該文章原創於Qter開源社區

在前麵的內容中已經多次用到過信號和槽了，這一節我們將詳細講解信號和槽的機製和使用方式。大家可以在幫助中查看Signals& Slots關鍵字。

環境：Windows Xp + Qt 4.8.5+QtCreator2.8.0

信號和槽用於兩個對象之間的通信，信號和槽機製是Qt的核心特征，也是Qt不同於其他開發框架的最突出的特征。在GUI編程中，當改變了一個部件時，總希望其他部件也能了解到該變化。更一般來說，我們希望任何對象都可以和其他對象進行通信。例如，如果用戶點擊了關閉按鈕，我們希望可以執行窗口的close()函數來關閉窗口。為了實現對象間的通信，一些工具包中使用了回調（callback）機製，而在Qt中，使用了信號和槽來進行對象間的通信。當一個特殊的事情發生時便可以發射一個信號，比如按鈕被單擊；而槽就是一個函數，它在信號發射後被調用，來響應這個信號。在Qt的部件類中已經定義了一些信號和槽，但是更多的做法是子類化這個部件，然後添加自己的信號和槽來實現想要的功能。

       在前麵使用過的信號和槽的關聯，都是一個信號對應一個槽。其實，一個信號可以關聯到多個槽上，多個信號也可以關聯到同一個槽上，甚至，一個信號還可以關聯到另一個信號上，如下圖所示。如果存在多個槽與某個信號相關聯，那麼，當這個信號被發射時，這些槽將會一個接一個地執行，但是它們執行的順序是隨機的，無法指定它們的執行順序。

新建Qt Gui應用，項目名稱為“mySignalSlot”，基類選擇QWidget，然後類名保持“Widget”不變。項目建立完成後，向項目中添加新文件，模板選擇Qt分類中的“Qt設計師界麵類”，界麵模板選擇“Dialog without Buttons”，類名為“MyDialog”。完成後首先在mydialog.h文件中添加代碼來聲明一個信號：

signals:

    void dlgReturn(int);                  // 自定義的信號

       聲明一個信號要使用signals關鍵字，在signals前麵不能使用public、private和protected等限定符，因為隻有定義該信號的類及其子類才可以發射該信號。而且信號隻用聲明，不需要也不能對它進行定義實現。還要注意，信號沒有返回值，隻能是void類型的。因為隻有QObject類及其子類派生的類才能使用信號和槽機製，這裏的MyDialog類繼承自QDialog類，QDialog類又繼承自QWidget類，QWidget類是QObject類的子類，所以這裏可以使用信號和槽。不過，使用信號和槽，還必須在類聲明的最開始處添加Q_OBJECT宏，在這個程序中，類的聲明是自動生成的，已經添加了這個宏。

在mydialog.ui對應的界麵中添加一個Spin Box部件和一個Push Button部件，將pushButton的顯示文本改為“確定”。然後轉到pushButton的單擊信號clicked()槽，更改如下：

void MyDialog::on_pushButton_clicked()   // 確定按鈕

   int value = ui->spinBox->value();    // 獲取輸入的數值

   emit dlgReturn(value);               // 發射信號

   close();                             // 關閉對話框

       當單擊確定按鈕時，便獲取spinBox部件中的數值，然後使用自定義的信號將其作為參數發射出去。發射一個信號要使用emit關鍵字，例如程序中發射了dlgReturn()信號。

       然後到widget.h文件中添加自定義槽的聲明：

private slots:

    void showValue(int value);

       聲明一個槽需要使用slots關鍵字。一個槽可以是private、public或者protected類型的，槽也可以被聲明為虛函數，這與普通的成員函數是一樣的，也可以像調用一個普通函數一樣來調用槽。槽的最大特點就是可以和信號關聯。

下麵打開widget.ui文件，向界麵上拖入一個Label部件，然後更改其文本為“獲取的值是：”。然後進入widget.cpp文件中添加頭文件#include "mydialog.h"，再在構造函數中添加代碼：

MyDialog *dlg = new MyDialog(this);

// 將對話框中的自定義信號與主界麵中的自定義槽進行關聯

dlg->show();

       這裏創建了一個MyDialog，並且使用Widget作為父部件。然後將MyDialog類的dlgReturn()信號與Widget類的showValue()槽進行關聯。信號和槽進行關聯，使用的是QObject類的connect()函數，這個函數的原型如下：

