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[Qt] 信号与槽：深入浅出跨UI与跨线程的信号发送

article 2024/11/16 1:38:15


文章目录

  • 如何自定义信号并使用
    • 自定义信号的步骤
      • 1.使用 `signals` 声明信号
      • 2. 信号的返回值是 `void`
      • 3. 在需要发送信号的地方使用 `emit`
      • 4. 使用 `connect` 链接信号和槽
      • 5. 完整代码示例
      • 总结
  • 如何跨UI发送信号
    • Qt跨UI发送信号机制详解
    • 案例概述
    • Qt 信号与槽机制简介
    • 代码逻辑详解
      • 主窗口 `Widget` 类
      • 对话框 `SetDialog` 类
    • 信号和槽的连接
    • 总结
  • 如何跨线程发送信号
      • 在Qt中如何跨线程发送信号并更新UI
      • 子线程不能直接操作UI
      • 信号与槽机制在跨线程中的作用
      • 示例代码讲解：子线程发送信号更新UI
        • 定义子线程类 `ChildThread`
        • 定义主窗口类 `Widget`
        • 主程序入口 `main.cpp`
      • 代码运行结果
      • 总结

如何自定义信号并使用

在Qt中，自定义信号 是 Qt 核心功能之一，它允许我们在自定义类中定义信号，并通过信号与槽机制实现对象之间的通信。信号一般与事件相关，比如按钮点击、数据更新等。当事件发生时，信号被触发，并通过槽函数来处理事件。

自定义信号的步骤

让我们逐步讲解如何定义和使用自定义信号，基于以下四个关键步骤：

  1. 使用 signals 关键字声明信号
  2. **信号的返回值为 **void
  3. 在需要发送信号的地方使用 emit 关键字
  4. 使用 connect 将信号和槽连接起来

下面我们通过详细的代码示例来展示如何自定义信号。

1.使用 signals 声明信号

自定义信号需要在类的头文件中用 signals: 关键字来声明。信号就像函数的声明，必须包含函数的参数类型和数量。

  • 注意：信号的返回值类型总是 void，并且只定义函数原型，不需要实际的实现。
class MyWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    MyWidget(QWidget *parent = nullptr);

signals:
    // 自定义信号，发送一个整型参数
    void myCustomSignal(int value);

private:
    QPushButton *myButton;
};

在这个示例中，我们声明了一个信号 myCustomSignal(int value)。这个信号会传递一个 int 类型的参数。

2. 信号的返回值是 void

所有的信号返回值类型必须是 void，即使你定义信号时可能习惯给函数返回某个值，但在 Qt 的信号机制中，信号是不返回任何值的。信号只是通知槽函数或其他接收方事件发生，并不会处理返回值。

3. 在需要发送信号的地方使用 emit

一旦定义了信号，下一步就是在程序的合适位置发射信号。我们使用 emit 关键字来发射信号。当一个信号被发射时，它会通知所有连接到该信号的槽函数。

void MyWidget::someFunction()
{
    int someValue = 42; // 假设这是我们要发送的值
    emit myCustomSignal(someValue); // 使用emit发射信号
}

这里我们在 someFunction() 函数中，使用 emit myCustomSignal(someValue) 发射了信号 myCustomSignal，并将 someValue 传递给接收方。

4. 使用 connect 链接信号和槽

发射信号后，还需要将信号与槽函数连接起来。我们通过 connect() 函数，将信号和相应的槽函数连接：

connect(senderObject, &SenderClass::signal, receiverObject, &ReceiverClass::slot);

其中：

  • senderObject 是发射信号的对象。
  • SenderClass::signal 是信号名称。
  • receiverObject 是接收信号的对象。
  • ReceiverClass::slot 是槽函数名称。

假设我们要将 myCustomSignal 信号连接到某个槽函数 onCustomSignalReceived，代码如下：

class ReceiverWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    ReceiverWidget(QWidget *parent = nullptr);

public slots:
    void onCustomSignalReceived(int value)
    {
        qDebug() << "Received value:" << value;
    }
};

然后在 MyWidget 类中：

void MyWidget::setupConnections(ReceiverWidget *receiver)
{
    // 将自定义信号 myCustomSignal 与 ReceiverWidget 的槽函数 onCustomSignalReceived 连接
    connect(this, &MyWidget::myCustomSignal, receiver, &ReceiverWidget::onCustomSignalReceived);
}

