【QT】QT 的窗口坐标 信号与槽
【Qt】Qt 中的窗口坐标 & 信号与槽
1. Qt 中的窗口坐标
🔥 在Qt中坐标系的开始(原点)是左上角(0,0),从在左上角往右依次增加的是x轴,从左上角往下依次增加的是y轴
- 给 QT 的某个控件(如:嵌套窗口),设置位置就需要指定坐标,对于这个控件来说,坐标系原点就是相对于父窗口 / 控件的
举个例子:使用Qt中的坐标系设置控件的位置
- QPushButton 的父元素/父控件/父窗口 就是 QWidget
- QWidget 没有父元素(NULL),就相当于父元素就是整个显示器桌面了
运行结果如下:
- move(200, 300): 坐标背后的单位,像素
- 显示器,本质上由一大堆可以发光的小亮点 / 小灯泡来构成的。提一句,如果使用手机拍屏幕,把对焦放大到最大,是有可能看到像素的
举个例子:
2. 信号与槽的认识
2.1 背景
- 看到这里,其实也让我们想起 Linux 的信号
Signal
- 系统内部的通知机制
- 进程间通信的方式
这里我们还要补充一些概念,如下:
- **信号源:**谁发的信号
- **信号的类型:**哪种类别的信号
- **信号的处理方式:**注册信号处理函数,在信号被触发的时候自动调用执行
而 Qt 中的信号和 Linux 的信号,虽然不是一样的概念,但是确实也有很多相似之处
2.2 基本概念
Qt 中谈到信号,也涉及到三个因素
- 信号源:由哪个控件发出的信号
- 信号的类型:用户进行不同的操作就可能触发不同的信号,不同的操作如下:
- 点击按钮触发点击信号
- 在输入框内移动光标,触发移动光标的信号
- 勾选一个复选框
- 选择一个下拉框,都会触发不同的信号
- 我们这里写的 Gui 程序就是要让用户进行操作,就是要和用户进行交互
🔥 在 Qt 中,用户和控件的每次交互过程称为一个事件。比如 “用户点击按钮” 是一个事件,“用户关闭窗口” 也是一个事件。
- 每个事件都会发出一个信号,例如用户点击按钮会发出**“按钮被点击"的信号,用户关闭窗口会发出"窗口被关闭”**的信号。
Qt 中的所有控件都具有接收信号的能力,一个控件还可以接收多个不同的信号。对于接收到的每个信号,控件都会做出相应的响应动作。
-
例如,按钮所在的窗口接收到"按钮被点击"的信号后,会做出"关闭自己"的响应动作;再比如输入框自己接收到"输入框被点击"的信号后,会做出"显示闪烁的光标,等待用户输入数据"的响应动作
-
在 Qt中,对信号做出的响应动作就称之为槽。
-
信号的处理方式:槽(slot) => 函数
其实所谓的 槽函数 本质上也是一种 回调函数
这里回顾一下回调函数
- 最早 C 语言阶段
- C 进阶 =>指针进阶=>函数指针,
- 实现转移表,降低代码的"圈复杂度”
- 实现回调函数效果 => qsort
- 后来在 C++ 阶段
- STL 中:函数对象 / 仿函数
- lambda 表达式
- 后来在 Linux 中~~
- 信号处理函数
- 线程的入口函数
- epol 基于回调的机制
言归正传,回到我们的主题 信号 与 槽,信号和槽是 Qt 特有的消息传输机制,它能将相互独立的控件关联起来。
- Qt 中可以使用 connet 这样的函数,把一个信号和一个槽关联起来,后续只要信号触发了,Qt 就会自动的执行槽函数
🔥 比如,"按钮"和"窗口"本身是两个独立的控件,点击 “按钮” 并不会对 “窗口” 造成任何影响。通过信号和槽机制,可以将"按钮"和"窗口"关联起来,实现 “点击按钮会使窗口关闭” 的效果。
🐇 信号的本质
🔥 信号 是由于用户对窗口或控件进行了某些操作,导致窗口或控件产生了某个特定事件,这时0t对应的窗口类会发出某个信号,以此对用户的操作做出反应。因此,信号的本质就是事件。如:
- 按钮单击、双击
- 窗口刷新
- 鼠标移动、鼠标按下、鼠标释放
- 键盘输入
那么在 Qt 中信号是通过什么形式呈现给使用者的呢?
