Qt5 中的 signal/slot 新语法

Qt 5 Alpha 已经发布。我们会在后面的文章中看到 Qt 5 的新变化。今天,我们先来看一下 Qt 5 带来的一个最主要的变化:signal/slot 机制的改变。

Qt 5 之前的语法

在 Qt 5 之前,我们需要使用下面的语句来链接 signal 和 slot:

connect(sender, SIGNAL(valueChanged(QString, QString)),
        receiver, SLOT(updateValue(QString)));

Qt 实际上利用SIGNALSLOT这两个宏,把其后的函数名转换成一个字符串。随后,moc 将会扫描全部文件,将所有的 signal 和 slot 提取出来做成一个映射表。QObject::connect()函数则会从这个映射表里面找到该字符串,从 signal 的名字就可以找到 slot 的名字,因此也就知道了在 signal emit 的时候,该去调用哪一个 slot 函数。

Qt 5 之前的 signal/slot 语法的问题

从上面的解释可以看出,Qt 5 之前版本提供的这种语法其实有一些问题:

  • 没有编译期检查:因为函数名被处理成字符串,所有的检查都是在运行时完成的。这就是为什么有时会发生编译通过了,但 slot 并没有被调用。此时,你就应该去检查 console 的输出,看看有没有什么 warning 说明 connect 并没有成功。
  • 因为处理的是字符串,所以 slot 中的类型名字必须用 signal 的完全一致,而且在头文件中的和实际 connect 语句中的也必须一致。也就是说,如果你使用了 typedef 或者 namespace,connect 就可能不成功(在 Qt 5 之前的版本中,我们当然也可以使用 namespace,但是必须保证头文件中的和 connect 语句中的文本完全一致)。

新语法:使用函数指针

在 Qt5 提供了一套新的语法。之前的语法依然可以使用,但是现在,我们有了更好的选择:

connect(sender, &Sender::valueChanged,
        receiver, &Receiver::updateValue);

这个看起来和之前的版本很类似,因此很容易迁移到新的语法。下面我们看看新语法有什么好处:

编译器检查

如果把 signal 或者 slot 名字编写错误,或者 slot 的参数同 signal 不一致,你会在编译期就获得一个错误。这肯定会在重构、或者修改 signal 或 slot 的名字时节省很多时间。

另一个影响是,Qt 可以利用static_cast返回更友好的错误信息。例如,如果我们少了Q_OBJECT宏,则会有:

#include <QtCore/QtCore>

class Goo : public QObject {
    Goo() {
        connect(this, &Goo::someSignal, this, &QObject::deleteLater);
    }
signals:
    void someSignal();
};

其错误信息是:

qobject.h: In member function 'void QObject::qt_check_for_QOBJECT_macro(const T&) const [with T = Goo]':
qobject.h:535:9:   instantiated from 'static typename QtPrivate::QEnableIf::ArgumentCount) >= (int)(QtPrivate::FunctionPointer::ArgumentCount)), void*>::Type QObject::connect(const typename QtPrivate::FunctionPointer::Object*, Func1, const typename QtPrivate::FunctionPointer::Object*, Func2, Qt::ConnectionType) [with Func1 = void (Goo::*)(), Func2 = void (QObject::*)(), typename QtPrivate::QEnableIf::ArgumentCount) >= (int)(QtPrivate::FunctionPointer::ArgumentCount)), void*>::Type = void*, typename QtPrivate::FunctionPointer::Object = Goo, typename QtPrivate::FunctionPointer::Object = QObject]'
main.cc:4:68:   instantiated from here
qobject.h:353:5: error: void value not ignored as it ought to be
make: *** [main.o] Error 1

参数的自动类型转换

现在,我们不仅可以更好地使用 typedef 或 namespace,而且可以利用隐式类型转换。在下面的例子中,我们的 signal 有一个QString参数,而 slot 需要的是QVariant。在新语法中,QString将被自动转换成QVariant

class Test : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    Test() {
        connect(this, &Test::someSignal, this, &Test::someSlot);
    }
signals:
    void someSignal(const QString &);
public:
    void someSlot(const QVariant &);
};

连接到任意函数

如果你留心上面的例子,就会发现,我们的 signal 被连接到了一个 public 函数,但这个函数并不是 slot。Qt 的新语法通过函数指针直接调用函数,而不需要 moc 的特殊处理(但是 signal 依然需要)。

更进一步,我们可以将 signal 连接到任意函数:

static void someFunction() {
    qDebug() << "pressed";
}

// ... somewhere else
QObject::connect(button, &QPushButton::clicked, someFunction);

这样处理,就可以让你很方便的同 boost 或者 tr1::bind 这样的第三方库协作。

C++11 lambda 表达式

至此之前,我们所有的示例都是基于 C++98. 标准的。但是,如果你的编译器支持 C++11,我相信你一看到“函数指针”这几个字,就一定会想到 C++11 的新特性:Lambda 表达式。现在,Lambda 表达式至少被 MSVC 2010,GCC 4.5,clang 3.1 这几个编译器支持。不过对于后面两个编译器,你需要在编译时加上 -std=c++0x 参数。

现在我们可以用 Lambda 表达式重写了:

void MyWindow::saveDocumentAs() {
    QFileDialog *dlg = new QFileDialog();
    dlg->open();
    QObject::connect(dlg, &QDialog::finished, [=](int result) {
        if (result) {
            QFile file(dlg->selectedFiles().first());
            // ... save document here ...
        }
        dlg->deleteLater();
    });
}

这种语法允许我们更方便地编写异步代码。

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