Qt 定義訊號 signals 和 槽 slots
學習到自定義訊號和槽的時候經常編譯不過去，前邊一篇解決了Q_OBJECT編譯的問題，這裡詳細說明了slots和signals。
1、signals前面不可加public、private和protected進行修飾；slots前面可以加，因為Qt說槽函式可以當普通函式使用。
2、signals區域的函式必須是void型別，而且這些訊號函式沒有函式體，也就是說不可以自己定義這些訊號函式，你只要宣告它就夠了，其它不用管，Qt內部自己弄。
3、巨集定義和函式指標不能用於訊號和槽的引數，訊號和槽也不能有預設引數。
一、概述
二、訊號三、槽
四、訊號和槽的關聯
五、元物件工具
六、程式樣例
七、應注意的問題
相關資源
作者簡介
作者:唐新華 (
軟體工程師
訊號和槽作為QT的核心機制在QT程式設計中有著廣泛的應用，本文介紹了訊號和槽的一些基本概念、元物件工具及在實際使用過程中應注意的一些問題。
QT 是個跨平臺的C++ GUI應用構架，他提供了豐富的視窗部件集，具有面向物件、易於擴充套件、真正的元件程式設計等特點，更為引人注目的是目前Linux上最為流行的KDE桌面環境就是建立在QT庫的基礎之上。QT支援下列平臺：MS/WINDOWS-95、98、NT和2000；UNIX/X11-Linux、Sun Solaris、HP-UX、Digital Unix、IBM AIX、SGI IRIX；EMBEDDED-支援framebuffer的Linux平臺。伴隨著KDE的快速發展和普及，QT非常可能成為Linux視窗平臺上進行軟體研發時的GUI最佳選擇。
一、概述
訊號和槽機制是QT的核心機制，要精通QT程式設計就必須對訊號和槽有所瞭解。訊號和槽是一種高階介面，應用於物件之間的通訊，他是QT的核心特性，也是QT差別於其他工具包的重要地方。訊號和槽是QT自行定義的一種通訊機制，他獨立於標準的C/C++語言，因此要正確的處理訊號和槽，必須藉助一個稱為moc（Meta Object Compiler）的QT工具，該工具是個C++預處理程式，他為高層次的事件處理自動生成所需要的附加程式碼。在我們所熟知的非常多GUI工具包中，視窗小部件(widget)都有一個回撥函式用於響應他們能觸發的每個動作，這個回撥函式通常是個指向某個函式的指標。不過，在 QT中訊號和槽取代了這些凌亂的函式指標，使得我們編寫這些通訊程式更為簡潔明瞭。訊號和槽能攜帶任意數量和任意型別的引數，他們是型別完全安全的，不會像回撥函式那樣產生core dumps。
所有從QObject或其子類(例如Qwidget)派生的類都能夠包含訊號和槽。當物件改動其狀態時，訊號就由該物件發射(emit)出去，這就是物件所要做的全部事情，他不知道另一端是誰在接收這個訊號。這就是真正的資訊封裝，他確保物件被當作一個真正的軟體元件來使用。槽用於接收訊號，但他們是普通的物件成員函式。一個槽並不知道是否有所有訊號和自己相連線。而且，物件並不瞭解具體的通訊機制。
你能將非常多訊號和單個的槽進行連線，也能將單個的訊號和非常多的槽進行連線，甚至於將一個訊號和另外一個訊號相連線也是可能的，這時無論第一個訊號什麼時候發射系統都將即時發射第二個訊號。總之，訊號和槽構造了一個強大的部件程式設計機制。
二、訊號
當某個訊號對其客戶或所有者發生的內部狀態發生改動，訊號被一個物件發射。只有定義過這個訊號的類及其派生類能夠發射這個訊號。當一個訊號被髮射時，和其相關聯的槽將被即時執行，就象一個正常的函式呼叫相同。訊號-槽機制完全獨立於所有GUI事件迴圈。只有當所有的槽返回以後發射函式（emit）才返回。如果存在多個槽和某個訊號相關聯，那麼，當這個訊號被髮射時，這些槽將會一個接一個地執行，不過他們執行的順序將會是隨機的、不確定的，我們不能人為地指定哪個先執行、哪個後執行。訊號的宣告是在標頭檔案中進行的，QT的signals關鍵字指出進入了訊號宣告區，隨後即可宣告自己的訊號。例如，下面定義了三個訊號：
signals:
void mySignal();
void mySignal(int x);
void mySignalParam(int x,int y);
在上面的定義中，signals是QT的關鍵字，而非C/C++的。接下來的一行void mySignal() 定義了訊號mySignal，這個訊號沒有攜帶引數；接下來的一行void mySignal(int x)定義了重名訊號mySignal，不過他攜帶一個整形引數，這有點類似於C++中的虛擬函式。從形式上講訊號的宣告和普通的C++函式是相同的，不過訊號卻沒有函式體定義，另外，訊號的返回型別都是void，不要指望能從訊號返回什麼有用資訊。
訊號由moc自動產生，他們不應該在.cpp檔案中實現。
三、槽
槽是普通的C++成員函式，能被正常呼叫，他們唯一的特別性就是非常多訊號能和其相關聯。當和其關聯的訊號被髮射時，這個槽就會被呼叫。槽能有引數，但槽的引數不能有預設值。既然槽是普通的成員函式，因此和其他的函式相同，他們也有存取許可權。槽的存取許可權決定了誰能夠和其相關聯。同普通的C++成員函式相同，槽函式也分為三種類型，即public slots、private slots和protected slots。
public slots：在這個區內宣告的槽意味著所有物件都可將訊號和之相連線。這對於元件程式設計非常有用，你能建立彼此互不瞭解的物件，將他們的訊號和槽進行連線以便資訊能夠正確的傳遞。
