Qt界面开发（对象树概念、信号与槽机制）

2024-10-22 09:10:04

????对象树

在Qt框架中，对象树（Object Tree）是针对QObject类以及其子类的结构化组织方式/每一个QObject实例都可以有一个父对象和多个子对象，形成一种层次化的树状关系。这种设计在Qt中具有多个用途和优势。

概念：

1.父子关系：

每个QObject可以指定一个父对象，当QObject被创建时，可以通过构造函数将其父对象传递进去。

当父对象被销毁时，所有的子对象也会被自动销毁。这种机制帮助管理对象的生命周期，从而防止内存泄露。

2.对象树：

QObject的父对象和子对象的关系可以形成一棵树，树的根节点是最上层的对象，所有的其他对象都是它的后代。

这棵树可以用来组织和分类对象，使得对象之间的关系更加清晰。

用途：

1.内存管理：

通过设置父子关系，可以自动管理对象的内存，当父对象被删除时，所有的子对象也会被删除，程序员无需手动释放内存。

2.信号与槽：

Qt的信号与槽机制依赖于对象的树状结构，信号可以从任何对象发出，而槽则是其他对象中的方法。当对象之间存在父子关系时，信号可以更容易地传播。

3.对象的查找与遍历：

通过QObject::children()方法，可以遍历一个对象地所有子对象，便于管理和操作这些对象。例如开发者可以对特定父对象地所有子对象执行相同的操作。

4.界面组件的组织：

在Qt的图形用户界面(GUI)中，窗口部件通常以父子关系组织。主窗口(父对象)可以拥有多个子窗口部件(如按钮、标签等)，这样便于管理和布局。

5.提升可维护性：

清晰的对象树结构可以提高代码的可读性与可维护性。使得理解对象的关系和作用更加直观。

????信号与槽

前景引入：

信号：signal；槽：slot；信号与槽的本质是两个类成员函数。我们举个例子来理解一下什么是信号与槽：有一天，一个小男孩捡到一个神灯，摩擦了几下，神灯中出现了一个灯神。就这件事，就可以很明了的说明信号与槽机制的概念。

信号的发送者：小男孩；信号：小男孩摩擦的行为产生了一个信号；信号的接收者：神灯；槽：接收摩擦信号神灯的一个槽产生了一个回应，出现神灯的行为。

对应到开发过程中，小男孩就是一个组件，摩擦行为就是组件的一个信号函数，神灯就是另一个组件，出现灯神的行为就是组件对应的槽函数。小男孩与神灯二者接触产生联系的过程，对应的就是Qt提供的connect()函数将组件，组件信号，组件，组件槽进行关联的一个过程。

现在我们使用开发中的示例来进行说明：我点击一个按钮，窗体关闭。那么这个过程，就包括：按钮组件作为信号的发出者，产生一个点击信号，窗体这个组件作为接收者接收这个点击信号，产生关闭的回应。

简单应用：

基本语法：

connect(part1,&part1.signalfunc,part2,&part2.slotfunc);
//part1：组件一
//&part1.signalfunc：组件一需要简洁对应的信号函数的函数指针

//part2：组件二
//&part2.slotfunc：组件二需要链接对应的槽函数的函数指针

函数指针一般情况下是某个类内的成员函数。那么成员函数的函数指针怎么定义呢？我们后面会单独讲解。

那么，对于上一个示例怎么连接呢？

QPushButton * btn = new QPushButton;
btn->setParent(this);//使按钮依赖于this窗体

connect(btn,&QPushButton::Clicked,this,&Widget::Close);

在这个实例中，我们在该窗体(this)下创建了一个QPushButton按钮btn，传入btn的clicked()信号函数的函数指针，然后将这个按钮的点击信号，连接到this窗体的close槽中，也就是close()函数的函数指针。现在只要我点击这个按钮，窗口就可以关闭了。

自定义信号与槽：

我们不止能对Qt提供的组件进行信号与槽链接，我们也能自定义一个类，让自定义类的一些信号与槽与Qt提供的标准组件的信号与槽进行关联，也能使两个自定义类的信号与槽进行关联。我们就以后者进行说明：

现在定义一个teacher类和student类，teacher对象作为信号发出者：下课了信号，student对象作为信号的接收者，槽处理行为是：吃饭去。下面我们开始添加两个类：

