Qt——信号和槽

概述

信号和槽的使用

自定义信号和槽

带参数的信号和槽

概述

在Linux系统中，我们也介绍了信号的产生、信号的检测以及信号的处理机制，它就是系统内部的通知机制，也可以是一种进程间通信的方式。在系统中有很多信号，我们可以通过signal()函数捕捉信号，重写一个信号处理函数。在Qt中的信号也和系统中的信号有相似之处。

Qt中的信号也要涉及信号三要素：信号源、信号类型和信号处理方式。

信号源：Qt中的信号是由某个控件发出的，Linux系统中可以是一个进程发送的信号。
信号类型：用户不同的操作会触发不同的信号，例如点击按钮就会触发点击信号（clicked）、在输入框中移动光标也会触发相应的信号，我们写这样的GUI程序就是为了和用户交互，所以必须知道当前用户的具体操作，通过不同的操作进行不同的处理。
信号处理方式：在Qt中就引入了一个概念就是槽（slot），说白了就是一个函数，再使用connect这样的函数把一个信号和一个槽关联起来，之后只要触发了信号，Qt就会自动执行槽函数，这种槽函数本质上也是一种回调函数。

所以在Qt中一定要先关联信号和槽，也就是先要有槽函数并使用connect函数将二者关联起来，然后再触发这个信号，顺序不能颠倒。

信号和槽的使用

在Qt中，QObject类提供了一个静态成员函数，就是connect()，这个函数就是关联信号和槽函数的。

而且Qt中的类本身也存在着一定的继承关系，比如我们使用的QLabel、QPushButton、QLineEdit等，他们的父类都是QWidget，也就是我们创建项目时选择的要继承的类，这个QWidget类也是继承了QObject这个类。所以Qt中基本所有的类都可以使用connect()这个函数。
QMetaObject::Connection QObject::connect(const QObject *sender,\
                                         const char *signal,\
                                         const QObject *receiver,\
                                         const char *method,\
                                         Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)
这个函数上一篇我们已经介绍过了，再来说一下细节：
前两个参数必须要匹配，比如是QPushButton对象发出的，那也必须是QPushButton内置的信号。
第一个和第三个参数我们传入的是QObject的子类指针，所以没有问题，但是第二个和第四个参数传入的是函数指针，但是为什么使用char*来接收呢？这两个的意义可不一样.
原因就是这是旧版本的connect函数声明，函数传参是时候需要给这两个参数分别放在SIGNAL()和SLOT()的括号中，通过宏替换就可以把函数指针转换成char*.
所以从Qt 5开始，做出了简化，不需要写这两个宏了，给connect函数提供了重载版本。
template <typename Func1, typename Func2>
static inline QMetaObject::Connection connect(const typename QtPrivate::FunctionPointer<Func1>::Object *sender,\
                                              Func1 signal,\
                                              const typename QtPrivate::FunctionPointer<Func2>::Object *receiver,\
                                              Func2 slot,\
                                              Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)
这就是为什么传参的时候一定要匹配，这样也有了一定的参数检查功能。
我们再写一个场景来使用一下。
// widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

#include <QPushButton>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    QPushButton* button = new QPushButton(this);
    button->setText("关闭");
    button->move(300, 200);

    connect(button, &QPushButton::clicked, this, &Widget::close);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}
创建一个QPushButton对象，想要点击这个按钮后就关闭这个窗口，发出信号的一定是QPushButton对象。
发出的信号一定是QPushButton内置的clicked信号。
要交给的对象就是this也就是Widget对象。
处理函数就可以使用Widget继承的QWidget内置的close()槽函数。

运行后就可以通过点击这个按钮关闭这个界面了。

但是像clicked这样的信号还有多少呢，想要知道就要看看文档了。

我们打开这个程序就可以查看文档，在文档的索引框，查找QPushButton类。

找了一遍后发现没有找到clicked这样的信号，既然这样就要向它的父类中查找。

QPushButton的父类就是QAbstractButton，通过类名我们也可以得知这是一个抽象类，在这个页面向下查找就找到了Signals这块，这里就有clicked等信号，也就类似于函数。

自定义信号和槽

有了上述的介绍，我们现在就可以自己写一个信号处理动作，这也是上一篇也用过的，先使用纯代码的方式实现一下自定义槽。

还是要先new一个QPushButton对象，把点击信号和槽函数关联起来。
槽函数中就设置为，捕捉到了信号就把Widget界面的标题修改一下。

下面我们再来看一下通过图形化界面的方式设置信号和槽。

打开Qt Disigner，通过拖拽的方式把Push Button控件添加到界面。
可以编辑一下按钮文本，然后右键点击控件，再点击转到槽。
点击后就可以看到Push Button提供的信号，甚至还有它的父类的信号，常用的还是clicked信号。
双击clicked就会跳转到编辑widget.cpp的界面，此时函数的声明和定义都已经自动生成好了，编写代码即可。

