Qt信号-槽原理剖析--（2）自己实现信号槽
时间乃是最大的革新家——培根
先了解一下相关宏：
qt为c++增加的相关宏：signals, slots,emit
在qt的预编译过程中，这些宏会被替换。
1）#define signals public
Qt4中为 protected. Qt5为支持connect函数指针写法, 定义为 public.
2）#define slots
slots被替换成空! 其作用仅仅是给qt的用户进行提示。
3）#define SLOT(a) "1"#a
#define SIGNAL(a) "2"#a
连接信号槽使用的宏 (Qt4 的写法, 在函数名前添加数字, 用于标识[2]信号, [1]槽函数, [0]普通方法。)
4）#define emit
emit被替换成空, 其作用仅仅是给qt的用户进行提示。
每个继承了 QObject, 并使用了 Q_OBJECT 的类,被moc 预编译后, 会生成 moc_xxx.cpp 文件，(xxx为类的名字) 。在该文件中有该类的内省表， 内省表记录了索引值 与各函数-信号-槽函数之间的对应关系(每个函数、信号、槽都有一个索引)。 在Qt中都是使用索引值来作为参数传递函数的。
每个类中的每个信号, 都维护了一个 ConnectionList, 用于存储连接到其上的目标函数。
在 connect 时, 需要提供 sender, signal func, receiver, call func. (当然还有连接方式, 不过和此处要讲的流程关系不大). connect 函数将 receiver 和 call func 打包成一个 Connection 节点, 并存储在 sender 的 singnal func 对应的 ConnectionList 中.
在 emit signal 时, 调用了QMetaObject::activate(), 该方法会根据传入的 sender 和 singnal func 对应的索引, 找到 ConnectionList. 并回调这些方法。
Qt5新增了允许将普通函数, lambda等连接到信号上。
Tips: 因为 receiver 在析构时, 需要 disconnect 所有已连接的信号. 所以每个 receiver 也应该维护一个列表, 用于保存已连接的 sender 和 signal.
自己实现信号槽的连接：
用C++来实现自己的元对象系统。参考了网友的https://blog.csdn.net/fuyunzhishang1/article/details/48345381，
我的例子并不是严格按照qt中的逻辑：有一个QObject类，然后其他类继承自这个类。这里只是定义了一个类，主要是为了理解下信号和槽是如何连接起来的。
思路比较简易：先将信号和槽的名字收集起来，然后根据用户写的connect函数将配对的信号和槽利用一系列的数据结构对应起来。
在我的例子中：定义了Object类，类中有成员MetaObject meta;该成员的作用是存储Object类的所有信号的名字，槽的名字。
在main.cpp中有：
obj1.meta.sig_names = "sig1"; //This should be done by moc in QT.
obj2.meta.slts_names = "slot1";
这个收集名字的工作在qt中是由moc来完成的，这里手工模仿了。例如，信号名sig1，其中的1代表信号的序号，slot1中1代表槽函数的序号。Object::metacall(int idx)函数根据槽函数的序号来进行响应的调用。
运行一遍代码就可以明白:
类定义文件 Object.h：
#ifndef OBJECT_H
#define OBJECT_H
#include <map>
//宏定义，防止c++编译器不识别：---所谓的信号或槽，都只是普普通通的C++类的成员函数
# define db_slots
# define db_signals protected
# define db_emit
class Object;
struct MetaObject //定义一个类，来存放信息. 将该类作为Object的静态成员。
{
const char * sig_names;
const char * slts_names;
static void active(Object * sender, int idx);
};
struct Connection
{
Object * receiver;
int method;
};
typedef std::multimap<int, Connection> ConnectionMap;
typedef std::multimap<int, Connection>::iterator ConnectionMapIt;
class Object //对标qt的QObject类
{
public:
MetaObject meta;
void metacall(int idx); //该函数的实现在db_Object.cpp中，根据索引找到槽函数并调用之
Object();
virtual ~Object();
static int find_string(const char * str, const char * substr);
//通过 db_connect函数 存储信号接受者以及其槽函数的索引 到一个 ConnectionMap（private变量：connections）。！！！！
// 存储信号接受者以及其槽函数的索引 构成一个Connection类型，作为ConnectionMap的一个键值对中的值，
//相应的键为 信号函数在信号发射者内部的索引
static void db_connect(Object*, const char*, Object*, const char*);
void testSignal();
// 为了和普通成员进行区别(以使得预处理器可以知道如何提取信息)，创造一些"关键字"：db_signals， db_slots，对标qt的signals和slots.
db_signals:
void sig1(); //qt的QObject类里没有这个，这里纯粹是为了测试。
public db_slots:
void slot1();
friend class MetaObject;
private:
ConnectionMap connections;
};
#endif // OBJECT_H
类实现文件 Object.cpp：
#include "Object.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void MetaObject::active(Object* sender, int idx)
{
ConnectionMapIt it;
std::pair<ConnectionMapIt, ConnectionMapIt> ret;
ret = sender->connections.equal_range(idx);
for (it=ret.first; it!=ret.second; ++it) //调用所有的与该信号相链接的 槽函数（这些槽函数可能属于不同对象）
{
Connection c = (*it).second;
c.receiver->metacall(c.method);
}
}
/////////////////////////////////////
Object::Object()
{
}
Object::~Object()
{
}
int Object::find_string(const char * str, const char * substr)
{
std::string str_s = str;
std::string substr_s = substr;
if(str_s.find(substr_s) >=0)
{
std::string temp = substr_s.substr(substr_s.length()-1,1);
int a = atoi(temp.c_str());
return a;
}
}
//首先从元对象信息中查找信号和槽的名字是否存在，如果存在，
//则将信号的索引和接收者的信息存入 信号发送者 的一个map中。如果信号或槽无效，就什么都不用做了。
void Object::db_connect(Object* sender, const char* sig, Object* receiver, const char* slt)
{
int sig_idx = Object::find_string(sender->meta.sig_names, sig);
int slt_idx = Object::find_string(receiver->meta.slts_names, slt);
if (sig_idx == -1 || slt_idx == -1) {
perror("signal or slot not found!");
} else {
Connection c = {receiver, slt_idx}; //存储信号接受者以及其槽函数的索引
sender->connections.insert(std::pair<int, Connection>(sig_idx, c));
}
}
void Object::slot1()
{
printf("hello hhhhhh!");
}
void Object::metacall(int idx)
{
switch (idx) {
case 1:
slot1();
break;
default:
break;
};
}
void Object::testSignal()
{
db_emit sig1();
}
void Object::sig1()
{
MetaObject::active(this, 1);
}
main.cpp
#include <iostream>
#include "Object.h"
using namespace std;
int main()
{
Object obj1, obj2;
obj1.meta.sig_names = "sig1"; //This should be done by moc in QT.
obj2.meta.slts_names = "slot1";
Object::db_connect(&obj1, "sig1", &obj2, "slot1");
obj1.testSignal();
return 0;
}
