要想学到QT的精髓,必须对QT的核心机制信号与槽、元对象系统、事件模型有充分的理解。
信号与槽信号和槽是一种高级接口,它们被应用于对象之间的通信,它们是Qt 的核心特性,也是Qt不同于其它同类工具包的重要地方之一。
信号(signal)当对象的状态发生改变时,信号被某一个对象发射( emit)。只有定义过这个信号的类或者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执行,就象一个正常的函数调用一样。信号-槽机制独立于任何GUI 事件循环。只有当所有的槽正确返回以后,发射函数(emit)才返回。
槽(slot)槽是普通的C++成员函数,可以被正常调用,不同之处是它们可以与信号( signal)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。信号与槽的关联槽和普通的C++成员函数几乎是一样的-可以是虚函数;可以被重载;可以是共有的、 保护的或是私有的,并且也可以被其它C++成员函数直接调用;还有,它们的参数可以是任意类型。唯一不同的是:槽还可以和信号连接在一起,在这种情况下,每当发射这个信号的时候,就会自动调用这个槽。 connect()语句看起来会是如下的样子:
这里的sender 和receiver 是指向QObject 的指针,signal 和slot 是不带参数的函数名。实际上,SIGNAL()宏和SLOT()会把它们的参数转换成相应的字符串。 从QObject 或其子类(例如Qwidget)派生的类都能够使用信号和槽机制。这种机制本身是在QObject 中实现的,并不只局限于图形用户界面编程中:当对象的状态得到改变时, 它可以某种方式将信号发射(emit)出去,但它并不了解是谁在接收这个信号。
元对象系统Qt 的元对象系统是一个基于标准C++的扩展,能够使C++更好的适应真正的组件GUI 编程。它为Qt 提供了支持对象间通信的信号与槽机制、实时类型信息和动态属性系统等方面的功能。元对象系统在Qt 中主要有以下三部分构成:QObject 类、Q_OBJECT 宏和元对象编译器moc。
元对象系统机制Qt 的主要成就之一是使用了一种机制对C++进行了扩展,并且使用这种机制创建了独立的软件组件。这些组件可以绑定在一起,但任何一个组件对于它所要连接的组件的情况事先都不了解。 这种机制称为元对象系统(meta-object system),它提供了关键的两项技术:信号-槽以及内省(introspection)。内省功能对于实现信号和槽是必需的,并且允许应用程序的开发人员在运行时获得有关QObject 子类的“元信息”(meta-information),包括一个含有对象的类名以及它所支持的信号和槽的列表。这一机制也支持属性(广泛用于Qt 设计师中)和文本翻译(用于国际化),并且它也为QtScirpt 模块奠定了基础。 标准C++没有对Qt 的元对象系统所需要的动态元信息提供支持。Qt 通过提供一个独立的moc 工具解决了这个问题,moc 解析Q_OBJECT 类的定义并且通过C++函数提供可供使用的信息。由于moc 使用纯C++来实现它的所有功能,所以Qt 的元对象系统可以在任意C++ 编译器上工作。
元对象工具(moc)Qt 的信号和槽机制是采用标准C++ 来实现的。该实现使用C++ 预处理器和Qt 所包括的moc(元对象编译器)。元对象编译器读取应用程序的头文件,并生成必要的代码,以支持信号和槽机制。
事件模型应用程序对象将系统消息接收为Qt 事件。应用程序可以按照不同的粒度对事件加以监控、过滤并做出响应。在Qt 中,事件是指从QEvent 继承的对象。Qt 将事件发送给每个QObject 对象,这样对象便可对事件做出响应。也就是说, Qt 的事件处理机制主要是基于QEvent 类来实现的,QEvent 类是其他事件类的基类。当一个事件产生时, Qt 就会构造一个QEvent 子类的实例来表述该事件,然后将该事件发送到相应的对象上进行处理。Qt 的主事件循环能够从事件队列中获取本地窗口系统事件,然后判断事件类型,并将事件分发给特定的接收对象。主事件循环通过调用QCoreApplication::exec() 启动, 随着QCoreApplication::exit()结束,本地的事件循环可用利用QEventLoop 构建。作为事件分发器的QAbstractEventDispatcher 管理着Qt 的事件队列,事件分发器从窗口系统或其他事件源接收事件,然后将他们发送给QCoreApplication 或QApplication 的实例进行处理或继续分发。QAbstractEventDispatcher 为事件分发提供了良好的保护措施。
事件与信号的区别(1) 使用场合和时机不同一般情况下,在“使用”窗口部件时,我们经常需要使用信号,并且会遵循信号与槽的机制;而在“实现”窗口部件时,我们就不得不考虑如何处理事件了。举个例子,当使用QPushButton 时,我们对于它的clicked()信号往往更为关注,而很少关心促成发射该信号的底层的鼠标或者键盘事件。但是,如果要实现一个类似于QPushButton 的类,我们就需要编写一定的处理鼠标和键盘事件的代码,而且在必要的时候,仍然需要发射和接收clicked()信号。 (2)使用的机制和原理不同事件类似于Windows 里的消息,它的发出者一般是窗口系统。相对信号和槽机制,它比较“底层”,它同时支持异步和同步的通信机制,一个事件产生时将被放到事件队列里,然后我们就可以继续执行该事件“后面”的代码。事件的机制是非阻塞的。信号和槽机制相对而言比较“高层”,它的发出者一般是对象。从本质上看,它类似于传统的回调机制,是不支持异步调用的。 (3) 信号与槽在多线程时支持异步调用在单线程应用时,你可以把信号与槽看成是一种对象间的同步通信机制,这是因为在这种情况下,信号的释放过程是阻塞的,一定要等到槽函数返回后这个过程才结束,也就是不支持异步调用。