弹出需要添加的文件类型：添加自定义类Class

此时你必须输入类名以及可以选择性的选择继承的基类。头文件和源文件都会自动帮你起名字的。

最后汇总：检测无误后就可以完成类的创建了

创建学生myStudent类的过程一样，此处略过。下面是正确创建后的样子：

然后选择信号发出者，自定义信号函数：

1.在signals下定义信号函数，只需要声明，不需要实现。

2.返回值为void

3.信号函数的参数可以自定义，信号可以发生重载。

然后再来到Student类的头文件中：

1.在public或者public slots下写槽函数，需要声明也需要实现

2.返回值为void

3.参数可以自定义，槽函数可以发生重载

4.但关联槽与信号时，参数要对应，信号参数可以多余槽，但槽必须能从信号函数的参数中对应匹配到合适的参数

void signalfunc();
void signalfunc(int a);
void signalfunc(string s,int a);

void slotfunc();//可以接收上述任意信号
void slotfunc(int a);//只可以接收第二个信号,不能接收第三个
void slotfunc(string s);//只能接收第三个信号
void slotfunc(string s, int a);//只能几首第三个信号

void slotfunc(int a,string s);//不能匹配第三个信号，也不能匹配第二个信号。该槽无法接收以上任意信号

按下F4键转到对应的cpp文件中：

实现类内函数的方法大家都知道，这里介绍一个头文件：<QDebug>

1.qDebug() 函数相当于平常使用的cout，只不过这里我们在Qt自定义的IDE中进行调试查看输出信息，所以需要使用Qt提供的输出方法，如果你习惯之前的方法，可以进行一个宏定义。endl也是Qt::endl，不想写就宏定义以下，使用using展开当然也是可以的。

最后我们测试一下链接这两个类的信号与槽，转到widgets.cpp文件中：

在该文件中，我们可以看到我们将两个头文件进行了包含。这是最基础的最不能忘记的操作：包含头文件。此时我们在Widget的构造函数中看到定义了两个对象指针。然后我们使用connect将这两个自定义类的信号与槽链接一下。连接之后我们运行一下：

然后我们发现没有任何输出，为什么呢？因为我们进行链接的时候，需要有触发条件。小男孩虽然可以发出信号，但他不发出信号，神灯怎么出灯神呢？所以我们需要触发一下发送者的信号。现在的问题在于怎么触发，调用一次信号函数？

ok，我们这样就算触发信号然后发送了，对应的，接收者也接收到信号了，做出了响应“下课了，吃东西”。但聪明的小伙伴看到了右边的黄色提示警告信息：

这是因为我们的信号函数是只声明，不定义的。调用信号函数当普通函数使用不合法，所以我们需要使用Qt提供的方法来进行触发信号操作：【emit】

此时我们选择将tch和stu定义在widget类内，也就是在widget.h的头文件中：

我们的自定义信号与槽的测试就完成了。总结：

一、自定义信号写法：

1.写道signals标签下

2.返回值是void

3.只声明不实现

4.可发生重载

二、自定义槽函数写法：

1.写道public 或 public slots 下，或者是全局函数、lambda表达式

2.返回值是void

3.既声明又实现

4.可发生重载

三、触发信号的关键字：emit。

信号与槽的拓展：

1.信号可以链接信号：

即一个A信号可以连接到另一个B信号，那么触发B信号会发生什么，触发A信号就会发生什么，但触发A信号会发生的，B信号触发时不会发生。

2.一个信号可以链接多个槽函数：

一个信号可以同时触发多个槽函数。也就是小男孩的摩擦信号，不止能让神灯出现灯神，还能使木头生火，还能给我挠痒痒（嘻嘻）。

3.多个信号可以链接一个槽函数：

一个槽函数可以被多个信号关联。也就是我点击【x】按钮可以关闭窗体，也可以点击【退出】按钮关闭窗体。

4.函数与槽重载问题：

函数指针的应用：

当自定义信号与槽发生重载后，需要利用函数指针，明确指出函数地址。

函数地址的类型是什么？

void test(){
}

int main(){
    void(* p_test)();
    p_test=&test;

    return 0;
}

p_test就是一个返回值为void，参数列表也为空的一个函数的函数指针，它可以指向test，也可以指向其它同类型的函数，例如：void function()；只要返回值类型和参数列表匹配即可。

另一方面，我可以使用typedef将该类型提取出来：

typedef void(* _void_Func_void)();
_void_Func_void  p_test=&test();

其中_void_Func_void是自定义的别名，它的类型就是void(* )()，语法就是将声明指针时，指针的位置改成别名就ok了。

那么类内的成员函数的函数指针是怎样的呢？

class Test{

public:
    void myTestFunc(){}

};
int main(){
    void(Test:: * p_myTest)();
    p_myTest = &Test::myTestFunc;
    
    return 0;
}

唯一的区别就是将作用域明确出来，且限制作用域的位置在*之前。取别名的方式一样。

如果是有参的函数，就将参数类型列表写道后面的括号内就行了，例如：

void(作用域:: * p_func)(char,int);

信号与槽的参数类型，必须一一对应

信号的参数个数可以多余槽函数的参数个数

这两件事我们在讲上文--自定义信号与槽的时候进行了说明，不做赘述，有需要可以往上翻。

感谢大家观看！欲知后事如何？请看下节分晓！

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