- 我们对哪个窗口进行操作,哪个窗口就可以捕捉到这些被触发的事件。
- 对于使用者来说触发了一个事件我们就可以得到 Ot框架给我们发出的某个特定信号。
- 信号的呈现形式就是函数,也就是说某个事件产生了,Qt框架就会调用某个对应的信号函数,通知使用者。
在 Qt 中信号的发出者是某个实例化的类对象。
🐇 槽的本质
🔥 槽(Slot)就是对信号响应的函数。槽就是一个函数,与一般的 C++ 函数是一样的,可以定义在类的任何位置(public、protected 或 private),可以具有任何参数,可以被重载,也可以被直接调用(但是不能有默认参数)。槽函数与一般的函数不同的是:槽函数可以与一个信号关联,当信号被发射时,关联的槽函数被自动执行
🐇 说明
(1)信号和槽机制底层是通过函数间的相互调用实现的。每个信号都可以用函数来表示,称为信号函数;每个槽也可以用函数表示,称为槽函数。
- 例如:"按钮被按下"这个信号可以用 clicked() 函数表示,"窗口关闭"这个槽可以用 close()函数表示,
- 假如使用信号和槽机制实现:"点击按钮会关闭窗口"的功能,其实就是 clicked()函数 调用 close() 函数 的效果。
(2)信号函数和槽函数通常位于某个类中,和普通的成员函数相比,它们的特别之处在于:
- 信号函数用 signals 关键字修饰,槽函数用 public slots、protected slots 或者 private slots 修饰。
- signals 和 slots 是 Qt 在 C++ 的基础上扩展的关键字,专门用来指明信号函数和槽函数;信号函数只需要声明,不需要定义(实现),而槽函数需要定义(实现)。
🍒 信号函数的定义是Qt自动在编译程序之前生成的,编写Qt应用程序的程序猿无需关注
- 这种自动生成代码的机制称为 元编程(MetaProgramming),这种操作在很多场景中都能见到
💢注意:Qt 中,一定是先关联 信号 和 槽(相当于把信号的处理方式准备好),然后再触发这个信号,顺序不能颠倒,否则信号就不知道怎么去处理了
3. 信号与槽的使用
3.1 连接信号与槽
在Qt中,QObject类
提供了⼀个静态成员函数 connect()
,该函数专门用来关联指定的信号函数和槽函数。
💡 关于 QObject
- QObject是Qt内置的父类,Qt中提供的很多类都是直接或者间接继承自 QObject.
- 这一点在 Java 中也有类似的设定,Java 中所有的类都是继承自 Object 类
connect() 函数原型:
connect (const QObject *sender,
const char * signal,
const QObject * receiver,
const char * method,
Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection )
🐇 参数声明
sender:信号的发送者,描述了当前信号由 哪个控件 发出来
signal:发送的信号(信号函数),信号的类型
receiver:信号的接收者,哪个对象(控件)负责处理
method:接收信号的槽函数,这个对象该怎么处理(要处理对象提供的槽函数)
type:用于指定关联方式,默认的关联方式为 Qt::AutoConnection,通常不需要手动设定。
代码示例:在窗口中设置一个按钮,当点击 “按钮” 时关闭 “窗口”
这里 QPushButton:: clicked
介绍一下:
🧯 注意connect 要求, 这俩参数是匹配的 (button, &QPushButton::clicked
)
- 比如:button 的类型如果是
QPushButton*
- 此时,第二个参数的信号必须是
QPushButton
内置的信号(父类的信号),不能是一个其他的类,比如QLineEdit
的信号
这里我们还用到了 close。
- 其是
QWidget
内置的槽函数,Widegt
继承自QWidget
,也就继承了 父亲的槽函数 ,close 槽函数 功能已经是人家内部实现实现好了,我们不用去管,其具体作用就是关闭当前 窗口 / 控件
3.2 查看内置信号和槽
🔥 刚刚上面用的 clicked 信号 以及 close 槽,我们又是怎么知道的呢? Qt 里面 到底提供了一些上面内置信号 和槽可以供我们使用?
