignal()) )



断开两个对象之间的关联。

disconnect( myObject, 0, myReceiver, 0 )
或者
myObject->disconnect( myReceiver )



在 disconnect 函数中 0 可以用作一个通配符，分别表示任何信号、任何接收对象、接收对象中的任何槽函数。但是发射者 sender 不能为 0 ，其它三个参数的值可以等于 0 。

五、元对象工具

元对象编译器 moc （ meta object compiler ）对 C++ 文件中的类声明进行分析并产生用于初始化元对象的 C++ 代码，元对象包含全部信号和槽的名字以及指向这些函数的指针。

moc 读 C++ 源文件，如果发现有 Q_OBJECT 宏声明的类，它就会生成另外一个 C++ 源文件，这个新生成的文件中包含有该类的元对象代码。例如，假设我们有一个头文件 mysignal.h ，在这个文件中包含有信号或槽的声明，那么在编译之前 moc 工具就会根据该文件 自动 生成一个名为 mysignal.moc.h 的 C++ 源文件并将其提交给编译器；类似地，对应于 mysignal.cpp 文件 moc 工具将 自动 生成一个名为 mysignal.moc.cpp 文件提交给编译器。

元对象代码是 signal/slot 机制所必须的。用 moc 产生的 C++ 源文件必须与类实现一起进行编译和连接，或者用 #include 语句将其包含到类的源文件中。 moc 并不扩展 #include 或者 #define 宏定义 , 它只是简单的跳过所遇到的任何预处理指令。

六、程序样例

这里给出了一个简单的样例程序，程序中定义了三个信号、三个槽函数，然后将信号与槽进行了关联，每个槽函数只是简单的弹出一个对话框窗口。读者可以用 kdevelop 生成一个简单的 QT 应用程序，然后将下面的代码添加到相应的程序中去。

信号和槽函数的声明一般位于头文件中，同时在类声明的开始位置必须加上 Q_OBJECT 语句，这条语句是不可缺少的，它将告诉编译器在编译之前必须先应用 moc 工具进行扩展。关键字 signals 指出随后开始信号的声明，这里 signals 用的是复数形式而非单数， siganls 没有 public 、 private 、 protected 等属性，这点不同于 slots 。另外， signals 、 slots 关键字是 QT 自己定义的，不是 C++ 中的关键字。

信号的声明类似于函数的声明而非变量的声明，左边要有类型，右边要有括号，如果要向槽中传递参数的话，在括号中指定每个形式参数的类型，当然，形式参数的个数可以多于一个。

关键字 slots 指出随后开始槽的声明，这里 slots 用的也是复数形式。

槽的声明与普通函数的声明一样，可以携带零或多个形式参数。既然信号的声明类似于普通 C++ 函数的声明，那么，信号也可采用 C++ 中虚函数的形式进行声明，即同名但参数不同。例如，第一次定义的 void mySignal() 没有带参数，而第二次定义的却带有参数，从这里我们可以看到 QT 的信号机制是非常灵活的。

信号与槽之间的联系必须事先用 connect 函数进行指定。如果要断开二者之间的联系，可以使用函数 disconnect 。

//tsignal.h
...
class TsignalApp:public QMainWindow
{
Q_OBJECT
...
// 信号声明区
signals:
// 声明信号 mySignal()
void mySignal();
// 声明信号 mySignal(int)
void mySignal(int x);
// 声明信号 mySignalParam(int,int)
void mySignalParam(int x,int y);