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QT | 信号与槽(超详解)

news 来源：原创 2025/8/24 23:58:22

前言
对qt信号和槽的详细解释

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信号和槽的概述

信号的本质

槽的本质

信号和槽的使用

FunctionPointer ::Object *sender 参数解释

代码实现：

可视化实现

自定义信号和槽

信号函数实现的要求

通过按键发送信号

信号和槽带参数

代码展示：

违反规则举例：

信号和槽的关系

一对一

⼀对多

多对一

信号与槽的断开

Lambda的利用

信号与槽的优缺点

优点：松散耦合

缺点：效率较低

低耦合高聚合

低耦合

高聚合

信号和槽的概述

在 Qt 中，用户与控件的每次交互都构成一个事件，如 “用户点击按钮”“用户关闭窗口” 等。每个事件都会发出相应信号，像点击按钮会发出 “按钮被点击” 信号，关闭窗口会发出 “窗口被关闭” 信号。

Qt 里的所有控件都具备接收信号的能力，且一个控件可接收多个不同信号。对于接收到的信号，控件会做出相应响应动作，这种响应动作在 Qt 中被称为槽。例如，按钮所在窗口接收到 “按钮被点击” 信号后，可能做出 “关闭自己” 的响应；输入框接收到 “输入框被点击” 信号后，会 “显示闪烁的光标，等待用户输入数据”。

信号和槽是 Qt 独有的消息传输机制，其作用是将相互独立的控件关联起来。以 “按钮” 和 “窗口” 为例，它们原本是独立控件，点击按钮不会对窗口产生影响，但通过信号和槽机制，就能实现 “点击按钮使窗口关闭” 的效果。

信号的本质

信号的本质就是事件，比如用户的点击就可以是一个点击事件，窗口的刷新，鼠标的悬停，按下，释放，键盘的输入等等。

qt中其实信号就是一个函数，当事件产生qt的框架就会通知这个函数，然后这个函数就会发出当前的这个信号(发出这个信号也可以想成一种函数返回)

槽的本质

槽的本质就是处理信号发出的信号并完成对应的动作，槽也就是响应信号的一个函数，可以这么想，信号发出，槽函数接收到之后就执行相关操作。槽函数和一般函数的区别：槽函数可以与一个信号关联，当信号发出的时候，关联的槽函数自动执行。

注：

在 Qt 的信号和槽机制中，其底层是通过函数间的相互调用来实现的。每个信号都可以用函数表示，这类函数被称为信号函数；每个槽也能用函数来表示，被叫做槽函数。

例如，“按钮被按下” 这一信号可以用 clicked() 函数来表示，“窗口关闭” 这个槽则可以用 close() 函数表示。若要使用信号和槽机制实现 “点击按钮会关闭窗口” 的功能，本质上就是 clicked() 函数调用 close() 函数所达成的效果。

信号函数和槽函数通常存在于某个类中，与普通成员函数相比，它们具有以下特别之处：

关键字修饰：信号函数使用 signals 关键字修饰，槽函数则使用 public slots、protected slots 或者 private slots 修饰。signals 和 slots 是 Qt 在 C++ 基础上扩展的关键字，专门用于指明信号函数和槽函数。
定义要求：信号函数只需进行声明，无需进行定义（实现）；而槽函数则需要进行定义（实现）。

信号和槽的使用

再QT中，QObject类提供了一个静态成员函数connect(),用来连接信号函数与槽函数。

/*** @brief 该函数用于在 Qt 中建立信号和槽之间的连接，实现对象间的通信机制。** 在 Qt 的事件驱动编程模型里，信号和槽是核心机制，它使得对象之间可以以一种松耦合的方式进行交互。* 当信号发出时，与之相连的槽函数会被调用执行。** @param sender 指向发出信号的对象的指针，该对象必须是 QObject 或其子类的实例。*               信号就是从这个对象产生的，例如一个按钮对象可以发出被点击的信号。** @param signal 要连接的信号，以字符串形式表示。*               通常使用 SIGNAL() 宏来生成这个字符串，例如 SIGNAL(clicked()) 表示按钮被点击的信号。*               此字符串准确描述了要监听的信号名称。** @param receiver 指向接收信号并执行相应槽函数的对象的指针，同样要求是 QObject 或其子类的实例。*                 当 sender 发出 signal 信号时，receiver 对象中的相应槽函数会被触发。** @param method 要连接的槽函数，以字符串形式表示。*               一般使用 SLOT() 宏来生成，例如 SLOT(close()) 表示关闭窗口的槽函数。*               它指定了当信号发出时，receiver 对象中要执行的具体函数。** @param type 连接类型，指定了信号和槽之间的连接方式，默认值为 Qt::AutoConnection。*             不同的连接类型决定了槽函数何时以及如何被调用，具体如下：*             - Qt::AutoConnection：根据 sender 和 receiver 是否在同一线程自动选择连接方式。*                                   如果在同一线程，采用直接连接；否则采用队列连接。*             - Qt::DirectConnection：信号发出时直接调用槽函数，不考虑线程问题，槽函数会立即执行。*             - Qt::QueuedConnection：将槽函数调用放入 receiver 所在线程的事件队列中，*                                   槽函数会在 receiver 所在线程的事件循环中被处理，确保线程安全。*             - Qt::BlockingQueuedConnection：与 Qt::QueuedConnection 类似，但会阻塞 sender 线程，*                                   直到槽函数执行完毕，适用于需要等待槽函数执行结果的情况。*             - Qt::UniqueConnection：确保连接是唯一的，避免重复连接。若已经存在相同的连接，不会再次建立。** @return 如果成功建立连接，返回 true；若连接失败（如信号或槽不存在等原因），返回 false。*/
bool connect (const QObject *sender, const char *signal, const QObject *receiver, const char *method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection);

