1 🍑信号和槽概述🍑

在 Qt 中，用户和控件的每次交互过程称为⼀个事件。⽐如 “⽤⼾点击按钮” 是⼀个事件，“⽤⼾关闭窗⼝” 也是⼀个事件。每个事件都会发出⼀个信号，例如⽤⼾点击按钮会发出 “按钮被点击” 的信号，⽤⼾关闭窗⼝会发出 “窗⼝被关闭” 的信号。

Qt 中的所有控件都具有接收信号的能⼒，⼀个控件还可以接收多个不同的信号。对于接收到的每个信号，控件都会做出相应的响应动作。例如，按钮所在的窗⼝接收到 “按钮被点击” 的信号后，会做出 “关闭⾃⼰” 的响应动作；再⽐如输⼊框⾃⼰接收到 “输⼊框被点击” 的信号后，会做出 “显⽰闪烁的光标，等待⽤⼾输⼊数据” 的响应动作。在 Qt 中，对信号做出的响应动作就称之为槽。

信号和槽是 Qt 特有的消息传输机制，它能将相互独⽴的控件关联起来。⽐如，“按钮” 和 "窗⼝"本⾝是两个独⽴的控件，点击 “按钮” 并不会对 “窗⼝” 造成任何影响。通过信号和槽机制，可以将 “按钮” 和 “窗⼝” 关联起来，实现 “点击按钮会使窗⼝关闭” 的效果。

信号的本质就是事件，槽的本质就是对信号响应的函数。

💡槽就是⼀个函数，与⼀般的 C++ 函数是⼀样的，可以定义在类的任何位置（ public/protected/private），可以具有任何参数，可以被重载，也可以被直接调⽤（但是不能有默认参数）。槽函数与⼀般的函数不同的是：槽函数可以与⼀个信号关联，当信号被发射时，关联的槽函数被⾃动执⾏。

说明：

• 信号和槽机制底层是通过函数间的相互调⽤实现的。每个信号都可以⽤函数来表⽰，称为信号函数；每个槽也可以⽤函数表⽰，称为槽函数。例如: “按钮被按下” 这个信号可以⽤ clicked() 函数表⽰，“窗⼝关闭” 这个槽可以⽤ close() 函数表⽰，假如使⽤信号和槽机制实现：“点击按钮会关闭窗⼝” 的功能，其实就是 clicked() 函数调⽤ close() 函数的效果。
• 信号函数和槽函数通常位于某个类中，和普通的成员函数相⽐，它们的特别之处在于：信号函数⽤ signals 关键字修饰，槽函数⽤ public/protected/private slots 修饰。signals 和 slots 是 Qt 在 C++ 的基础上扩展的关键字，专⻔⽤来指明信号函数和槽函数。
• 信号函数只需要声明，不需要定义（实现），⽽槽函数需要定义（实现）。

💡 信号函数的定义是 Qt ⾃动在编译程序之前⽣成的. 编写 Qt 应⽤程序的开发者⽆需关注，这种⾃动⽣成代码的机制称为 元编程(Meta Programming) . 这种操作在很多场景中都能⻅到。

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2 🍑信号和槽的使用🍑

2.1 🍎连接信号和槽🍎

在 Qt 中，QObject 类提供了⼀个静态成员函数 connect() ，该函数专⻔⽤来关联指定的信号函数和槽函数。

connect() 函数原型：

connect (const QObject *sender, 
 const char * signal ,
 const QObject * receiver , 
 const char * method , 
 Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection )

参数说明：

• sender：信号的发送者。
• signal：发送的信号（信号函数）。
• receiver：信号的接收者。
• method：接收信号的槽函数。
• type： ⽤于指定关联⽅式，默认的关联⽅式为 Qt::AutoConnection，通常不需要⼿动设定。

看一下上个博客中的代码：

我们从上面可以看出在connect函数中：第一个参数必须要与第二个参数匹配，就拿上面的例子第一个参数是QPushButton类型的，那么第二个参数的信号函数必须是QPushButton中的信号函数，不能够是其他类型的；第3个参数与第四个参数也是同理。

那么问题来了，我们如何去查看QPushButton中的信号函数和槽函数呢？
我们最好的方式是借助帮助文档，将光标定位到我们想要查询地方，按住F1进行跳转即可：

此时我们向下浏览时发现没有 click() 信号函数（ 注意跟clicked() 槽函数区别），别急我们再去他的父类看看：

我们发现他的父类里面有，如果父类没有的话那就找父类的父类，一层一层往上找总能够找到的。

细心的同学可能还发现了一个问题，connect函数的第2个和第四个参数类型是const char *类型的，但是我们传入的是一个函数指针，这会出错的吧？

其实在早期的Qt版本中使用了一个SINGAL和SLOT的宏处理的，但是在Qt5后就觉得太麻烦了，便不再使用了，那么他是如何处理的呢？我们转到定义看看（快捷方式Ctrl+Enter）：

