Linux下应用程序开发：QT的信号与槽机制

　　信号与槽作为QT的核心机制在QT编程中有着广泛的应用，本文介绍了信号与槽的一些基本概念、元对象工具以及在实际使用过程中应注意的一些问题。
　　
　　QT是一个跨平台的C++ GUI应用构架，它提供了丰富的窗口部件集，具有面向对象、易于扩展、真正的组件编程等特点，更为引人注目的是目前Linux上最为流行的KDE桌面环境就是建立在QT库的基础之上。QT支持下列平台：MS/WINDOWS-95、98、NT和2000；UNIX/X11-Linux、Sun Solaris、HP-UX、Digital Unix、IBM AIX、SGI IRIX；EMBEDDED-支持framebuffer的Linux平台。伴随着KDE的快速发展和普及，QT很可能成为Linux窗口平台上进行软件开发时的GUI首选。
　　
　　一、概述
　　信号和槽机制是QT的核心机制，要精通QT编程就必须对信号和槽有所了解。信号和槽是一种高级接口，应用于对象之间的通信，它是QT的核心特性，也是QT区别于其它工具包的重要地方。信号和槽是QT自行定义的一种通信机制，它独立于标准的C/C++语言，因此要正确的处理信号和槽，必须借助一个称为moc（Meta Object Compiler）的QT工具，该工具是一个C++预处理程序，它为高层次的事件处理自动生成所需要的附加代码。
　　
　　在我们所熟知的很多GUI工具包中，窗口小部件(widget)都有一个回调函数用于响应它们能触发的每个动作，这个回调函数通常是一个指向某个函数的指针。但是，在QT中信号和槽取代了这些凌乱的函数指针，使得我们编写这些通信程序更为简洁明了。 信号和槽能携带任意数量和任意类型的参数，他们是类型完全安全的，不会像回调函数那样产生core dumps。
　　
　　所有从QObject或其子类(例如Qwidget)派生的类都能够包含信号和槽。当对象改变其状态时，信号就由该对象发射(emit)出去，这就是对象所要做的全部事情，它不知道另一端是谁在接收这个信号。这就是真正的信息封装，它确保对象被当作一个真正的软件组件来使用。槽用于接收信号，但它们是普通的对象成员函数。一个槽并不知道是否有任何信号与自己相连接。而且，对象并不了解具体的通信机制。
　　
　　你可以将很多信号与单个的槽进行连接，也可以将单个的信号与很多的槽进行连接，甚至于将一个信号与另外一个信号相连接也是可能的，这时无论第一个信号什么时候发射系统都将立刻发射第二个信号。总之，信号与槽构造了一个强大的部件编程机制。
　　
　　二、信号
　　当某个信号对其客户或所有者发生的内部状态发生改变，信号被一个对象发射。只有 定义过这个信号的类及其派生类能够发射这个信号。当一个信号被发射时，与其相关联的槽将被立刻执行，就象一个正常的函数调用一样。信号-槽机制完全独立于任何GUI事件循环。只有当所有的槽返回以后发射函数（emit）才返回。 如果存在多个槽与某个信号相关联，那么，当这个信号被发射时，这些槽将会一个接一个地 执行，但是它们执行的顺序将会是随机的、不确定的，我们不能人为地指定哪个先执行、哪 个后执行。
　　
　　信号的声明是在头文件中进行的，QT的signals关键字指出进入了信号声明区，随后即可 声明自己的信号。例如，下面定义了三个信号：
　　
　　 signals:
　　 void mySignal();
　　 void mySignal(int x);
　　 void mySignalParam(int x,int y);
　　
　　
　　在上面的定义中，signals是QT的关键字，而非C/C++的。接下来的一行void mySignal() 定义了信号mySignal，这个信号没有携带参数；接下来的一行void mySignal(int x)定义 了重名信号mySignal，但是它携带一个整形参数，这有点类似于C++中的虚函数。从形式上 讲信号的声明与普通的C++函数是一样的，但是信号却没有函数体定义，另外，信号的返回 类型都是void，不要指望能从信号返回什么有用信息。
　　
　　信号由moc自动产生，它们不应该在.cpp文件中实现。
　　
　　三、槽
　　槽是普通的C++成员函数，可以被正常调用，它们唯一的特殊性就是很多信号可以与其相关联。当与其关联的信号被发射时，这个槽就会被调用。槽可以有参数，但槽的参数不能有缺省值。
　　
　　既然槽是普通的成员函数，因此与其它的函数一样，它们也有存取权限。槽的存取权限决定了谁能够与其相关联。同普通的C++成员函数一样，槽函数也分为三种类型，即public slots、private slots和protected slots。
　　
　　public slots：在这个区内声明的槽意味着任何对象都可将信号与之相连接。这对于组件编程非常有用，你可以创建彼此互不了解的对象，将它们的信号与槽进行连接以便信息能够正确的传递。
　　protected slots：在这个区内声明的槽意味着当前类及其子类可以将信号与之相连接。这适用于那些槽，它们是类实现的一部分，但是其界面接口却面向外部。
　　private slots：在这个区内声明的槽意味着只有类自己可以将信号与之相连接。这适用于联系非常紧密的类。
　　槽也能够声明为虚函数，这也是非常有用的。