注：

connect函数在连接信号和槽的时候，比如我是一个QPushButton的控件，那connect函数的第二个参数必须是QPushButton的信号函数(父类的信号)，不能是其他类的函数

对connect函数的第二，四个参数做解答：

你会发现这两个参数居然传的是char*，我们再来看看我传入的函数是什么返回类型：

返回类型void(*)()函数指针，难道函数指针 == char* ,这当然是不可能的。

这里上面有一个解决办法：
就是在传参数的时候加上两个宏

SIGNAL和SLOT(将函数指针进行转换，就可以传入)

SIGNAL 宏

把信号函数名转换为字符串。在使用 connect 函数连接信号和槽时，要以字符串形式指定信号，SIGNAL 宏就负责完成这个转换，方便将信号和对应的对象关联起来。

SLOT 宏

将槽函数名转换为字符串。同样在 connect 函数中，需要以字符串形式指定槽函数，SLOT 宏能把槽函数转换为符合要求的字符串，从而建立信号和槽之间的连接。

其实，这个connect并不是用的声明上的版本，当我们ctrl+鼠标左键点击connect函数的时候，你会发现是一个qt5之后的版本，这个新的版本还是泛型编程，使得更加灵活

FunctionPointer<Func1>::Object *sender 参数解释

萃取器（Traits）的概念

萃取器是 C++ 模板编程中的一种技术，它的核心作用是从某种类型中提取相关的属性或信息。萃取器通常以模板类的形式呈现，通过模板特化来针对不同的类型提供不同的实现。借助萃取器，我们能够在编译时获取类型的相关信息，从而实现更具通用性和灵活性的代码。

FunctionPointer<Func1>::Object 作为萃取器的解释

FunctionPointer 是 Qt 内部的一个模板类，其主要目的是在编译时对函数指针类型进行解析，进而提取出与该函数指针相关的各种信息，像函数的返回类型、参数类型以及函数所属的对象类型等。FunctionPointer<Func1>::Object 专门用于从信号或槽的函数指针类型 Func1 中提取出函数所属的对象类型。

简单说就是一个模板的特化

代码实现：

我简单的创建一个按键：

如果你想查看自带的信号：可以点到哪个函数之后按键盘上的F1，就可以打开相关文档

这里讲解一个东西，就是你在敲代码的时候会发现：

当你调用自带的信号函数的时候，出现了click和一个clicked，这两个一个就是点击了一下(锯齿图标)，一个是点击之后会发出信号(信号发射图标)，这个你可以自己试一试效果，当你把clicked改成click的时候就会发现点击按钮的时候，什么效果都没有，原因就是没发出信号。

还有这个close()是Widget内置的槽函数，作用就是关闭这个窗口并且释放。

可视化实现

首先双击这个ui文件，进入可视化的面板

然后托一个按钮，当然你可以自己调整大小，文字大小，位置等等

clicked()就是点击的意思，这个大家如果英语不好的话可以自己翻译一下，双击

双击之后就会在widget.cpp生成出这个函数

槽函数名称以 on 开头，并且通过下划线将各部分连接起来。
XXX 表示对象名，即控件的 objectName 属性值。该属性可以在 Qt 设计器中设置，用于唯一标识一个控件对象。
SSS 表示对应的信号名称。例如，按钮被点击这一动作对应的信号为 clicked

自定义信号和槽

自定义信号不是很常见，因为在GUI qt这么个框架可以是可以穷举这些信号，因此在qt中可以应付大多数场景。

信号实现起来很简单，因为本质就是一个函数，和槽函数一样比较特殊，但是在qt5中已经和普通的成员函数差不多，因为都继承自最高的那个父类。

信号函数实现的要求

类定义
继承自 QObject
添加 Q_OBJECT 宏

信号声明
放在 signals 部分
返回类型为 void
无需实现体

信号发射
使用 emit 关键字(现在在qt5中也可以不用这个关键字，但是为了代码的易读性，建议添加)