5. 完整代码示例

我们将以上所有步骤整合到一个完整的示例中。

mywidget.h: 定义发送信号的类 MyWidget

#ifndef MYWIDGET_H
#define MYWIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QPushButton>

class MyWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    MyWidget(QWidget *parent = nullptr);

signals:
    // 自定义信号，传递一个整型数值
    void myCustomSignal(int value);

private slots:
    void handleButtonClick(); // 按钮点击槽函数

private:
    QPushButton *myButton; // 一个按钮
};

#endif // MYWIDGET_H

mywidget.cpp: 实现发送信号的类 MyWidget

#include "mywidget.h"
#include <QVBoxLayout>

MyWidget::MyWidget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{
    myButton = new QPushButton("Click Me", this);

    // 布局设置
    QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout(this);
    layout->addWidget(myButton);

    connect(myButton, &QPushButton::clicked, this, &MyWidget::handleButtonClick);
}

void MyWidget::handleButtonClick()
{
    int value = 42; // 示例数值
    emit myCustomSignal(value); // 发射信号
}

receiverwidget.h: 定义接收信号的类 ReceiverWidget

#ifndef RECEIVERWIDGET_H
#define RECEIVERWIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QLabel>

class ReceiverWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    ReceiverWidget(QWidget *parent = nullptr);

public slots:
    void onCustomSignalReceived(int value); // 槽函数

private:
    QLabel *label;
};

#endif // RECEIVERWIDGET_H

receiverwidget.cpp: 实现接收信号的类 ReceiverWidget

#include "receiverwidget.h"
#include <QVBoxLayout>

ReceiverWidget::ReceiverWidget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{
    label = new QLabel("Waiting for signal...", this);

    QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout(this);
    layout->addWidget(label);
}

void ReceiverWidget::onCustomSignalReceived(int value)
{
    label->setText(QString("Received value: %1").arg(value));
}

main.cpp: 主程序入口，创建并连接信号与槽

#include <QApplication>
#include "mywidget.h"
#include "receiverwidget.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);

    MyWidget senderWidget;
    ReceiverWidget receiverWidget;

    // 将信号连接到槽
    QObject::connect(&senderWidget, &MyWidget::myCustomSignal, &receiverWidget, &ReceiverWidget::onCustomSignalReceived);

    senderWidget.show();
    receiverWidget.show();

    return app.exec();
}

总结

通过以上步骤，您可以在Qt中自定义信号，并在不同对象之间传递数据。具体步骤如下：

  1. 使用 signals: 关键字在类中声明信号。
  2. 信号的返回值必须是 void。
  3. 在合适的地方通过 emit 关键字发射信号。
  4. 使用 connect() 函数将信号和槽连接起来，实现对象间的通信。

信号与槽机制是Qt中非常强大的功能，它极大地简化了对象间的通信，特别是在UI开发中，广泛用于按钮点击、数据更新等场景。

如何跨UI发送信号

Qt跨UI发送信号机制详解

在Qt中，信号与槽机制（Signals and Slots）是其核心特性之一。它允许不同对象之间通过发送和接收信号进行通信，而不需要直接引用。一个典型的应用场景是跨界面（UI）传递数据。在这篇文章中，我们将结合一个完整的示例来演示如何通过信号和槽在两个窗口间（Widget与SetDialog）发送和接收数据。

这篇文章主要面向Qt的初学者，带你一步步理解和实现这一机制。

案例概述

我们将实现一个包含两个窗口的小项目：

  • Widget：主窗口，包含一个按钮和一个文本框。点击按钮后，弹出另一个窗口 SetDialog。
  • SetDialog：对话框窗口，包含一个按钮，点击按钮后将产生一个数值，并通过信号将该数值发送给主窗口。

目标：在SetDialog窗口中点击按钮，生成数值，并将数值显示在Widget窗口中的文本框中。

Qt 信号与槽机制简介

在Qt中，信号（Signal）是用于通知某个事件发生的机制，而槽（Slot）是一个可以连接到信号的函数。当信号发射时，与之连接的槽函数就会被调用。

  • 信号的特点：信号本身不包含任何实现，它只是一个接口。信号通常在类中作为 signals: 下的定义。
  • 槽的特点：槽函数可以是普通的成员函数，也可以是lambda表达式。

我们通过connect()函数将信号和槽连接起来。

代码逻辑详解

主窗口 Widget 类

首先，我们来看主窗口的类定义。

widget.h：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui {
class Widget;
}
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

private:
    void on_btnOpen_clicked();

private:
    Ui::Widget *ui;
};
#endif // WIDGET_H

这里的Widget类继承自QWidget，代表主窗口。在这个窗口中，我们声明了一个槽函数 on_btnOpen_clicked()，用于处理按钮点击事件。

接下来我们来看实现部分。

widget.cpp：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include "setdialog.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    // 连接按钮点击信号到槽函数
    connect(ui->btnOpen, &QPushButton::clicked, this, &Widget::on_btnOpen_clicked);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::on_btnOpen_clicked()
{
    SetDialog dlg;