系统自带的信号和槽通常是通过 “Qt帮助文档” 来查询。
如下述示例,要查询 “按钮” 的信号,在帮助文档中输入:QPushButton
- 首先可以在"Contents"中寻找关键字signals
- 如果没有找到,继续去父类中查找。因此我们去他的父类
QAbstractButton
中继续查找关键字signals
这里的 clicked() 就是要找的信号。槽函数的寻找方式和信号一样,只不过它的关键字是 slot
4. 自定义信号和槽
4.1 基本语法
🧀 在Qt中,允许自定义信号的发送方以及接收方,即可以自定义信号函数和槽函数。但是对于自定义的 信号函数和槽函数有⼀定的书写规范。
1、自定义信号函数书写规范
- 自定义信号函数必须写到
"signals"
下; - 返回值为void,只需要声明,不需要实现;
- 可以有参数,也可以发生重载;
2、自定义槽函数书写规范
- 早期的Qt版本要求槽函数必须写到
"publicslots"
下,但是现在高级版本的Qt允许写到类的 "public"作用域中或者全局下; - 返回值为void,需要声明,也需要实现;
- 可以有参数,可以发生重载;
3、发送信号 使用"emit"关键字发送信号。
"emit"是⼀个空的宏。"emit"其实是可选的,没有什么含义,只 是为了提醒开发人员。
4.2 实际操作
4.2.1 自定义槽函数
4.1.1 方式一 – 代码
自定义槽所谓的 slot 就是一个普通的成员函数
所谓的自定义一个 槽函数,操作过程和自定义一个普通的成员函数,没啥区别!!
- 在以前版本的 Qt 中,槽函数必须放到 public/private/protected slots:
4.1.2 方式二 – 图形化
使用如下:
- 当前生成的槽函数,但是我们并没有 connect 代码,即使 我们打开对应的 ui_widget.h 文件也没有找到 connect 语句
- 因此我们可以发现:在 QT 中,除了通过 connect 来连接信号槽之外,还可以通过函数名字的方式来自动连接!!
🐋 说明:
自动生成槽函数的名称有一定的规则。槽函数的命名规则为:on_XXX_SSS
,其中:
- 以
"on"
开头,中间使用下划线连接起来; - "
XXX"
表示的是对象名 (控件的objectName
属性)。 "SSS"
表示的是对应的信号。 如:"on_pushButton_clicked()"
,pushButton
代表的是对象名,clicked
是对应的信号。
🔥 假如我们把 on_pushButton_clicked 改成 on_pushButton_click(注意:pushButton 没有 click 这样的信号,只有这样的 槽函数)
- 此时我们再点击就没有任何反应了
然后在应用程序输出那里,我们看到如下:
🐋 总的来说
- 如果我们通过图形化界面创建控件,还是推荐使用这种快速的方式来连接信号槽如上
- 我们是通过代码的方式来创建控件,还是得手动 connect,因为我们的代码中没有调用 connectSlotsByName
4.2.2 自定义信号
- 上面的自定义槽函数,非常关键,开发中大部分情况都是需要自定义槽函数的槽函数,就是用户触发某个操作之后,要进行的业务逻辑
- 相比于自定义槽函数,自定义信号就比较少见,实际开发中很少会需要自定义信号
- 由于信号就对应到用户的某个操作,在 GUI 中用户能够进行哪些操作,其实是可以穷举出来的,而 Qt 内置的信号基本上就已经覆盖了上述所有操作,因此我们使用 Qt 内置的信号就已经足够应付大部分开发场景了
Qwidget
- 虽然 Widget 还没有定义任何信号,但是由于继承自 QWidget,和 QObject,这俩类里面已经提供了一些信号了,可以直接使用,
所谓的 Qt 的信号,本质上也就是一个"函数”
- Qt 5 以及更高版本中,槽函数和普通的成员函数之间,没啥差别了。
- 但是,信号,则是一类非常特殊的函数。
- 程序员只要写出函数声明,并且告诉 Qt,这是一个"信号"即可,这个函数的定义:是 Qt 在编译过程中, 自动生成的(自动生成的过程,程序员无法干预)
- 信号在 Qt 中是特殊的机制. Qt 生成的信号函数的实现,要配合 Qt 框架做很多既定的操作
- 作为信号函数,这个函数的返回值必须是 void。不管有没有参数都可以,甚至也可以支持重载,
在widget.h
中声明自定义的信号和槽,如图所示:
在 widget.cpp
中实现槽函数,并且关联信号和槽
connect(this, &Widget::mySignal, this, &Widget::handleMySinal);
这句话虽然建立了连接,但是并不代表信号发出来了
那么我们如何才能触发自定义的信号呢?
- Qt 内置的信号都不需要咱们手动通过代码来触发,用户在 GUI 中进行某些操作就会自动触发对应信号。(发射信号的代码已经内置到 Qt 框架中了)
- emit Signal()
注意:图上 的 connect 和 emit 的顺序不能颠倒
- 原因:首先关联信号和槽,⼀旦检测到信号发射之后就会立马执行关联的槽函数。
- 反之,若先发射 信号,此时还没有关联槽函数,当信号发射之后槽函数不会响应
注意:发送信号的操作也可以在任意合适的代码中,不一定非得在构造函数中
- 点击按钮 ->
QPushButton::clicked
->Widget::on_pushButton_clicked()
->emit mySignal();
->void Widget::handleMySignal()
其实对于 emit mySignal
- 在 Qt 5 中 emit 现在啥都没做真正的操作都包含在
mySignal
内部生成的函数定义了即使不写 emit,信号也能发出去!! - 即使如此,实际开发中最好把
emit
都加上,加上后这样代码可读性更高,更明显的标识出这里是发射自定义的信号了
4.3 带参数的信号和槽
4.3.1 重载信号槽
Qt
的信号和槽也支持带有参数,同时也可以支持重载.