　　
　　槽的声明也是在头文件中进行的。例如，下面声明了三个槽：
　　
　　 public slots:
　　 void mySlot();
　　 void mySlot(int x);
　　 void mySignalParam(int x,int y);
　　
　　四、信号与槽的关联
　　通过调用QObject对象的connect函数来将某个对象的信号与另外一个对象的槽函数相关联，这样当发射者发射信号时，接收者的槽函数将被调用。该函数的定义如下：
　　
　　 bool QObject::connect ( const QObject * sender, const char * signal,
　　 const QObject * receiver, const char * member ) [static]
　　
　　这个函数的作用就是将发射者sender对象中的信号signal与接收者receiver中的member槽函数联系起来。当指定信号signal时必须使用QT的宏SIGNAL()，当指定槽函数时必须使用宏SLOT()。如果发射者与接收者属于同一个对象的话，那么在connect调用中接收者参数可以省略。
　　
　　例如，下面定义了两个对象：标签对象label和滚动条对象scroll，并将valueChanged()信号与标签对象的setNum()相关联，另外信号还携带了一个整形参数，这样标签总是显示滚动条所处位置的值。
　　
　　 QLabel　　 *label　= new QLabel;
　　　　QScrollBar *scroll = new QScrollBar;
　　　　QObject::connect( scroll, SIGNAL(valueChanged(int)),
　　　　　　　　　　　　　label,　SLOT(setNum(int)) );
　　
　　
　　一个信号甚至能够与另一个信号相关联，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()) );
　　　　}
　　
　　在上面的构造函数中，MyWidget创建了一个私有的按钮aButton，按钮的单击事件产生的信号clicked()与另外一个信号aSignal()进行了关联。这样一来，当信号clicked()被发射时，信号aSignal()也接着被发射。当然，你也可以直接将单击事件与某个私有的槽函数相关联，然后在槽中发射aSignal()信号，这样的话似乎有点多余。
　　
　　当信号与槽没有必要继续保持关联时，我们可以使用disconnect函数来断开连接。其定义如下：
　　
　　 bool QObject::disconnect ( const QObject * sender, const char * signal,
　　 const Object * receiver, const char * member ) [static]
　　
　　这个函数断开发射者中的信号与接收者中的槽函数之间的关联。
　　
　　有三种情况必须使用disconnect()函数：
　　
　　断开与某个对象相关联的任何对象。这似乎有点不可理解，事实上，当我们在某个对象中定义了一个或者多个信号，这些信号与另外若干个对象中的槽相关联，如果我们要切断这些关联的话，就可以利用这个方法，非常之简洁。
　　
　　disconnect( myObject, 0, 0, 0 )
　　或者
　　myObject->disconnect()
　　
　　断开与某个特定信号的任何关联。
　　
　　disconnect( myObject, SIGNAL(mySignal()), 0, 0 )
　　或者
　　myObject->disconnect( SIGNAL(mySignal()) )
　　
　　断开两个对象之间的关联。
　　
　　disconnect( myObject, 0, myReceiver, 0 )
　　或者
　　myObject->disconnect(　myReceiver )
　　
　　在disconnect函数中0可以用作一个通配符，分别表示任何信号、任何接收对象、接收对象中的任何槽函数。但是发射者sender不能为0，其它三个参数的值可以等于0。
　　
　　五、元对象工具
　　元对象编译器moc（meta object compiler）对C++文件中的类声明进行分析并产生用于初始化元对象的C++代码，元对象包含全部信号和槽的名字以及指向这些函数的指针。
　　
　　moc读C++源文件，如果发现有Q_OBJECT宏声明的类，它就会生成另外一个C++源文件，这个新生成的文件中包含有该类的元对象代码。例如，假设我们有一个头文件mysignal.h，在这个文件中包含有信号或槽的声明，那么在编译之前 moc 工具就会根据该文件自动生成一个名为mysignal.moc.h的C++源文件并将其提交给编译器；类似地，对应于mysignal.cpp文件moc工具将自动生成一个名为mysignal.moc.cpp文件提交给编译器。
　　
　　元对象代码是signal/slot机制所必须的。用moc产生的C++源文件必须与类实现一起进行编译和连接，或者用#