    // 连接SetDialog中的sig_addOne信号到主窗口的lambda槽函数
    connect(&dlg, &SetDialog::sig_addOne, [=](int value) {
        ui->lineEdit->setText(QString::number(value));
    });

    // 打开对话框，进入事件循环
    dlg.exec();
}
  • connect()：在构造函数中，我们将btnOpen按钮的点击信号连接到槽函数on_btnOpen_clicked()，以响应点击事件。
  • on_btnOpen_clicked()：当点击按钮时，弹出 SetDialog 对话框。同时，我们将SetDialog中的信号sig_addOne连接到主窗口的lambda槽函数，以便接收数值，并将其显示在文本框lineEdit中。

注意：我们使用了lambda表达式作为槽函数，可以方便地在槽中使用局部变量。

对话框 SetDialog 类

接下来是 SetDialog 类的定义和实现。

setdialog.h：

#ifndef SETDIALOG_H
#define SETDIALOG_H

#include <QDialog>

namespace Ui {
class SetDialog;
}

class SetDialog : public QDialog
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit SetDialog(QWidget *parent = nullptr);
    ~SetDialog();

private slots:
    void on_btnAdd_clicked();

signals:
    void sig_addOne(int value); // 定义信号

private:
    Ui::SetDialog *ui;
};

#endif // SETDIALOG_H
  • 信号定义：在 signals: 关键字下，我们声明了一个名为 sig_addOne(int value) 的信号。这个信号将会发送一个整数。
  • 槽函数：on_btnAdd_clicked() 是槽函数，处理对话框中按钮的点击事件。

setdialog.cpp：

#include "setdialog.h"
#include "ui_setdialog.h"

SetDialog::SetDialog(QWidget *parent)
    : QDialog(parent)
    , ui(new Ui::SetDialog)
{
    ui->setupUi(this);
}

SetDialog::~SetDialog()
{
    delete ui;
}

void SetDialog::on_btnAdd_clicked()
{
    static int value = 100; // 静态变量，每次点击都会递增
    emit sig_addOne(value++); // 发射信号，将当前数值传递给主窗口
}
  • emit** 关键字**：在槽函数 on_btnAdd_clicked() 中，我们使用 emit 关键字来发射信号 sig_addOne，并将数值 value 作为参数传递给主窗口。

信号和槽的连接

现在我们来回顾一下信号和槽的连接过程：

  1. 在Widget类中，我们弹出了SetDialog窗口，并通过connect()将SetDialog中的信号sig_addOne连接到主窗口中的槽函数（lambda表达式）。
  2. 当用户在SetDialog窗口中点击按钮后，on_btnAdd_clicked()被调用，并发射sig_addOne信号，传递当前值。
  3. 这个信号被传递回Widget，并触发了与之连接的槽函数（lambda），最终将数值显示在主窗口的文本框中。

总结

我们通过一个简单的示例，演示了如何在Qt中跨窗口（UI）使用信号和槽进行数据传递。这个机制的关键在于：

  • 信号与槽机制提供了一种松耦合的方式，让对象之间无需直接通信即可实现信息传递。
  • 使用 lambda表达式 作为槽函数，可以让代码更加简洁，同时也方便使用局部变量。

这一机制在Qt开发中非常常见，特别是在需要跨界面传递数据或更新UI时，显得尤为重要。

如何跨线程发送信号

在Qt中如何跨线程发送信号并更新UI

在Qt中，UI线程（主线程）负责处理用户界面绘制及事件响应。而子线程的任务则通常是执行一些耗时操作，例如计算或IO操作。由于Qt的UI框架并非线程安全的，子线程不能直接更新UI，因此我们需要通过信号与槽的机制，将子线程的结果传递到UI线程，并在主线程中进行UI更新。

子线程不能直接操作UI

Qt的规则：UI只能在主线程（即UI线程）中更新，子线程（Worker Threads）不能直接操作UI。否则会引发异常或不可预知的错误。

为了解决这个问题，我们可以通过信号与槽机制，将子线程的处理结果发送到主线程，再由主线程完成UI更新。具体的实现步骤如下：

  1. 在子线程中定义并发射信号。
  2. 在主线程中通过槽函数接收信号并更新UI。

信号与槽机制在跨线程中的作用

信号与槽机制是Qt框架中核心的通信机制。它不仅适用于单线程程序，还能在线程之间进行数据的传递。在跨线程通信时，信号可以在子线程中发射，而槽函数可以在主线程中执行，因此我们可以通过这个机制在子线程与UI线程之间进行安全通信。