- 此处我们要求信号函数的参数列表要和对应连接的槽函数参数列表一致.
此时信号触发,调用到槽函数的时候信号函数中的实参就能够被传递到槽函数的形参当中
- 💡 通过这样的机制就可以让信号给槽传递数据了
实际操作如下:
- 传参可以起到复用代码的效果
- 有多个逻辑,逻辑上整体一致,但是涉及到的数据不同
- 就可以通过函数-参数来复用代码,并且在不同的场景中传入不同的参数即可
举个例子:
connect(this, &Widget::mySignal, this, &Widget::handleMySinal);
通过这一套信号槽 搭配不同的参数,就可以起到设置不同标题的效果
4.3.2 信号槽参数列表匹配规则
还记得我们上面说信号的参数的个数比槽的参数个数多是可以的,那反过来,信号函数的参数个数少于槽函数的参数个数,此时就不能编译通过了
直观的思考,应该是要求信号的参数个数和槽的参数个数,严格一致~~此处为啥允许信号的参数比槽的参数多呢??
- 一个槽函数有可能会绑定多个信号
- 如果我们严格要求参数个数一致,就意味着信号绑定到槽的要求就变高了换而言之,当下这样的规则,就允许信号和槽之间的绑定更灵活了更多的信号可以绑定到这个槽函数上了
- 个数不一致,槽函数会按照参数顺序,拿到信号的前 N 个参数,并且需要确保槽函数的每个参数都是有值的
参数也要保证一致,如下:
❤️🔥 结论:
- 这里的参数必须要一致,一致主要是要求类型,个数如果不一致也可以。
- 不一致的时候,要求信号的参数的个数必须要比槽的参数个数要更多
4.3.3 信号和槽的连接方式
① ⼀对⼀
主要有两种形式,分别是:一个信号连接一个槽 和 一个信号连接一个信号。
🧃(1)一个信号连接一个槽
- 在"widget.h"头文件中声明信号和槽函数
- 在"widget.cpp" 文件中实现槽函数以及连接信号和槽
🧃(2)一个信号连接一个槽
在上述示例的基础上,在"widget.cpp" 文件中添加如下代码:
② ⼀对多
🧃一个信号连接多个槽
③ 多对一
🧃多个信号连接一个槽函数
4.4 补充 – Q_OBJECT
- Qt 中如果要让某个类能够使用信号槽(可以在类中定义信号和槽函数),则必须要在类最开始的地方,写下
Q_OBJECT 宏
(Qt 中的硬性规定)
4.5 信号和槽存在的意义
所谓的信号槽,其实要解决的问题–> 就是响应用户的操作
- 信号槽,其实就是 GUI 开发的各种框架中,比较有特色的存在
而其他的 GUI 开发框架相比于 信号槽,方式都更要简洁一些
- 比如网页开发(js + dom api)
- 网页开发中响应用户操作,主要就是挂回调函数
button.onclick = handle;
function handle(){ ...
}
就不需要挂一个单独的 connect 完成上述操作
其实 Qt
信号槽, connect
设计是很美好的
- 解耦合,把触发 用户操作的控件 和 处理对应用户的操作逻辑 解耦合
- “多对多” 效果
- 一个信号可以
connect
到多个槽函数上 - 一个槽函数也可以被多个信号
connect
.
- 一个信号可以
🔥 结合我们上面所讲的 信号 和 槽的连接方式 ,其实 Qt
引入信号槽机制,最初的目的就是为了能够让信号和槽之间按照 多对多 的方式来关联,但是在实际中其实很少用到
其优缺点如下:
优点: 松散耦合
- 信号发送者不需要知道发出的信号被哪个对象的槽函数接收,槽函数也不需要知道哪些信号关联了自Qt的信号槽机制保证了信号与槽函数的调用。支持信号槽机制的类或者父类必须继承于 QObject类。
缺点: 效率较低
- 与回调函数相比,信号和槽稍微慢一些,因为它们提供了更高的灵活性,尽管在实际应用程序中差别不大。通过信号调用的槽函数比直接调用的速度慢约10倍(这是定位信号的接收对象所需的开销;遍历所有关联;编组/解组传递的参数;多线程时,信号可能需要排队),这种调用速度对性能要求不是非常高的场景是可以忽略的,是可以满足绝大部分场景。
💡 补充一句:
- ⼀个客户端程序中, 最慢的环节往往是"人".
