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[Qt] 信号与槽:深入浅出跨UI与跨线程的信号发送

3 人参与  2024年10月12日 13:21  分类 : 《随便一记》  评论

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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:

使用 signals 关键字声明信号**信号的返回值为 **void在需要发送信号的地方使用 emit 关键字使用 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_OBJECTpublic:    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_OBJECTpublic:    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_OBJECTpublic:    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_OBJECTpublic:    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:

使用 signals: 关键字在类中声明信号。信号的返回值必须是 void。在合适的地方通过 emit 关键字发射信号。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(WidgetSetDialog)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 SetDialogSetDialog: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(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

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_NAMESPACEnamespace Ui {class Widget;}QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget{    Q_OBJECTpublic:    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

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_OBJECTpublic:    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:

Widget类中,我们弹出了SetDialog窗口,并通过connect()SetDialog中的信号sig_addOne连接到主窗口中的槽函数(lambda表达式)。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。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:

在子线程中定义并发射信号。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_OBJECTpublic:    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

run() 方法中,模拟一些处理逻辑,例如设置用户的 nameidage,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_NAMESPACEnamespace Ui {class Widget;}QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget{    Q_OBJECTpublic:    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

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:

定义子线程类,在子线程中发射信号。定义主窗口类,通过槽函数接收子线程信号并更新UI。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。


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