这里面使用了Qt封装的一个类型萃取器，可以用来进行参数不匹配的检查。

2.2 🍎通过 Qt Creator 自动生成信号和槽代码🍎

Qt Creator 可以快速帮助我们⽣成信号和槽相关的代码。

我们首先双击 widget.ui ⽂件，进⼊ UI 设计界⾯，然后将按钮拖拽到绘画框里面进行按钮文字设置：

然后选中控件，点击鼠标右键，选择转到槽：

点击OK后我们返回widget.h文件中进行查看：

说明：
⾃动⽣成槽函数的名称有⼀定的规则。槽函数的命名规则为：on_XXX_SSS，其中：

• on 开头，中间使⽤下划线连接起来；
• XXX 表⽰的是对象名(控件的 objectName 属性)。
• SSS 表⽰的是对应的信号。

如： on_pushButton_clicked() ，pushButton 代表的是对象名，clicked 是对应的信号。

在widget.cpp中我们可以自己实现对应的槽函数，比如我这里实现关闭窗口操作：

按照这种命名⻛格定义的槽函数, 就会被 Qt ⾃动的和对应的信号进⾏连接。但是咱们⽇常写代码的时候, 除⾮是IDE ⾃动⽣成, 否则最好还是不要依赖命名规则, ⽽是显式使⽤ connect 更好。

⼀⽅⾯显式 connect 可以更清晰直观的描述信号和槽的连接关系，另⼀⽅⾯也防⽌信号或者槽的名字拼写错误导致连接失效。(当然, 是配置⼤于约定, 还是约定⼤于配置, 哪种更好, 这样的话题业界尚存在争议. 此处我个⼈还是更建议优先考虑显式 connect)

2.3 🍎自定义信号和槽🍎

在 Qt 中，允许⾃定义信号的发送⽅以及接收⽅，即可以⾃定义信号函数和槽函数。但是对于⾃定义的信号函数和槽函数有⼀定的书写规范。

⾃定义信号函数书写规范

• ⾃定义信号函数必须写到 signals 下；
• 返回值为 void，只需要声明，不需要实现；
• 可以有参数，也可以发⽣重载；

⾃定义槽函数书写规范

• 早期的 Qt 版本要求槽函数必须写到 public slots 下，但是现在⾼级版本的 Qt 允许写到类的 public 作⽤域中或者全局下；
• 返回值为 void，需要声明，也需要实现；
• 可以有参数，可以发⽣重载；

发送信号

使⽤ emit 关键字发送信号 。emit 是⼀个空的宏。emit 其实是可选的，没有什么含义，只是为了提醒开发⼈员。

2.3.1 🍋自定义无参数槽🍋

验证：

当按下按钮后：

2.3.2 🍋自定义无参数信号🍋

我们使用可视化方式生成一个按钮，然后转到槽，构建一个自定义的信号并且在on_pushButton_clicked()函数中发送mySignal()信号：

然后运行：

点击按钮：

发现验证成功。

在实际业务中，我们很少会自定义信号，因为Qt默认给我们提供的信号已经能够处理绝大部分的场景了，而槽函数的话一般情况下都是会要用户自定义生成的。

2.3.3 🍋自定义有参数槽和信号🍋

Qt 的信号和槽也⽀持带有参数, 同时也可以⽀持重载。此处我们要求, 信号函数的参数列表要和对应连接的槽函数参数列表⼀致，此时信号触发, 调⽤到槽函数的时候, 信号函数中的实参就能够被传递到槽函数的形参当中。

💡 通过这样的机制, 就可以让信号给槽传递数据了。

但是通过自定义有参数槽和信号时要注意：信号与槽的类型要一致并且信号的参数>=槽的参数个数。

我们来举一个简单的例子：


当我们运行时：

我们每点击一次就会运行一次，当我们增加自定义信号的参数时：

发现也不会报错。

2.4 🍎信号与槽的连接方式🍎

2.4.1 🍋⼀对⼀🍋

主要有两种形式，分别是：⼀个信号连接⼀个槽 和 ⼀个信号连接⼀个信号。

一个信号关联一个槽很好理解，前面我们写的代码几乎都是这样，而一个信号关联一个信号我们可以来验证下：

通过这种方式让一个按钮的信号关联:handButton()，然后在handButton()发射mySignal()信号，最后调用myHander()槽函数来进行实际的处理。

2.4.2 🍋⼀对多🍋

⼀个信号连接多个槽。

2.4.3 🍋多对⼀🍋

多个信号连接⼀个槽函数。

2.4.4 🍋多对多🍋

多个信号连接多个槽函数。

2.5 🍎信号与槽的断开🍎

使⽤ disconnect 即可完成断开。disconnect 的⽤法和 connect 基本⼀致。

2.6 🍎使⽤ Lambda 表达式定义槽函数🍎

Qt5 在 Qt4 的基础上提⾼了信号与槽的灵活性，允许使⽤任意函数作为槽函数。
但如果想⽅便的编写槽函数，⽐如在编写函数时连函数名都不想定义，则可以通过 Lambda表达式 来达到这个⽬的。

Lambda表达式 是 C++11 增加的特性。C++11 中的 Lambda表达式 ⽤于定义并创建匿名的函数对象，以简化编程⼯作。（不清楚语法格式的可以看看博主之前讲解过的文章）

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3 🍑信号与槽的优缺点🍑

优点: 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类。

缺点: 效率较低

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。