Qt:Q_OBJECT宏的作用

The Q_OBJECT macro at the beginning of the class definition is necessary for all classes that define signals or slots
只有加入了Q_OBJECT,才能使用QT中的signal和slot机制,而且Q_OBJECT要放在类的最前面

1.QT的信号与槽机制介绍

1.1 信号与槽

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。
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。

1.2 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: 
  voiySignd mal(); 
  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。

1.3 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,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。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。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);

1.4 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)) );

2.一个小例子

//tsignal.h 
 class TsignalApp:public QMainWindow 
 { 
     Q_OBJECT 
     ... 
     // 信号声明区
     signals: 
         // 声明信号 mySignal() 
         void mySignal(); 
         // 声明信号 mySignal(int) 
         void mySignal(int x); 
         // 声明信号 mySignalParam(int,int) 
         void mySignalParam(int x,int y); 
     // 槽声明区
     public slots: 
         // 声明槽函数 mySlot() 
         void mySlot(); 
         // 声明槽函数 mySlot(int) 
         void mySlot(int x); 
         // 声明槽函数 mySignalParam (int,int) 
         void mySignalParam(int x,int y); 
 }
 ... 
 //tsignal.cpp 
 ... 
 TsignalApp::TsignalApp() 
 { 
     ... 
     // 将信号 mySignal() 与槽 mySlot() 相关联
     connect(this,SIGNAL(mySignal()),SLOT(mySlot())); 
     // 将信号 mySignal(int) 与槽 mySlot(int) 相关联
     connect(this,SIGNAL(mySignal(int)),SLOT(mySlot(int))); 
     // 将信号 mySignalParam(int,int) 与槽 mySlotParam(int,int) 相关联
     connect(this,SIGNAL(mySignalParam(int,int)),SLOT(mySlotParam(int,int))); 
 } 
 // 定义槽函数 mySlot() 
 void TsignalApp::mySlot() 
 { 
     QMessageBox::about(this,"Tsignal", "This is a signal/slot sample without 
 parameter."); 
 } 
 // 定义槽函数 mySlot(int) 
 void TsignalApp::mySlot(int x) 
 { 
     QMessageBox::about(this,"Tsignal", "This is a signal/slot sample with one 
 parameter."); 
 } 
 // 定义槽函数 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() 
 { 
     // 发射信号 mySignal() 
     emit mySignal(); 
     // 发射信号 mySignal(int) 
     emit mySignal(5); 
     // 发射信号 mySignalParam(5,100) 
     emit mySignalParam(5,100); 
 }

3.关于元对象工具MOC

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 #include 语句将其包含到类的源文件中。moc 并不扩展 #include 或者 #define 宏定义 , 它只是简单的跳过所遇到的任何预处理指令。


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