示例代码讲解：子线程发送信号更新UI

我们通过一个简单的例子来演示如何实现跨线程信号发送并更新UI。具体实现效果如图所示：

  • 一个按钮用于启动子线程。
  • 子线程执行一些逻辑处理后，将结果通过信号发送到主线程。
  • 主线程接收到信号后，更新界面上的QLineEdit控件。
定义子线程类 ChildThread

首先，我们定义一个子线程类 ChildThread，它继承自 QThread。在该类中，我们声明一个自定义信号 sig_SendToUI，用于将子线程的处理结果传递给主线程。

#ifndef CHILDTHREAD_H
#define CHILDTHREAD_H

#include <QThread>
#include <string>

using namespace std;

// 自定义结构体用于传递数据
struct Score
{
    int id;
    int age;
    string name;
};

class ChildThread : public QThread
{
    Q_OBJECT

public:
    ChildThread();

protected:
    void run() override; // 重写QThread的run()函数，定义线程执行逻辑

signals:
    void sig_SendToUI(Score score); // 信号：发送到UI线程
};

#endif // CHILDTHREAD_H

在 run() 方法中，模拟一些处理逻辑，例如设置用户的 name、id 和 age，并在处理完成后，发射信号将数据传递给主线程。

#include "childthread.h"
#include <QDebug>

ChildThread::ChildThread()
{
    // 非基础类型参数注册
    qRegisterMetaType<Score>("Score");
}

void ChildThread::run()
{
    Score s;
    s.name = "kevin";
    s.id = 1001;
    s.age = 19;

    emit sig_SendToUI(s); // 发射信号，将Score结构体传递给主线程
}
定义主窗口类 Widget

接下来，我们定义主窗口类 Widget，其中有一个按钮用于触发子线程，一个QLineEdit用于显示子线程处理结果。

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include "childthread.h"

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui {
class Widget;
}
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

private slots:
    void on_btnUpdate_clicked(); // 点击按钮启动子线程
    void showInfo(Score s);      // 显示子线程传递的数据

private:
    Ui::Widget *ui;
};

#endif // WIDGET_H

在 on_btnUpdate_clicked() 槽函数中，我们创建并启动子线程。同时通过 connect() 将子线程的信号 sig_SendToUI 连接到主线程的槽函数 showInfo()。

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QDebug>
#include "childthread.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    // 连接按钮点击信号到槽函数
    connect(ui->btnUpdate, &QPushButton::clicked, this, &Widget::on_btnUpdate_clicked);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::on_btnUpdate_clicked()
{
    ChildThread* ch = new ChildThread(); // 创建子线程对象

    // 连接子线程信号到UI线程槽函数 showInfo
    connect(ch, &ChildThread::sig_SendToUI, this, &Widget::showInfo);

    ch->start(); // 启动子线程
}

void Widget::showInfo(Score s)
{
    // 将子线程传递的数据信息显示在lineEdit控件上
    string info = s.name + " id = " + to_string(s.id) + " age = " + to_string(s.age);
    ui->lineEdit->setText(QString::fromStdString(info));
}
  • on_btnUpdate_clicked()：点击按钮后，创建并启动子线程 ChildThread，并连接信号 sig_SendToUI 到槽函数 showInfo()。
  • showInfo(Score s)：该槽函数接收子线程传递的 Score 结构体，并将其显示在 QLineEdit 控件上。
主程序入口 main.cpp

最后，我们编写 main.cpp 文件，启动整个应用程序。

#include "widget.h"
#include <QApplication>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    Widget w;
    w.show();
    return a.exec();
}

代码运行结果

通过点击按钮，启动子线程，子线程完成数据处理后通过信号传递结果给主线程，主线程接收到信号后更新UI。

  • 按钮点击后，子线程发射信号，主线程接收到Score结构体后，将信息 “kevin id = 1001 age = 19” 显示在QLineEdit控件中，如下图所示。

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总结

在Qt中，子线程不能直接操作UI，必须通过信号与槽机制来进行跨线程通信。在本文中，我们通过一个简单的例子详细讲解了如何通过信号与槽机制，在子线程中处理数据并将结果传递到UI线程进行更新。主要步骤包括：

  1. 定义子线程类，在子线程中发射信号。
  2. 定义主窗口类，通过槽函数接收子线程信号并更新UI。
  3. 使用connect()连接信号与槽，确保跨线程的安全通信。

通过这样的方式，我们可以轻松实现Qt中的跨线程通信，避免了线程不安全操作带来的问题。


http://www.kler.cn/a/386271.html

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