- 假设本身基于回调的方式是10us,使用信号槽的方式是100us。对于使用程序的人来说是感知不到的.
5. 信号与槽的其他说明
5.1 断开信号槽连接
使用 disconnect
来断开信号槽的连接,disconnect
使用的方式和 connec
t 是非常类似的,
❤️🔥 disconnect
用的比较少的大部分的情况下,把信号和槽连上了之后,就不必管了,主动断开往往是把信号重新绑定到另一个槽函数上
5.2 Lambda 表达式
⛳Qt5在Qt4的基础上提高了信号与槽的灵活性,允许使用任意函数作为槽函数。
但如果想方便的编写槽函数,比如在编写函数时连函数名都不想定义,则可以通过Lambda表达式来达到这个目的。
Lambda表达式
是C++11
增加的特性。C++11
中的Lambda表达式
用于定义并创建匿名的函数对象,以简化编程工作。
[ capture ] ( params ) opt -> ret {
Function body;
};
1, 局部变量引入方式 []
[]:标识⼀个Lambda表达式的开始。不可省略
符号 | 说明 |
---|---|
[] | 局部变量捕获列表,Lambda 表达式不能访问外部函数体的任何局部变量 |
[a] | 在函数体内部使用值传递的方式访问 a 变量 |
[&b] | 在函数体内部使用引用传递的方式访问 b 变量 |
[=] | 函数外的所有局部变量都通过值传递的方式使用,函数体内使用的是副本 |
[&] | 以引用的方式使用 Lambda表达式 外部的所有变量 |
[=, &foo] | foo使用引用方式, 其余是值传递的方式 |
[&, foo] | foo使用值传递方式, 其余是引用传递 |
[this] | 在函数内部可以使用类的成员函数和成员变量,= 和 & 形式也都会默认引入 |
说明:
- 由于使用引用方式捕获对象会有局部变量释放了而 Lambda函数 还没有被调用的情况。如果执行 Lambda函数 ,那么引用传递方式捕获进来的局部变量的值不可预知。所以绝大多数场合使用的形式为:
[=](){ }
- 早期版本的 Qt,若要使用 Lambda函数 ,要在 ==“pro”==文件中添加:CONFIG += C++11因为 Lambda函数 是 C++11标准提出的。Qt5 以上的版本无需手动添加,在新建项目时会自动!添加。如下图:
使用如下:
-
后续如果我们对应的槽函数比较简单,而且是一次性使用的. 就经常会写作这种 lambda 的形式
-
另外也要确认捕获到 Lambda 内部的变量是有意义的回调函数执行时机是不确定的(用户啥时候点击按钮不知道的)
-
无论何时用户点击了按钮,捕获到的变量都能正确使用
lambda 除了可以按照 值的方式来捕获变量 [=]
,还可以按照引用的方式来捕获 [&]
(Qt 中很少这么写)·捕获到的变量一般就是各种控件的指针
- 指针变量按照值传递或者引用来传递, 都无所谓
- 如果按引用,,还得更关注这个引用的变量本身的生命周期
2, 函数参数
**(params)**表示 Lambda函数 对象接收的参数,类似于函数定义中的小括号表示函数接收的参数类型和个数。参数可以通过按值(如:(inta,intb))和按引用(如:(int&a,int&b))两种方式进行传递。函数参数部分可以省略,省略后相当于无参的函数。
3, 选项Opt
🛴 Opt 部分是可选项,最常用的是mutable声明,这部分可以省略。
Lambda表达式 外部的局部变量通过值传递进来时,其默认是 const,所以不能修改这个局部变量的拷贝,加上mutable 就可以修改
4, Lambda 表达式的返回值类型
💦 可以指定 Lambda表达式 返回值类型;如果不指定返回值类型,则编译器会根据代码实现为函数推导一个返回类型:如果没有返回值,则可忽略此部分。
5, Lambda 表达式的函数体
🔥 Lambda表达式 的函数体部分与普通函数体一致。用 {} 标识函数的实现,不能省略,但函数体可以为空
6. 共勉
【*★,°*:.☆( ̄▽ ̄)/$:*.°★* 】那么本篇到此就结束啦,如果有不懂 和 发现问题的小伙伴可以在评论区说出来哦,同时我还会继续更新关于【Linux】的内容,请持续关注我 !!