玩转Qt(8)-掌握信号槽使用细节
本文于 946 天之前发表,文中内容可能已经过时。
简介
之前的文章《认清信号槽的本质》、《窥探信号槽的实现细节》讨论了一些原理,
这次我们来讨论一些信号-槽的使用细节。
信号与槽的声明
要使用信号-槽功能,先决条件是继承QObject类,并在类声明中增加Q_OBJECT宏。
之后在”signals:” 字段之后声明一些函数,这些函数就是信号。
在”public slots:” 之后声明的函数,就是槽函数。
例如下面的代码:
1 | //Tom.h |
1 | //Jerry.h |
信号-槽的使用
使用比较简单,先说一下使用。
信号的使用
信号 就是普通的类成员函数,信号只要声明(declare),不需要实现(implement),实现由moc(元对象编译器)自动生成。
信号的触发,可以用emit,也可以直接调用函数。
例如:
1 | //实例化一个tom对象 |
Qt源码的qobejctdefs.h头文件中,可以看到emit宏其实是空的。
1 | //qobejctdefs.h |
槽函数的使用
槽函数和普通的成员函数一样。。。
信号-槽的”元调用”
信号-槽特殊的地方,是moc(元对象编译器)为其生成了一份”元信息”,可以通过QMetaObject::invokeMethod的方式调用
例如:
1 | //实例化一个tom对象 |
一般在知道如何声明qobject的场景,没必要多此一举用invoke。
在一些需要”运行期反射”的情况下(头文件都没有,只知道有这么个对象,和函数的名字),invoke十分有用。
invokeMethod还可以带参数、可以获取返回值,这不是本文的重点,这里就不展开了,详细的可以参考Qt帮助文档和元对象系统。
信号和信号的参数
信号可以带参数,参数的类型,必须是元对象系统能够识别的类型, 即元类型。(元对象系统后面再细说)
注册元类型
Qt已经将大部分常用的基础类型,都注册进了元对象系统,可以在QMetaType类中看到。
通常写的继承于QObject的子类,本身已经附带了元信息,可以直接在信号-槽中使用。
不是继承于QObject的结构体、类等自定义类型,可以通过Q_DECLARE_METATYPE宏 和 qRegisterMetaType函数进行注册,之后就可以在信号-槽中使用。
例如:
1 | struct MyStruct |
或者带命名空间的:
1 | namespace MyNamespace |
这里说明一下细节,Q_DECLARE_METATYPE宏声明过后,只是生成了元信息,可以被QVariant识别,还不能
用于队列方式的信号、槽,需要用qRegisterMetaType进行注册。而qRegisterMetaType要求”全定义”,也就是
提供类的”复制构造函数”和”赋值操作符”。
前面那种简单类型,C++编译器默认提供浅拷贝的”复制构造函数”和”赋值操作符”实现,可以直接用。
1 | struct MyStruct |
而复杂一些的类,就要提供”全定义”。
(顺带一提,信号的参数可以是任意注册过的对象,而C++11的lambda、std::bind也是对象,只要注册过,也是可以通过信号参数发送出去的。)
信号-槽的连接 connect函数
信号与槽,通过connect函数进行连接,之后就可以用信号去触发槽函数了。
连接的一般格式是Connectin = connect(obj1, signal1, obj2, slot1, connectType);
连接的不同写法
connect函数重载实现了多种不同的参数写法,以Qt5.12为例,大致分为三类:
元方法式、函数指针式、functor式
元方法式
元方法式是最常用的写法,函数声明如下:
1 | //connect(1) 字符串式信号槽 |
Qt应用程序中用到最多的是connect(1)的写法,例如:
1 | Tom tom; |
其中SIGNAL、SLOT两个宏, 作用是将函数转换成字符串。
connect(1)的实现是靠字符串去查找元方法,以实现连接。
connect(2) 则是把信号槽的字符串换成了元方法QMetaMethod, 一般不会直接用这种写法。
connect(3)是对connect(1)的重载,非静态成员函数,本身有this指针,所以省略了receiver参数。
函数指针式
函数指针式写法,声明如下:
1 | //connect(4) 连接信号到qobject的成员函数 |
connect(4)用的也比较多,用法如下:
1 | Tom tom; |
信号-槽换成了C++的 取成员函数指针 的形式。
connect(4)本身的实现,比connect(1)快一些,因为省去了字符串查找的过程。
