信号和槽简介

信号和槽简介

Qt 的 信号（Signal）与槽（Slot）机制 是其最核心的特性之一，用于实现对象之间的事件驱动式通信，特别适用于 GUI 开发中控件响应用户操作的场景。它是一种比回调函数更安全、解耦性更高的通信方式。

信号

信号（Signal）是什么

信号是对象在特定事件发生时“发出的通知”，用于告诉其他对象“某事发生了”。

特点：

• 是 Qt 元对象系统（Meta-Object System） 的一部分。
• 通常是类的一部分（用 signals: 声明），但不是函数实现。
• 可以传递参数，支持重载。
• 不需要手动调用，常通过控件内部事件自动触发。
• 只能由该类或其子类通过 emit 发出。

信号的声明语法

signals:
    void signalName();              // 无参数信号
    void signalWithArgs(int value, QString name);  // 有参数信号

注意：信号没有函数体！它们只是声明，不需要定义。

触发信号：使用 emit 关键字

在类中，可以在需要时调用 emit 发射信号：

emit signalWithArgs(42, "example");

使用信号的前提条件

• 类必须继承自 QObject。

• 类中必须包含 Q_OBJECT 宏（启用元对象功能）。

槽

什么是槽（slot）

槽是一个普通的成员函数，但它可以连接（connect）到一个信号（signal），当信号被发射时，Qt 自动调用相应的槽函数。

语法示例

#include <QPushButton>
#include <QObject>

class MyObject : public QObject {
    Q_OBJECT  // 必须宏，启用 Qt 的元对象机制

public slots:  // 标识该区域内的函数为槽函数
    void onButtonClicked() {
        qDebug("Button was clicked!");
    }
};

// 连接信号和槽
QPushButton* button = new QPushButton("Click me");
MyObject* obj = new MyObject;
QObject::connect(button, &QPushButton::clicked, obj, &MyObject::onButtonClicked);

slot 是做什么的

• 在 Q_OBJECT 宏支持下，slots 关键字用于声明函数为槽。

• 本质上，它会让 Qt 的元对象编译器（moc）生成额外的代码，以支持运行时的动态连接。

• 只有标记为 slot 的函数才能被信号连接调用，且能被元对象系统识别。

slots 的写法方式

public slots:
    void foo();   // 公有槽
protected slots:
    void bar();   // 保护槽
private slots:
    void baz();   // 私有槽

这些和访问权限修饰符一样作用于槽函数。

信号和槽的连接方式

Qt 中信号与槽机制有两种连接方式：老式字符串宏方式 和 现代函数指针方式。

// 宏方式
connect(ui->pushButton, SIGNAL(clicked(bool)), this, SLOT(FoodComing()));
// 函数指针方式
connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, &Widget::FBIComing);

对比：

比较项	宏方式 (SIGNAL, SLOT)	函数指针方式
类型检查	❌ 无编译期检查	✅ 编译期检查
lambda 支持	❌ 不支持	✅ 支持
槽是否必须加 slots	✅ 是（否则无法注册）	❌ 否（普通成员函数即可）
Qt 版本支持	Qt 4 和 Qt 5，Qt 6 已不推荐	Qt 5+（特别推荐），Qt 6 默认

示例 1：手动关联

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	// 必须宏，启用 Qt 的元对象机制

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

public slots:	// 标识该区域内的函数为槽函数
    void FBIComing();

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

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "./ui_widget.h"
#include <QMessageBox>

Widget::Widget(QWidget* parent) : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget) {
    ui->setupUi(this);
    // 连接信号和槽
    // connect(ui->pushButton, SIGNAL(clicked(bool)), this, SLOT(FoodComing()));
    connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, &Widget::FBIComing);
}

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

void Widget::FBIComing() {
    QMessageBox::information(this, tr("查水表"), tr("FBI！Open the door！"));
}

&QPushButton::clicked 是 C++11 引入的指向成员函数的指针写法，在 Qt 中用于实现类型安全的信号与槽连接，它本质上是一个「指向 QPushButton 的成员函数 clicked」的函数指针。

// 信号的函数指针类型：
void (QPushButton::*clickedSignal)(bool) = &QPushButton::clicked;