protected slots：在這個區內宣告的槽意味著當前類及其子類能將訊號和之相連線。這適用於那些槽，他們是類實現的一部分，不過其介面介面卻面向外部。
private slots：在這個區內宣告的槽意味著只有類自己能將訊號和之相連線。這適用於聯絡非常緊密的類。
槽也能夠宣告為虛擬函式，這也是非常有用的。
槽的宣告也是在標頭檔案中進行的。例如，下面聲明瞭三個槽：
public slots:
void mySlot();
void mySlot(int x);
void mySignalParam(int x,int y);
四、訊號和槽的關聯
通過呼叫QObject物件的connect函式來將某個物件的訊號和另外一個物件的槽函式相關聯，這樣當發射者發射訊號時，接收者的槽函式將被呼叫。該函式的定義如下：bool QObject::connect ( const QObject * sender, const char * signal,
const QObject * receiver, const char * member ) [static]
這個函式的作用就是將發射者sender物件中的訊號signal和接收者receiver中的member槽函式聯絡起來。當指定訊號signal時必須使用QT的巨集SIGNAL()，當指定槽函式時必須使用巨集SLOT()。如果發射者和接收者屬於同一個物件的話，那麼在connect呼叫中接收者引數能省略。
例如，下面定義了兩個物件：標籤物件label和滾動條物件scroll，並將valueChanged()訊號和標籤物件的setNum()相關聯，另外訊號還攜帶了一個整形引數，這樣標籤總是顯示滾動條所處位置的值。
QLabel *label = new QLabel;
QScrollBar *scroll = new QScrollBar;
QObject::connect( scroll, SIGNAL(valueChanged(int)),
label, SLOT(setNum(int)) );
一個訊號甚至能夠和另一個訊號相關聯，看下面的例子：
class MyWidget : public QWidget
{
public:
MyWidget();
…
signals:
void aSignal();
…
private:
…
QPushButton *aButton;
};
MyWidget::MyWidget()
{
aButton = new QPushButton( this );
connect( aButton, SIGNAL(clicked()), SIGNAL(aSignal()) );
}
在上面的建構函式中，MyWidget建立了一個私有的按鈕aButton，按鈕的單擊事件產生的訊號clicked()和另外一個訊號aSignal() 進行了關聯。這樣一來，當訊號clicked()被髮射時，訊號aSignal()也接著被髮射。當然，你也能直接將單擊事件和某個私有的槽函式相關聯，然後在槽中發射aSignal()訊號，這樣的話似乎有點多餘。
當訊號和槽沒有必要繼續保持關聯時，我們能使用disconnect函式來斷開連線。其定義如下：
bool QObject::disconnect ( const QObject * sender, const char * signal,
const Object * receiver, const char * member ) [static]
這個函式斷研發射者中的訊號和接收者中的槽函式之間的關聯。
有三種情況必須使用disconnect()函式：
斷開和某個物件相關聯的所有物件。這似乎有點不可理解，事實上，當我們在某個物件中定義了一個或多個訊號，這些訊號和另外若干個物件中的槽相關聯，如果我們要切斷這些關聯的話，就能利用這個方法，非常之簡潔。
disconnect( myObject, 0, 0, 0 )
或
myObject->disconnect()
斷開和某個特定訊號的所有關聯。
disconnect( myObject, SIGNAL(mySignal()), 0, 0 )
或
myObject->disconnect( SIGNAL(mySignal()) )
斷開兩個物件之間的關聯。
disconnect( myObject, 0, myReceiver, 0 )
或
myObject->disconnect( myReceiver )
在disconnect函式中0能用作一個萬用字元，分別表示所有訊號、所有接收物件、接收物件中的所有槽函式。不過發射者sender不能為0，其他三個引數的值能等於0。
五、元物件工具
元物件編譯器moc（meta object compiler）對C++檔案中的類宣告進行分析併產生用於初始化元物件的C++程式碼，元物件包含全部訊號和槽的名字及指向這些函式的指標。moc 讀C++原始檔，如果發現有Q_OBJECT巨集宣告的類，他就會生成另外一個C++原始檔，這個新生成的檔案中包含有該類的元物件程式碼。例如，假設我們有一個頭檔案mysignal.h，在這個檔案中包含有訊號或槽的宣告，那麼在編譯之前 moc 工具就會根據該檔案自動生成一個名為mysignal.moc.h的C++原始檔並將其提交給編譯器；類似地，對應於mysignal.cpp檔案moc 工具將自動生成一個名為mysignal.moc.cpp檔案提交給編譯器。
