Qt中的信号和槽详解

一、背景介绍

信号和槽用于两个对象之间的通信。信号和槽机制是Qt的核心特征，也是Qt不同于其他开发框架的最突出特征。在GUI编程中，当改变了一个部件时，总希望其他部件也能了解到该变化。更一般来说，我们希望任何对象都可以和其他对象进行通信。例如，用户单击了关闭按钮，则希望可以执行窗口的close()函数来关闭窗口。为了实现对象间的通信，一些工具包中使用了回调(callback)机制，而在Qt中使用了信号和槽来进行对象间的通信。当一个特殊的事情发生时便可以发射一个信号，比如按钮被单击就发射clicked()信号；而槽就是一个函数，它在信号发射后被调用来响应这个信号。Qt的部件类中已经定义了一些信号和槽，但是更常用的做法是子类化部件，然后添加自定义的信号和槽来实现想要的功能。

二、Signals and Slots（信号和槽）

信号槽类似于软件设计模式中的观察者模式，（观察者模式是一种对象行为模式。它定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。）被观察者发出的信号（signal），观察者收到自己注册监听signal，就通过槽（slot）关联的槽函数function实现动作操作。（这里提一句，Qt 的信号槽使用了额外的处理来实现，并不是 GoF 经典的观察者模式的实现方式）

信号槽优点：

（1）类型安全

信号的参数类型、参数个数需要和槽函数的参数类型和参数个数一致。槽函数的个数也可以少于信号的参数个数，但缺少的参数必须是信号参数的最后一个或最后几个。

（2）松散耦合

信号发送者不需要知道发出的信号被哪个对象的槽函数接收，槽函数也不需要知道哪些信号关联了自己，Qt的信号槽机制保证了信号与槽函数的调用。支持信号槽机制的类或者父类必须继承于QObject。

（3）效率

与回调函数相比，信号和槽稍微慢一些，因为它们提供了更高的灵活性，尽管在实际应用程序中差别不大。通过信号调用的槽函数比直接调用的速度慢约10倍（这是定位信号的接收对象所需的开销；遍历所有关联；编组/解组传递的参数；多线程时，信号可能需要排队），这种调用速度对性能要求不是非常高的场景是可以忽略的，是可以满足绝大部分场景。

三、实例

下面通过一个简单的例子来进一步讲解信号和槽的相关知识。这个例子实现的效
果是：在主界面中创建一个对话框，在这个对话框中可以输入数值，当单击“OK”按钮
时关闭对话框并且将输入的数值通过信号发射出去，最后在主界面中接收该信号并且
显示数值。程序的运行效果如图所示。

新建Qt Widgets应用，
项目名称为mysignalslot,基类选择QWidget,类名保持Widget不变。项目建立完成
后，向项目中添加新文件，模板选择Qt分类中的“Qt设计师界面类”，界面模板选择Di-
alog without Buttons,类名设置为MyDialog。

完成后,在ui文件中添加一个pushButton，一个spinBox

在mydialog.h文件中添加代码 

#ifndef MYDIALOG_H
#define MYDIALOG_H
 
#include 
 
namespace Ui {
class MyDialog;
}
 
class MyDialog : public QDialog
{
    Q_OBJECT // 重要
 
public:
    explicit MyDialog(QWidget *parent = nullptr);
    ~MyDialog();
 
private:
    Ui::MyDialog *ui;
signals:
    void DialogReturn(int); // 信号函数
private slots:
    void on_pushButton_clicked();
};
 
#endif // MYDIALOG_H

cpp文件

#include "mydialog.h"
#include "ui_mydialog.h"
 
MyDialog::MyDialog(QWidget *parent) :
    QDialog(parent),
    ui(new Ui::MyDialog)
{
    ui->setupUi(this);
}
 
MyDialog::~MyDialog()
{
    delete ui;
}
 
void MyDialog::on_pushButton_clicked()
{
    int value = ui->spinBox->value();
    emit DialogReturn(value);
    close();
}

 声明一个信号要使用signals关键字，在signals前面不能用public、private和protected等限定符，因为信号默认是public函数，可以从任何地方进行发射，但是建议只在定义该信号的类及其子类中发射该信号。信号只用声明，不需要也不能对它进行定义实现。

还要注意，信号没有返回值，只能是void类型的。因为只有QObject类及其子类派生的类才能使用信号和槽机制，这里的MyDialog类继承自QDialog类，QDialog类又继承自QWidget类，QWidget类是QObject类的子类，所以这里可以使用信号和槽。不过，使用信号和槽还必须在类声明的最开始处添加Q_OBJECT宏，在这个程序中，类的声明是自动生成的，已经添加了这个宏。

槽就是普通的C++函数，可以像一般的函数一样使用。声明槽要使用slots关键
字，一个槽可以是private、.public或者protected类型的，槽也可以被声明为虚函数，这
与普通的成员函数是一样的。槽的最大特点就是可以和信号关联。
下面打开widget..ui文件，向界面上拖入一个Label部件，更改其文本为“get value is：”。然后进入widget..cpp文件添加头文件#include“mydialog.h”, 

Widget.h文件

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H
 
#include 
 
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE
 
class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT
 
public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();
 
private:
    Ui::Widget *ui;
private slots:
    void ShowValue(int value);
};
#endif // WIDGET_H

cpp文件

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include "mydialog.h"
 
Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    MyDialog* myDialog = new MyDialog(this);
    connect(myDialog,SIGNAL(DialogReturn(int)),this,SLOT(ShowValue(int)));
    myDialog->show();
 
};
 
Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}
 
void Widget::ShowValue(int value)
{
    ui->label->setText(tr("get value is : %1").arg(value));
}
 

现在运行程序查看效果。

这个程序自定义了信号和槽，可以看到它们使用起来很简单，只需要进行关联，然后在适当的时候发射信号即可。这里列举一下使用信号和槽应该注意的几点：

1. 需要继承自QObject或其子类；
2. 在类声明的最开始处添加Q OBJECT宏；
3. 槽中参数的类型要和信号参数的类型相对应，且不能比信号的参数多；
4. 信号只用声明，没有定义，且返回值为void类型。 

参考：

Qt中的信号和槽详解_徐kun按门铃的博客-CSDN博客_qt 信号槽

Qt的信号槽基本用法总结_夜雨听萧瑟的博客-CSDN博客_qt信号槽