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2010-11-28 20:32:05

信号槽的实现实例—— Qt 和 Boost

Qt 的信号槽和 Boost.Signals 由于有着截然不同的设计目标,因此二者的实现、强度也十分不同。将二者混合在一起使用也不是不可能的,我们将在本系统的最后一部分来讨论这个问题。

使用信号槽

信号槽是伟大的工具,但是如何能更好的使用它们?相比于直接函数调用,有三点值得我们的注意。一个信号槽的调用:

  • 或许会比直接函数调用耗费更多的时间/空间;
  • 可能不能使用 inline;
  • 对于代码阅读者来说可能并不友好。

使用信号槽进行解耦,我们获得的最大的好处是,连接两端的对象不需要知道对方的任何信息。Button 同动作的连接是一个很典型的案例。例如如下信息:

class Elevator
{
public:
enum Direction { DownDirection=-1, NoDirection=0, UpDirection=1 };
enum State { IdleState, LoadingState, MovingState };
// ...
// signals:
void floorChanged( int newFloor );
void stateChanged( State newState );
void directionChanged( Direction newDirection );
};

Elevator 类,也就是电梯,不需要知道有多少显示器正在监听它的信号,也不需要知道这些显示器的任何信息。每一层可能有一个屏幕和一组灯,用于显示电梯的当前位置和 方向,另外一些远程操控的面板也会显示出同样的信息。电梯并不关心这些东西。当它穿过(或者停在)某一层的时候,它会发出一个 floorChanged(int) 信号。或许,交通信号灯是更合适的一个例子。

你也可以实现一个应用程序,其中每一个函数调用都是通过信号来触发的。这在技术上说是完全没有问题的,然而却是不大可行的,因为信号槽的使用无疑会丧失一部分代码可读性和系统性能。如何在这其中做出平衡,也是你需要考虑的很重要的一点。

Qt 方式

了解 Qt 信号槽最好的莫过于 Qt 的文档。不过,这里我们从一个小例子来了解信号槽的 Qt 方式的使用。

// Qt Signals and Slots

class Button : public QObject
{
Q_OBJECT
Q_SIGNALS:
void clicked();
};

class Page : public QObject
{
Q_OBJECT
public Q_SLOTS:
void reload();
};

// given pointers to an actual Button and Page:
connect(button, SIGNAL(clicked()), page, SLOT(reload()));

Boost.Signals 方式

了解 Boost.Signals 的最好方式同样是 Boost 的文档。这里,我们还是先从代码的角度了解一下它的使用。

// Boost.Signals

class Button
{
public:
boost::signal< void() > clicked;
};

class Page
{
public:
void reload();
};

// given pointers to an actual Button and Page:
button->clicked.connect( boost::bind(&Page::reload, page) );

对比

或许你已经注意到上面的例子中,无论是 Qt 的实现方式还是 Boost 的实现方式,除了必须的 Button 和 Page 两个类之外,都不需要额外的类。两种实现都解决了类爆炸的问题。下面让我们对照着来看一下我们前面的分析。现在我们有:

  • 两个不同的术语以及各自的动作:信号和槽;
  • 在一个地方(信号)可以连接零个或者多个回调函数(槽),同时也是多对多的;
  • 焦点在于连接本身,而不是提供者或者消费者;
  • 不需要手工为了一个连接创建新的类;
  • 连接仍旧是类型安全的。

这五点是信号槽系统的核心,Qt 和 boost 都拥有这些特性。下面则是二者的不同之处:

Boost.Signals

Qt Signals 和 Slots

一个信号就是一个对象 信号是具有名字的成员函数的签名
发出信号类似于函数调用 发出信号类似于函数调用,Qt 提供了一个 emit 关键字来完成这个操作
信号可以是全局的、局部的或者是成员对象 信号只能是成员函数
任何能够访问到信号对象的代码都可以发出信号 只有信号的拥有者才能发出信号
槽是任何可被调用的函数或者函数对象 槽是经过特别设计的成员函数
可以有返回值,返回值可以在多个槽中使用 没有返回值
同步的 同步的或者队列的
非线程安全 线程安全,可以跨线程使用
当且仅当槽是可追踪的时候,槽被销毁时,连接自动断开 槽被销毁时,连接都会自动断开(因为所有槽都是可追踪的)
类型安全(编译器检查) 类型安全(运行期检查)
参数列表必须完全一致 槽可以忽略信号中多余的参数
信号、槽可以是模板 信号、槽不能是模板
C++ 直接实现 通过由 moc 生成的元对象实现(moc 以及元对象系统都是 C++ 直接实现的)
没有内省机制 可以通过内省发现
可以通过元对象调用
连接可以从资源文件中自动推断出

最重要的是,Qt 的信号槽机制已经深深地植入到框架之中,成为不可分割的一部分。它们可以使用 Qt 专门的开发工具,例如 QtCreator,通过拖拽的方式很轻松的创建、删除、修改。它们甚至可以通过动态加载资源文件,由特定命名的对象自动动态生成。这些都是 boost 作为一个通用库所不可能提供的。

本文出自 “豆子空间” 博客,请务必保留此出处http://devbean.blog.51cto.com/448512/426999

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