元物件程式碼是signal/slot機制所必須的。用moc產生的C++原始檔必須和類實現一起進行編譯和連線，或用#include語句將其包含到類的原始檔中。moc並不擴充套件#include或#define巨集定義,他只是簡單的跳過所遇見的所有預處理指令。
六、程式樣例
這裡給出了一個簡單的樣例程式，程式中定義了三個訊號、三個槽函式，然後將訊號和槽進行了關聯，每個槽函式只是簡單的彈出一個對話方塊視窗。讀者能用kdevelop生成一個簡單的QT應用程式，然後將下面的程式碼新增到相應的程式中去。訊號和槽函式的宣告一般位於標頭檔案中，同時在類宣告的開始位置必須加上Q_OBJECT語句，這條語句是不可缺少的，他將告訴編譯器在編譯之前必須先應用 moc工具進行擴充套件。關鍵字signals指出隨後開始訊號的宣告，這裡signals用的是複數形式而非單數，siganls沒有public、 private、protected等屬性，這點不同於slots。另外，signals、slots關鍵字是QT自己定義的，不是C++中的關鍵字。
訊號的宣告類似於函式的宣告而非變數的宣告，左邊要有型別，右邊要有括號，如果要向槽中傳遞引數的話，在括號中指定每個形式引數的型別，當然，形式引數的個數能多於一個。
關鍵字slots指出隨後開始槽的宣告，這裡slots用的也是複數形式。
槽的宣告和普通函式的宣告相同，能攜帶零或多個形式引數。既然訊號的宣告類似於普通C++函式的宣告，那麼，訊號也可採用C++中虛擬函式的形式進行宣告，即同名但引數不同。例如，第一次定義的void mySignal()沒有帶引數，而第二次定義的卻帶有引數，從這裡我們能看到QT的訊號機制是非常靈活的。
訊號和槽之間的聯絡必須事先用connect函式進行指定。如果要斷開二者之間的聯絡，能使用函式disconnect。
//tsignal.h
…
class TsignalApp:public QMainWindow
{
Q_OBJECT
…
//訊號宣告區
signals:
//宣告訊號mySignal()
void mySignal();
//宣告訊號mySignal(int)
void mySignal(int x);
//宣告訊號mySignalParam(int,int)
void mySignalParam(int x,int y);
//槽宣告區
public slots:
//宣告槽函式mySlot()
void mySlot();
//宣告槽函式mySlot(int)
void mySlot(int x);
//宣告槽函式mySignalParam (int，int)
void mySignalParam(int x,int y);
}
…
//tsignal.cpp
…
TsignalApp::TsignalApp()
{
…
//將訊號mySignal()和槽mySlot()相關聯
connect(this,SIGNAL(mySignal()),SLOT(mySlot()));
//將訊號mySignal(int)和槽mySlot(int)相關聯
connect(this,SIGNAL(mySignal(int)),SLOT(mySlot(int)));
//將訊號mySignalParam(int,int)和槽mySlotParam(int,int)相關聯
connect(this,SIGNAL(mySignalParam(int,int)),SLOT(mySlotParam(int,int)));
}
// 定義槽函式mySlot()
void TsignalApp::mySlot()
{
QMessageBox::about(this,”Tsignal”, “This is a signal/slot sample without
parameter.”);
}
// 定義槽函式mySlot(int)
void TsignalApp::mySlot(int x)
{
QMessageBox::about(this,”Tsignal”, “This is a signal/slot sample with one
parameter.”);
}
// 定義槽函式mySlotParam(int,int)
void TsignalApp::mySlotParam(int x,int y)
{
char s[256];
sprintf(s,”x:%d y:%d”,x,y);
QMessageBox::about(this,”Tsignal”, s);
}
void TsignalApp::slotFileNew()
{
//發射訊號mySignal()
emit mySignal();
//發射訊號mySignal(int)
emit mySignal(5);
//發射訊號mySignalParam(5，100)
emit mySignalParam(5,100);
}
七、應注意的問題
訊號和槽機制是比較靈活的，但有些侷限性我們必須瞭解，這樣在實際的使用過程中做到有的放矢，避免產生一些錯誤。下面就介紹一下這方面的情況。1．訊號和槽的效率是非常高的，不過同真正的回撥函式比較起來，由於增加了靈活性，因此在速度上還是有所損失，當然這種損失相對來說是比較小的，通過在一臺 i586-133的機器上測試是10微秒（執行Linux），可見這種機制所提供的簡潔性、靈活性還是值得的。但如果我們要追求高效率的話，比如在實時系統中就要儘可能的少用這種機制。
