Qt信号与槽使用方法最完整总结

在图形界面编程中（参考《C++最好的图形库是什么？》），组件之间如何实现通信是核心的技术内容。Qt 使用了信号与槽的机制，非常的高效、简单、易学，方便开发者的使用。本文详细的介绍了Qt 当中信号与槽的概念，并演示了各种信号与槽的连接方式。

一、什么是信号和槽（Signal and Slot）

信号和槽是用于对象之间的通信，它是Qt的核心机制，在Qt编程中有着广泛的应用。如果想学好Qt，一定要充分掌握信号的槽的概念与使用。

举个例子，在一个十字路口，信号灯变成了绿色，对面的汽车看到后就启动了。信号灯就是发送信号的对象，绿灯亮是它发送的信号 (signal)，汽车是接收对象，汽车行驶是汽车对信号的响应，也叫槽 (slot)。

再举一个例子，比如在一个主窗口内有一个关闭按钮，如果点击这个按钮窗口就会关闭，那么关闭按钮是发送信号的对象，它发送的信号是点击，接收信号的对象是窗口，响应信号的槽是关闭窗口。

二、信号和槽的代码实例

在Qt中，发送对象、发送的信号、接收对象、槽可以通过很多种方式连接。我们下面通过一些例子逐一做演示。

（1）Qt 4 使用宏

在Qt 4的版本中，主要通过connect + 宏的方式进行通信连接。

connect(发送对象，信号，接收对象，槽函数)，其中发送信号和槽函数需要用 SIGNAL() 和 SLOT() 来进行声明。

connect 函数声明如下：

[static] QMetaObject::Connection QObject::connect(const QObject *sender, const char *signal, const QObject *receiver, const char *method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

比如点击按钮关闭窗口的例子，代码可以这样写：

connect(ui->pushButton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(close()));

如果想自定义槽函数，需要先将槽函数的声明添加到类的slots中。比如我们对一个QLineEdit控件添加一个接收textEdited信号的槽函数onTextEdited

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private slots:
    void onTextEdited(QString);

private:
    Ui::MainWindow *ui;
};

然后实现函数，并用connect与信号连接

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    connect(ui->pushButton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(close()));    
    connect(ui->lineEdit, SIGNAL(textEdited(QString)), this, SLOT(onTextEdited(QString)));
}

void MainWindow::onTextEdited(QString s)
{
    qDebug() << s;
}

这样写的好处是信号和槽参数很直观，但缺点是因为使用宏，编译时不做类型检查，如果有问题的话，在运行的时候才会发现。

（2）使用Qt Creator 界面添加信号的槽函数

另外一种方式不需要使用 connect 函数，可以通过Qt Creator 界面来完成发送信号和槽函数的连接，比如我们右键点击一个按钮，然后选择“转到槽”：

选择信号，我们点击QAbstractButton的clicked()信号，表示按钮被点击：

接下来，Qt Creator会自动为我们生成如下代码，首先是槽函数的声明：

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private slots:
    void on_pushButton_clicked();
    
private:
    Ui::MainWindow *ui;
};

然后是槽函数的实现：

void MainWindow::on_pushButton_clicked()
{
    
}

使用这种方法我们不需要使用connect函数将信号与槽函数做连接。这里槽函数的命名有一定的规则，一般是 on_objectname_signal 这样来命名的。这种方法优点是减少了自己手动敲代码的工作量，缺点是究竟有哪些信号与槽函数做了连接不易被发现，没有connect 函数看起来直观。

（3）使用Qt 5 新 connect 函数

Qt 5 推出了新的 connect 函数，不需要使用 SIGNAL() 和 SLOT() 宏，可以在编译时做类型检查：

connect函数的声明如下：

[static] QMetaObject::Connection QObject::connect(const QObject *sender, PointerToMemberFunction signal, const QObject *context, Functor functor, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

同样用代码实现点击按钮关闭窗口，并且添加一个QLineEdit控件，发送textEdited信号，由onTextChanged()函数作为槽函数响应。

使用这种方法槽函数的声明不需要放到slots中，只要像普通的函数一样声明就可以了，类型需要与textEdit信号保持一致

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();
    void textChanged(QString);

private:
    Ui::MainWindow *ui;
};

使用 connect 将信号与槽函数连接，不需要再使用 SIGNAL() 和 SLOT() 宏

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, &MainWindow::close);
    connect(ui->lineEdit, &QLineEdit::textEdited, this, &MainWindow::textChanged);
}

void MainWindow::textChanged(QString s)
{
    qDebug() << s;
}

（4）使用函数指针

在Qt 5版本的connect 函数里，信号与槽函数的参数其实都是函数指针，当信号或槽函数有重载时，使用函数指针可以明确告诉编译器使用哪一个重载函数，避免歧义。下面的例子虽然没有使用重载，不过我们改成通过使用函数指针来向connect传递槽函数参数。

首先还是声明两个槽函数，分别响应点击按钮信号，和textEdited信号：

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();
    void onButtonPushed();
    void onTextEdited(QString);    

private:
    Ui::MainWindow *ui;
};

然后对函数做简单的实现：

void MainWindow::onButtonPushed()
{
    this->close();
}

void MainWindow::onTextEdited(QString s)
{
    qDebug() << s;
}

最后声明函数指针，并且将它们与信号连接

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    void(MainWindow:: *buttonClickSlot)() = &MainWindow::onButtonPushed;
    void(MainWindow:: *textEditedSlot)(QString) = &MainWindow::onTextEdited;
    connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, buttonClickSlot);
    connect(ui->lineEdit, &QLineEdit::textEdited, this, textEditedSlot);    
}

（5）使用Lambda表达式

使用 Lambda表达式的好处是代码的书写更加方便快捷。在connect 函数中，槽函数参数我们可以改用Lambda表达式的方式来进行传参。

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, [=](){
        this->close();
    });
    connect(ui->lineEdit, &QLineEdit::textEdited, this, [=](QString s){
        qDebug() << s;
    });
}

使用Lambda表达式，我们就不需要在类中对槽函数做任何的声明了。Lambda表达式是C++ 11的内容，在比较低的 Qt版本中，要注意在Pro项目文件中加入 CONFIG += C++ 11。

三、总结

Qt 当中组件之间通过信号与槽的方式进行通信非常地高效，对于开发者来说也很简单。使用 Qt 5版本的开发者建议使用上面后三种新的方式进行连接。补充一点，信号和槽之间不是一一对应的关系。一个信号可以对应多个槽，比如点击一个按钮可以触发多个不同的响应；一个槽也可以响应多个不同的信号，比如点击按钮可以关闭窗口，点击左上角的小叉也可以关闭窗口。信号和槽之间只要通过connect 函数连接就建立了耦合关系，如果想解除连接可以使用disconnect 函数。

Coding十日谈

Coding十日谈的博客

Qt信号与槽使用方法最完整总结

公告