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

它的第一個參數為發送信號的對象，例如這裏的dlg；第二個參數是要發送的信號，這裏是SIGNAL(dlgReturn(int))；第三個參數是接收信號的對象，這裏是this，表明是本部件，即Widget，當這個參數為this時，也可以將這個參數省略掉，因為connect()函數還有另外一個重載形式，該參數默認為this；第四個參數是要執行的槽，這裏是SLOT(showValue(int))。對於信號和槽，必須使用SIGNAL()和SLOT()宏，它們可以將其參數轉化為const char* 類型。connect()函數的返回值為bool類型，當關聯成功時返回true。還要注意，在調用這個函數時信號和槽的參數隻能有類型，不能有變量，例如寫成SLOT(showValue(int value))是不對的。對於信號和槽的參數問題，基本原則是信號中的參數類型要和槽中的參數類型相對應，而且信號中的參數可以多於槽中的參數，但是不能反過來，如果信號中有多餘的參數，那麼它們將被忽略。下麵介紹一下connect()函數的最後一個參數，它表明了關聯的方式，其默認值是Qt::AutoConnection，這裏還有其他幾個選擇，在編程中一般使用默認值，例如這裏，在MyDialog類中使用emit發射了信號之後，就會執行槽，隻有等槽執行完了以後，才會執行emit語句後麵的代碼。大家也可以將這個參數改為Qt::QueuedConnection，這樣在執行完emit語句後便會立即執行其後麵的代碼，而不管槽是否已經執行。當不再使用這個關聯時，還可以使用disconnect()函數來斷開關聯。

下麵是自定義槽的實現，在這裏隻是簡單的將參數傳遞來的數值顯示在了標簽上。因為這裏使用了中文，所以大家記著在main.cpp文件中添加相關代碼。

void Widget::showValue(int value)         // 自定義槽

   ui->label->setText(tr("獲取的值是：%1").arg(value));

       現在大家可以運行一下程序查看效果。如下圖所示。

• 需要繼承自QObject或其子類；
• 在類聲明的最開始處添加Q_OBJECT宏；
• 槽中的參數的類型要和信號的參數的類型相對應，且不能比信號的參數多；
• 信號隻用聲明，沒有定義，且返回值為void類型。
  

信號和槽還有一種自動關聯方式，例如前麵程序中在設計模式直接生成的按鈕的單擊信號的槽，就是使用的這種方式：on_pushButton_clicked()，它由“on”、部件的objectName和信號三部分組成，中間用下劃線隔開。這樣組織的名稱的槽就可以直接和信號關聯，而不用再使用connect()函數。不過使用這種方式還要進行其他設置，而前麵之所以可以直接使用，是因為程序中默認已經進行了設置。下麵來看一個簡單的例子。

       新建Qt Gui應用，項目名稱為“mySignalSlot2”，基類選擇QWidget，然後類名保持“Widget”不變。完成後先在widget.h文件中進行函數聲明：

private slots:

    void on_myButton_clicked();

這裏自定義了一個槽，它使用自動關聯。然後在widget.cpp文件中添加頭文件#include <QPushButton>，再將構造函數的內容更改如下：

Widget::Widget(QWidget *parent) :

   QWidget(parent),

   ui(new Ui::Widget)

   QPushButton *button = new QPushButton(this); // 創建按鈕

   button->setObjectName("myButton");           // 指定按鈕的對象名

   ui->setupUi(this);                      //要在定義了部件以後再調用這個函數

       因為在setupUi()函數中調用了connectSlotsByName()函數，所以要使用自動關聯的部件的定義都要放在setupUi()函數之前，而且還必須使用setObjectName()函數指定它們的objectName，隻有這樣才能正常使用自動關聯。下麵是槽的定義：

void Widget::on_myButton_clicked()          // 使用自動關聯

   close();

       這裏進行了關閉部件的操作。對於槽的函數名，中間要使用前麵指定的objectName，這裏是“myButton”。現在運行一下程序，單擊按鈕，發現可以正常關閉窗口。

       可以看到，如果要使用信號和槽的自動關聯，就必須在connectSlotsByName()函數之前進行部件的定義，而且還要指定部件的objectName，並且自動關聯中必須使用Qt中已經定義的信號，而不能是自定義的信號。鑒於這些約束，雖然自動關聯形式上很簡單，但是實際編寫代碼時卻很少使用。而且，在定義一個部件時，很希望明確的使用connect()函數來對其進行信號和槽的關聯，這樣當別人看到這個部件定義時，就可以知道和它相關的信號和槽的關聯了。而使用自動關聯，卻沒有這麼明了。

       有時我們希望獲得信號發送者的信息，在Qt中提供了QObject::sender()函數來返回發送該信號的對象的指針。但是如果有多個信號關聯到了同一個槽上，而在該槽中需要對每一個信號進行不同的處理，使用上麵的方法就很麻煩了。對於這種情況，便可以使用QSignalMapper類。QSignalMapper可以被叫做信號映射器，它可以實現對多個相同部件的相同信號進行映射，為其添加字符串或者數值參數，然後再發射出去。對於這個類的使用，大家可以參考《Qt及Qt Quick開發實戰精解》的1.3.3小節，那裏有這個類的實際應用。還有就是Qt的演示程序中的Tools分類下的Input Panel示例程序中也使用了這個類，大家也可以參考一下這個程序。在這裏便不再詳細講述這個類的使用了。

       在本節的最後，來看一下信號和槽機製的特色和優越性：

• 信號和槽機製是類型安全的，相關聯的信號和槽的參數必須匹配；
• 信號和槽是鬆耦合的，信號發送者不知道也不需要知道接受者的信息；
• 信號和槽可以使用任意類型的任意數量的參數。