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分类: C/C++

2012-04-19 14:32:37

    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。

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。

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:

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  1. signals:
  2. void mySignal();
  3. void mySignal(int x);
  4. 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。

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:

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  1. public slots:
  2. void mySlot();
  3. void mySlot(int x);
  4. void mySignalParam(int x,int y);

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:

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  1. 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。

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  1. QLabel *label = new QLabel;
  2.  QScrollBar *scroll = new QScrollBar;
  3.  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:

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  1. class MyWidget : public QWidget
  2.     {
  3.     public:
  4.         MyWidget();
  5.     ...
  6.     signals:
  7.         void aSignal();
  8.     ...
  9.     private:
  10.     ...
  11.         QPushButton *aButton;
  12.     };
  13.     MyWidget::MyWidget()
  14.     {
  15.         aButton = new QPushButton( this );
  16.         connect( aButton, SIGNAL(clicked()), SIGNAL(aSignal()) );
  17.     }

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:

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  1. 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。

    点击(此处)折叠或打开

    1. disconnect( myObject, 0, 0, 0 )
    2. 或者
    3.  myObject->disconnect()
  • 断开与某个特定信号的任何关联。


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    1. disconnect( myObject, SIGNAL(mySignal()), 0, 0 )
    2. 或者
    3.  myObject->disconnect( SIGNAL(mySignal()) )


  • 断开两个对象之间的关联。


    点击(此处)折叠或打开

    1. disconnect( myObject, 0, myReceiver, 0 )
    2. 或者
    3.  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。

    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。

  • 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。

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    1. //tsignal.h
    2.  ...
    3.  class TsignalApp:public QMainWindow
    4.  {
    5.      Q_OBJECT
    6.      ...
    7.      // 信号声明区
    8.      signals:
    9.          // 声明信号 mySignal()
    10.          void mySignal();
    11.          // 声明信号 mySignal(int)
    12.          void mySignal(int x);
    13.          // 声明信号 mySignalParam(int,int)
    14.          void mySignalParam(int x,int y);
    15.      // 槽声明区
    16.      public slots:
    17.          // 声明槽函数 mySlot()
    18.          void mySlot();
    19.          // 声明槽函数 mySlot(int)
    20.          void mySlot(int x);
    21.          // 声明槽函数 mySignalParam (int,int)
    22.          void mySignalParam(int x,int y);
    23.  }
    24.  ...
    25.  //tsignal.cpp
    26.  ...
    27.  TsignalApp::TsignalApp()
    28.  {
    29.      ...
    30.      // 将信号 mySignal() 与槽 mySlot() 相关联
    31.      connect(this,SIGNAL(mySignal()),SLOT(mySlot()));
    32.      // 将信号 mySignal(int) 与槽 mySlot(int) 相关联
    33.      connect(this,SIGNAL(mySignal(int)),SLOT(mySlot(int)));
    34.      // 将信号 mySignalParam(int,int) 与槽 mySlotParam(int,int) 相关联
    35.      connect(this,SIGNAL(mySignalParam(int,int)),SLOT(mySlotParam(int,int)));
    36.  }
    37.  // 定义槽函数 mySlot()
    38.  void TsignalApp::mySlot()
    39.  {
    40.      QMessageBox::about(this,"Tsignal", "This is a signal/slot sample without
    41.  parameter.");
    42.  }
    43.  // 定义槽函数 mySlot(int)
    44.  void TsignalApp::mySlot(int x)
    45.  {
    46.      QMessageBox::about(this,"Tsignal", "This is a signal/slot sample with one
    47.  parameter.");
    48.  }
    49.  // 定义槽函数 mySlotParam(int,int)
    50.  void TsignalApp::mySlotParam(int x,int y)
    51.  {
    52.      char s[256];
    53.      sprintf(s,"x:%d y:%d",x,y);
    54.      QMessageBox::about(this,"Tsignal", s);
    55.  }
    56.  void TsignalApp::slotFileNew()
    57.  {
    58.      // 发射信号 mySignal()
    59.      emit mySignal();
    60.      // 发射信号 mySignal(int)
    61.      emit mySignal(5);
    62.      // 发射信号 mySignalParam(5,100)
    63.      emit mySignalParam(5,100);
    64.  }

    应注意的问题

    信号与槽机制是比较灵活的,但有些局限性我们必须了解,这样在实际的使用过程中做到有的放矢,避免产生一些错误。下面就介绍一下这方面的情况。

    1 .信号与槽的效率是非常高的,但是同真正的回调函数比较起来,由于增加了灵活性,因此在速度上还是有所损失,当然这种损失相对来说是比较小的,通过在一台 i586-133 的机器上测试是 10 微秒(运行 Linux),可见这种机制所提供的简洁性、灵活性还是值得的。但如果我们要追求高效率的话,比如在实时系统中就要尽可能的少用这种机制。