而连接建立后,从信号触发到槽函数的执行,两种写法是没有区别的。
在一些需要”运行期反射”的情况下(头文件都没有,只知道有这么个对象,和函数的名字),只能用connect(1)。
connect(5)可以连接信号到任意非成员函数指针上。除了槽函数,普通的函数也可以连接。这种连接不支持设置连接类型,可以看作是单纯的函数调用。
connect(6)是对connect(5)的重载,增加了一个context对象代替reveicer对象的作用。这种连接是可以设置连接类型的。
函数重载的处理
信号-槽函数有重载的情况下,写函数指针式connect会报错,就需要类型转换。
比如:QLocalSocket有一个成员函数error,也有一个信号error,直接写connect会报错的。
Qt为我们提供了QOverload这个模板类,以解决这个问题。
1 | //连接重载过的函数,使用QOverload做leixing 转换 |
编译器支持C++14,还可以用qOverload模板函数
1 | //连接重载过的函数,使用QOverload做leixing 转换 |
还有像QNetworkReply::error、QProcess::finished等等,都有重载,用的时候要转换处理一下。
functor式
关于functor
问: 什么是functor?functor有什么用?
答: 在C++11之前, Qt通过自己的实现来推导函数指针及其参数,即QtPrivate::FunctionPointer, 用来处理信号-槽的连接。
C++11带来了lambda, 以及std::bind和std::function, std::function本身可以存储lambda、std::bind以及FunctionPointer。
这时候Qt已有的connect(4)、connect(5)、connect(6)是可以支持FunctionPointer的,而新出现的lambda以及std::bind是不支持的,
QtPrivate::FunctionPointer推导不出这些类型。所以Qt把这些不支持的新类型(主要是lambda和std::bind)称为functor(文档和源码都这么命名),
并增加了connect(7)和connect(8)以支持functor。
functor
functor式写法,声明如下:
1 | //connect(7) 连接信号到任意functor |
connect(7)可以连接信号到任意lambda、std::bind上。
connect(8)是对(7)的重载,增加了一个context对象代替reveicer对象的作用。这种连接是可以设置连接类型的。
connect的连接类型
connectType为连接类型,默认为AutoConnection,即Qt自动处理,大部分情况下也不用管。个别情况,需要手动指定。
可选的连接类型有
自动 AutoConnection
直连 DirectConnection
队列 QueuedConnection
唯一连接 UniqueConnection
自动处理的逻辑是,如果发送信号的线程和receiver在同一个线程,就是DirectConnection(直接函数调用),不是同一个线程,则转换为QueuedConnection。
1 |
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下面举例一些需要手动指定连接类型的场景:
例1-跨多个线程:
A线程中写connect,让B线程中的信号连到C线程的槽中,希望C的槽在C中执行。
这种情况要明确指定QueuedConnection,不写的话按照Auto处理,C中的槽会在A中执行。
例2-跨线程DirectConnection
(这种用法在Qml的渲染引擎SceneGraph中比较常见)。
A线程为内部代码,不能修改,一些特定的节点会有信号发出。
B线程为用户代码,有一些功能函数,希望在A线程中去执行。
这种情况,将A的信号连接到B的函数,连接方式指定为DirectConnection,就可以把B的函数插入到A线程发信号的地方了。
效果类似于子类重载父类的函数。
connect的返回值
connect的返回值为QMetaObject::Connection,代表一个连接。大部分情况下,不用管返回值。
Connection可以用来验证链接是否有效,可以用来断开连接。
一般用disconnect函数就可以断开连接;而signal-functor的这种形式的连接,没有object的存在,只能用Connection断开。
为众人抱薪者,不可使其冻毙于霜雪