这表示：clicked 是 QPushButton 的一个成员函数，返回类型为 void，参数为 bool。

示例 2：自动关联

对于之前的例子，先删除 void FBIComing() 在 widget.h 中的声明，在 widget.cpp 中的定义以及手动关联的代码。然后打开界面文件 widget.ui ，进入图形界面设计模式，右击 “ 敲门 ” 按钮，转到槽 -> 选择信号 -> QAbstractButton -> clicked()，点击确认后会自动生成一个 void Widget::on_pushButton_clicked() 函数声明和定义，函数定义中填写之前的代码。

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();

// 自动生成
private slots:
    void on_pushButton_clicked();

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

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "./ui_widget.h"
#include <QMessageBox>

Widget::Widget(QWidget* parent) : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget) {
    ui->setupUi(this);
    // 没有手动关联的代码
}

Widget::~Widget() {
    delete ui;
}
// 自动生成
void Widget::on_pushButton_clicked() {
    // 自己填写
    QMessageBox::information(this, tr("查水表"), tr("FBI！Open the door！"));
}

没有手动关联的 connect 函数，信号和槽是如何工作的？

Qt 使用一种固定的命名约定来自动将信号连接到槽函数，命名格式如下：

on_<objectName>_<signalName>()

on_<objectName>_<signalName>([参数列表])

示例中的是：

on_pushButton_clicked()

只要在代码里写出了这个函数（并且有 Q_OBJECT 宏），Qt 的元对象机制会自动帮你连接这个信号。所以就不用手动写 connect 函数。如果不通过 widget.ui 右键点击自动创建槽函数的方式，也可以直接在代码里写，只要严格按照命名规则，也可以实现自动关联的功能。

注意事项

限制	描述
必须启用 Q_OBJECT 宏	否则元对象机制无效
objectName 必须准确	比如 lineEdit_1、pushButton_OK
不支持 lambda 或重载自动连接	只能匹配完整信号名
需要在构造函数之后才能自动连上	自动连接是在构造函数之后进行的
不推荐用于复杂逻辑或大型项目	可读性差、调试困难

示例 3：文本同步（使用原有的信号和槽）

使用拖控件的方式创建一个单行文本编辑器（QLineEdit）和一个标签控件（QLabel），然后用垂直布局包裹这两个控件。

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "./ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget* parent) : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget) {
    ui->setupUi(this);
    // 函数指针写法中不能加上参数列表 ()
    connect(ui->lineEdit, &QLineEdit::textEdited, ui->label, &QLabel::setText);
}

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

QLineEdit 自带的信号：

void QLineEdit::textChanged(const QString &text)

QLabel 自带的槽：

void setText(const QString &)

错误写法：

&QLineEdit::textEdited(QString)   错误：这不是合法的 C++ 函数指针写法

• 在函数指针语法中，不能加括号和参数列表，比如 &Class::functionName 就足够了；

• 参数信息是由编译器通过模板推导自动判断的。

示例 4：一对多关联

打开 widget.ui 向垂直布局里增加一个文本浏览控件（QTextBrowser），然后自定义一个槽函数。

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();

public slots:
    // 自定义的槽函数
    void printText(const QString& text);

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

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "./ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget* parent) : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget) {
    ui->setupUi(this);
    // 接收端是标签控件
    connect(ui->lineEdit, &QLineEdit::textEdited, ui->label, &QLabel::setText);
    // 接收端是文本浏览控件
    connect(ui->lineEdit, &QLineEdit::textEdited, ui->textBrowser, &QTextBrowser::setText);
    // 接收端是主窗口的 printText 槽
    connect(ui->lineEdit, &QLineEdit::textEdited, this, &Widget::printText);
    // 接收端是主窗口内的一个 lambda 表达式，用于打印文本
    // 只有在使用 lambda 表达式时才能省略接收者
    connect(ui->lineEdit, &QLineEdit::textEdited,
            [](const QString& text) { qDebug() << "printText2: " << text; });
}

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

void Widget::printText(const QString& text) {
    // 打印到调试输出面板
    qDebug() << "printText: " << text;
}

示例 5：多对一关联

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();

public slots:
    void someoneComing();