    2 .信号与槽机制与普通函数的调用一样,如果使用不当的话,在程序执行时也有可能产生死循环。因此,在定义槽函数时一定要注意避免间接形成无限循环,即在槽中再次发射所接收到的同样信号。例如 , 在前面给出的例子中如果在 mySlot() 槽函数中加上语句 emit mySignal() 即可形成死循环。

    3 .如果一个信号与多个槽相联系的话,那么,当这个信号被发射时,与之相关的槽被激活的顺序将是随机的。

    4. 宏定义不能用在 signal 和 slot 的参数中。

    既然 moc 工具不扩展 #define,因此,在 signals 和 slots 中携带参数的宏就不能正确地工作,如果不带参数是可以的。例如,下面的例子中将带有参数的宏 SIGNEDNESS(a) 作为信号的参数是不合语法的:

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    1. #ifdef ultrix
    2.     #define SIGNEDNESS(a) unsigned a
    3.     #else
    4.     #define SIGNEDNESS(a) a
    5.     #endif
    6.     class Whatever : public QObject
    7.     {
    8.     [...]
    9.     signals:
    10.         void someSignal( SIGNEDNESS(a) );
    11.     [...]
    12.     };

    5. 构造函数不能用在 signals 或者 slots 声明区域内。

    的确,将一个构造函数放在 signals 或者 slots 区内有点不可理解,无论如何,不能将它们放在 private slots、protected slots 或者 public slots 区内。下面的用法是不合语法要求的:

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    1. class SomeClass : public QObject
    2.     {
    3.         Q_OBJECT
    4.     public slots:
    5.         SomeClass( QObject *parent, const char *name )
    6.             : QObject( parent, name ) {} // 在槽声明区内声明构造函数不合语法
    7.     [...]
    8.     };

    6. 函数指针不能作为信号或槽的参数。

    例如,下面的例子中将 void (*applyFunction)(QList*, void*) 作为参数是不合语法的:

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    1. class someClass : public QObject
    2.     {
    3.         Q_OBJECT
    4.     [...]
    5.     public slots:
    6.         void apply(void (*applyFunction)(QList*, void*), char*); // 不合语法
    7.     };

    你可以采用下面的方法绕过这个限制:

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    1. typedef void (*ApplyFunctionType)(QList*, void*);
    2.     class someClass : public QObject
    3.     {
    4.         Q_OBJECT
    5.     [...]
    6.     public slots:
    7.         void apply( ApplyFunctionType, char *);
    8.     };

    7. 信号与槽不能有缺省参数。

    既然 signal->slot 绑定是发生在运行时刻,那么,从概念上讲使用缺省参数是困难的。下面的用法是不合理的:

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    1. class SomeClass : public QObject
    2.     {
    3.         Q_OBJECT
    4.     public slots:
    5.         void someSlot(int x=100); // 将 x 的缺省值定义成 100,在槽函数声明中使用是错误的
    6.     };

    8. 信号与槽也不能携带模板类参数。

    如果将信号、槽声明为模板类参数的话,即使 moc 工具不报告错误,也不可能得到预期的结果。 例如,下面的例子中当信号发射时,槽函数不会被正确调用:

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    1. [...]
    2.    public slots:
    3.        void MyWidget::setLocation (pair<int,int> location);
    4.    [...]
    5.    public signals:
    6.        void MyObject::moved (pair<int,int> location);

    但是,你可以使用 typedef 语句来绕过这个限制。如下所示:

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    1. typedef pair<int,int> IntPair;
    2.    [...]
    3.    public slots:
    4.        void MyWidget::setLocation (IntPair location);
    5.    [...]
    6.    public signals:
    7.        void MyObject::moved (IntPair location);

    这样使用的话,你就可以得到正确的结果。

    9. 嵌套的类不能位于信号或槽区域内,也不能有信号或者槽。

    例如,下面的例子中,在 class B 中声明槽 b() 是不合语法的,在信号区内声明槽 b() 也是不合语法的。

    点击(此处)折叠或打开

    1. class A
    2.     {
    3.         Q_OBJECT
    4.     public:
    5.         class B
    6.     {
    7.         public slots: // 在嵌套类中声明槽不合语法
    8.             void b();
    9.         [....]
    10.         };
    11.     signals:
    12.         class B
    13.     {
    14.         // 在信号区内声明嵌套类不合语法
    15.         void b();
    16.         [....]
    17.         }:
    18.     };

    10. 友元声明不能位于信号或者槽声明区内。

    相反,它们应该在普通 C++ 的 private、protected 或者 public 区内进行声明。下面的例子是不合语法规范的:

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    1. class someClass : public QObject
    2.     {
    3.         Q_OBJECT
    4.     [...]
    5.     signals: // 信号定义区
    6.         friend class
    7.     }


















 

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给主人留下些什么吧!~~

煜轩2012-04-19 22:01:33

如果对象的信号触发了槽函数,那么,该信号传递给槽函数的参数又是什么呢?

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