【注意】：这种方式是不会出现connect()函数的，Qt中除了connect可以连接信号和槽外，还可以通过函数名字的方式来自动连接，如上图所示：

on作为固定前缀。
pushButton为控件的objectName。
clicked为信号名字。

当符合规则后，Qt就可以把信号和槽自动建立好，所以函数名必须是正确的，如果不正确就无法连接。

这里名字故意写错，就不能达到我们想要的效果，这都是Qt中调用connectSlotsByName这个函数触发自动连接信号和槽，这个函数是在自动生成的ui_widget.h中setupUi函数中调用的。

所以，如果是通过图形化界面创建控件，还是使用第二种方式快速连接信号和槽；如果是通过代码的方式创建控件，还是得手动调用connect函数，原因就是没有调用connectSlotsByName函数。

虽然Qt中允许自定义信号，但是比较少见，开发过程中很少自定义信号，在GUI界面的操作是可以穷举出来的，Qt中内置的信号基本上已经覆盖了，所以使用Qt内置的信号就足够了。

Widget类虽然没有定义任何信号，但是它继承了QWidget和QObject，所以他们两个的信号可以直接使用。

信号本质上也是一个函数，它是是一个特殊的函数，只需要写出函数声明，告诉Qt这是一个信号即可，这个函数的定义在编译过程中是自动生成的。

而且信号在Qt中是特殊的机制，Qt生成的信号函数的实现也要配合Qt框架做其他既定操作。

作为信号函数，返回值必须是void，有无参数都可以，也可以支持重载。

signals是Qt自己扩展的关键字，qmake会调用代码分析和生成的工具，识别到signals这个关键字时就会把下面的函数声明认为是信号，并自动生成函数定义。

通过connect函数连接信号和槽函数就可以了，但是光连接还是不够的，还需要发送我们自定义的信号，这个emitu也是Qt中的关键字，作用就是发送信号。

或者我们把信号从构造函数拿出来，当点击按钮，就会触发on_pushButton_clicked函数，函数中就会发送mySignal信号，收到信号就会执行handleSignal自定义函数，之后就会修改窗口标题。

带参数的信号和槽

上述的不管是我们自定义的还是Qt内置的信号和槽都是不带参数的，但是他们也可以带参数，并且信号和槽的参数必须一致，此时触发信号的时候，就可以给信号函数传递实参，这个参数就会被传递到对应的槽函数中。

参数的类型必须要一致，个数不一致是可以的，但是要求信号的参数的个数必须要比槽的参数多。

通过这一次连接信号和槽，并搭配不同参数就可以实现不同结果，可以让代码复用，就比如：

而且信号的参数比槽函数多也是可以的，但是不允许槽函数中的参数比信号中的多，原因就是：

一个槽函数可能绑定多个信号。
如果严格要求就意味着信号绑定到槽的要求变高了。
所以信号的参数个数可以大于槽的参数个数，这样让信号和槽之间的绑定变得更灵活，更多的信号可以绑定到这个槽函数上。
虽然个数不一致，但是槽函数会按照参数顺序拿前N个参数，这样就可以确保槽函数的每个参数都有值。

还有一点就是，如果想要使用信号和槽的机制，就必须在类的一开始写上Q_OBJECT宏。

当我们转到定义就可以看到这个宏中展开的代码，这里也有很多的宏，也会继续展开，最终实现相应的功能。

信号和槽最主要就是要解决响应用户的操作，它在GUI框架中是一个有特色的机制，但是它的实现就没有那么简洁，但是它还要这样做就是为了：

把触发用户操作的控件 和 处理用户的操作逻辑解耦合。
也想起到多对多的效果，一个信号可以connect到多个槽函数上，一个槽函数也可以被多个信号connect。

这就是可以把多个信号和多个槽函数绑定到一起。

【补充】：

可以使用disconnect断开信号和槽的连接。但是大部分情况下，把信号和槽连接好就不用管了，主动断开的情况就是要把信号重新绑定到另一个槽函数上，如果不断开，这个信号发送就会触发两个槽函数。断开连接前，标题修改为旧标题，当点击下方pushButton后，上方原来的信号和槽断开了连接，重新绑定后，再点击上方pushButton，标题修改为新标题。
connect函数连接的槽函数也可以是一个lambda表达式。还可以这样使用。但是要注意lambda表达式的捕捉条件，“=”是值的方式捕捉，“&”是引用的方式，要是使用引用的方式就要注意这个变量的生命周期。