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

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "./ui_widget.h"
#include <QMessageBox>

Widget::Widget(QWidget* parent) : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget) {
    ui->setupUi(this);
    // 三个按钮都关联到同一个槽函数，省略第三个参数 this
    connect(ui->fbiBtn, &QPushButton::clicked, this, &Widget::someoneComing);
    connect(ui->ciaBtn, &QPushButton::clicked, this, &Widget::someoneComing);
    connect(ui->deaBtn, &QPushButton::clicked, this, &Widget::someoneComing);
}

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

void Widget::someoneComing(){
    QString name = this->sender()->objectName();
    qDebug() << name;

    QString msg = "我去！是";
    if("fbiBtn" == name){
        msg.append("FBI！");
    }else if("ciaBtn" == name){
        msg.append("CIA！");
    }else if("deaBtn" == name){
        msg.append("DEA！");
    }else{
        return;
    }

    QMessageBox::information(this, tr("有人敲门"), msg);
}

在 Qt 中，当信号触发其关联的槽函数时，槽函数可以通过 sender() 获取发出该信号的对象指针。这个 sender() 函数是继承自 QObject 的一个成员函数，返回类型是 QObject*。

QObject* QObject::sender() const;

• sender() 仅在槽函数是在事件调用链中由信号触发时才有效，否则返回 nullptr。

• sender() 只能在同一个线程中被安全调用，跨线程信号槽连接（使用 Qt::QueuedConnection）时，结果可能不确定。

• 返回的是 QObject*，如果你想调用派生类函数，需要手动 qobject_cast。

if (auto btn = qobject_cast<QPushButton*>(sender())) {
    btn->setText("已点击");
}

什么时候 sender() 不靠谱？

• 槽函数是手动调用的（而不是 connect 后自动触发的）；

• 槽函数是由不同线程中的信号触发的；

• 使用 lambda 表达式捕获 sender() 时，由于作用域不同，也不建议依赖它。

示例 6：解除关联

理论

1. 精确解除某个信号和槽的连接

disconnect(sender, signal, receiver, slot);

对应 connect 的写法是：

connect(ui->button, &QPushButton::clicked, this, &Widget::onButtonClicked);

解除方式：

disconnect(ui->button, &QPushButton::clicked, this, &Widget::onButtonClicked);

2. 只写发送者和信号，断开该信号的所有连接

disconnect(ui->button, &QPushButton::clicked, nullptr, nullptr);

表示断开 ui->button 所有发出的 clicked 信号连接。

3. 只写接收者和槽，断开接收者中对应槽的所有连接

disconnect(nullptr, nullptr, this, &Widget::onButtonClicked);

4. 断开发送者和接收者之间的所有连接

disconnect(ui->button, nullptr, this, nullptr);

5. 对 lambda 表达式的连接，断开比较麻烦

// 连接
auto connection = connect(ui->button, &QPushButton::clicked, [](){
    qDebug() << "lambda";
});

// 断开
disconnect(connection);

补充说明

• 所有 disconnect(...) 的重载都在 QObject 类中；

• 也可以使用 QObject::disconnect(sender) 断开所有与某个对象相关的连接；

• disconnect() 返回 bool，指示是否成功解除连接。

推荐实践

• 使用 QMetaObject::Connection conn = connect(...) 保存连接对象；

• 在需要时使用 disconnect(conn) 断开。

实践

创建一个 QLineEdit，一个 QLabel，两个 QPushButton，自动创建出两个槽函数。

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 slots:
    void on_connBtn_clicked();

    void on_disconnBtn_clicked();

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

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "./ui_widget.h"

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

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

void Widget::on_connBtn_clicked() {
    // 关联
    connect(ui->lineEdit, &QLineEdit::textEdited, ui->label, &QLabel::setText);

    ui->connBtn->setEnabled(false);
    ui->disconnBtn->setEnabled(true);
}

void Widget::on_disconnBtn_clicked() {
    // 断开关联
    disconnect(ui->lineEdit, &QLineEdit::textEdited, ui->label, &QLabel::setText);

    ui->connBtn->setEnabled(true);
    ui->disconnBtn->setEnabled(false);
}