2．訊號和槽機制和普通函式的呼叫相同，如果使用不當的話，在程式執行時也有可能產生死迴圈。因此，在定義槽函式時一定要注意避免間接形成無限迴圈，即在槽中再次發射所接收到的同樣訊號。例如,在前面給出的例子中如果在mySlot()槽函式中加上語句emit mySignal()即可形成死迴圈。
3．如果一個訊號和多個槽相聯絡的話，那麼，當這個訊號被髮射時，和之相關的槽被啟用的順序將是隨機的。
4. 巨集定義不能用在signal和slot的引數中。
既然moc工具不擴充套件#define，因此，在signals和slots中攜帶引數的巨集就不能正確地工作，如果不帶引數是能的。例如，下面的例子中將帶有引數的巨集SIGNEDNESS(a)作為訊號的引數是不合語法的：
#ifdef ultrix
#define SIGNEDNESS(a) unsigned a
#else
#define SIGNEDNESS(a) a
#endif
class Whatever : public QObject
{
[…]
signals:
void someSignal( SIGNEDNESS(a) );
[…]
};
5. 建構函式不能用在signals或slots宣告區域內。
的確，將一個建構函式放在signals或slots區內有點不可理解，無論怎麼，不能將他們放在private slots、protected slots或public slots區內。下面的用法是不合語法需求的：
class SomeClass : public QObject
{
Q_OBJECT
public slots:
SomeClass( QObject *parent, const char *name )
: QObject( parent, name ) {} // 在槽宣告區內宣告建構函式不合語法
[…]
};
6. 函式指標不能作為訊號或槽的引數。
例如，下面的例子中將void (*applyFunction)(QList*, void*)作為引數是不合語法的：
class someClass : public QObject
{
Q_OBJECT
[…]
public slots:
void apply(void (*applyFunction)(QList*, void*), char*); // 不合語法
};
你能採用下面的方法繞過這個限制：
typedef void (*ApplyFunctionType)(QList*, void*);
class someClass : public QObject
{
Q_OBJECT
[…]
public slots:
void apply( ApplyFunctionType, char *);
};
7.訊號和槽不能有預設引數。
既然signal->slot繫結是發生在執行時刻，那麼，從概念上講使用預設引數是困難的。下面的用法是不合理的：
class SomeClass : public QObject
{
Q_OBJECT
public slots:
void someSlot(int x=100); // 將x的預設值定義成100，在槽函式宣告中使用是錯誤的
};
8.訊號和槽也不能攜帶模板類引數。
如果將訊號、槽宣告為模板類引數的話，即使moc工具不報告錯誤，也不可能得到預期的結果。例如，下面的例子中當訊號發射時，槽函式不會被正確呼叫：[…]
public slots:
void MyWidget::setLocation (pair location);
[…]
public signals:
void MyObject::moved (pair location);
不過，你能使用typedef語句來繞過這個限制。如下所示：
typedef pair IntPair;
[…]
public slots:
void MyWidget::setLocation (IntPair location);
[…]
public signals:
void MyObject::moved (IntPair location);
這樣使用的話，你就能得到正確的結果。
9.巢狀的類不能位於訊號或槽區域內，也不能有訊號或槽。
例如，下面的例子中，在class B中宣告槽b()是不合語法的，在訊號區內宣告槽b()也是不合語法的。class A
{
Q_OBJECT
public:
class B
{
public slots: // 在巢狀類中宣告槽不合語法
void b();
[….]
};
signals:
class B
{
// 在訊號區內宣告巢狀類不合語法
void b();
[….]
}:
};
10.友元宣告不能位於訊號或槽宣告區內。相反，他們應該在普通C++的private、protected或public區內進行宣告。下面的例子是不合語法規範的：
class someClass : public QObject{
Q_OBJECT
[…]
signals: //訊號定義區
friend class ClassTemplate; // 此處定義不合語法
};
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