信号连接
用 QObject::connect 函数
信号与槽参数类型兼容

通过一段代码具体讲解

通过emit发送信号(如果不使用emit就像直接调用函数一样去调用这个信号函数，在编译的时候就会自定发出信号)，但是现在就是一个简单的信号，他现在什么操作都没有

调用自己的信号函数

我们通过connect来连接一个槽函数：

代码编译结果：
发现我改变了窗口的标题

如果我们不调用信号函数，就什么都不会发生：

通过按键发送信号

编译结果：

信号和槽带参数

信号和槽函数也是可以带参数的，但是嘞有要求：
1.信号的槽函数的参数必须一一对应

2.信号的参数个数 >= 槽的参数个数

代码展示：

首先给一个两个按钮

通过按钮点击发送信号，但是这个信号函数是带参数的，也就是说他会带上这个参数一起发送出去

槽函数会接收这个信号以及参数

你可能会问他们怎么就能传参？其实大家不要忘了connect函数可以连接这两个函数，所以要求大家信号函数和槽函数的参数一定要保持一致

违反规则举例：

当槽函数的参数比信号多的时候，就会报错不匹配

从这个代码可以看出槽函数的参数是两个，当我们编译的时候就会被检查到信号和插槽参数不兼容

那为什么槽函数就不能比信号的参数多，而信号的参数就可以比槽函数的参数少嘞？

其实简单的说就是一种传递机制，信号函数作为发送端，槽函数作为接收端，这里我们必须解释一下在qt中信号和槽函数是一个多对多的关系，下面我专门来一个标题

信号和槽的关系

一对一

一个信号连接一个槽。一个信号连接一个信号。

⼀对多

⼀个信号连接多个槽

多对一

多个信号连接⼀个槽函数

参数传递机制
Qt 的信号与槽连接机制在实现时，会根据信号和槽的参数信息进行参数传递。当信号参数多于槽函数参数时，Qt 可以很方便地忽略多余的参数，只传递槽函数需要的参数。
但如果槽函数参数多于信号参数，就无法实现参数的正确传递，因为没有足够的信息来填充槽函数的所有参数。

信号与槽的断开

断开连接我们到的是disconnect 函数，他的参数列表：

第一个参数 ui->pushButton 是信号的发送者，也就是按钮对象。
第二个参数 &QPushButton::clicked 是要断开连接的信号。
第三个参数 this 是信号的接收者，也就是 Widget 对象。
第四个参数 &Widget::handlefunc 是要断开连接的槽函数。

下面我直接通过一个代码直观的看出他的作用：

通过这个代码，我可以实现通过第一个按钮进行打印标题一

当点击槽函数切换的按钮是，它会断开之前的连接，重新连接新的槽函数，再次点击按钮一打印标题二

可以打印日志来看是否切换

Lambda的利用

其实qt中使用的是c++11:

直接上代码：

通过这段代码，解释一下，我创建了一个按钮，然后给他设置了一个文字，lambada实现一个我点击之后他会到目标xy坐标位置

connect本来就是一个泛型的，lambada可以又std::function()包装器接收

使用lambada时候需要注意：

lambada由于作用域的原因需要捕获外部变量，这个是c++11的基础，所以这里访问不到tmp，

注意qt不需要传引用，因为qt中很多api的参数都是指针，所以直接传值和传引用是一样的

捕获方式	语法示例	解释	特点	示例代码
值捕获	`[var1, var2, ...]`	明确指定要捕获的外部变量，Lambda 内部会复制这些变量的值。	- 外部变量的修改不会影响 Lambda 内部的值。 - Lambda 内部对捕获变量的修改不会影响外部变量。	`cpp<br>int x = 10;<br>auto lambda = [x]() {<br> return x * 2;<br>};<br>x = 20;<br>std::cout << lambda() << std::endl; // 输出 20<br>`
引用捕获	`[&var1, &var2, ...]`	明确指定以引用的方式捕获外部变量，Lambda 内部使用的是外部变量的引用。	- 外部变量的修改会影响 Lambda 内部的值。 - Lambda 内部对捕获变量的修改会影响外部变量。	`cpp<br>int x = 10;<br>auto lambda = [&x]() {<br> x *= 2;<br>};<br>lambda();<br>std::cout << x << std::endl; // 输出 20<br>`
隐式值捕获	`[=]`	以值的方式捕获所有外部变量。	- 方便快捷，无需逐个列出要捕获的变量。 - 外部变量的修改不会影响 Lambda 内部的值。	`cpp<br>int x = 10, y = 20;<br>auto lambda = [=]() {<br> return x + y;<br>};<br>x = 30; y = 40;<br>std::cout << lambda() << std::endl; // 输出 30<br>`
隐式引用捕获	`[&]`	以引用的方式捕获所有外部变量。	- 方便捕获多个变量。 - 外部变量的修改会影响 Lambda 内部的值，反之亦然。	`cpp<br>int x = 10, y = 20;<br>auto lambda = [&]() {<br> x += y;<br>};<br>lambda();<br>std::cout << x << std::endl; // 输出 30<br>`
混合捕获	`[=, &var1]` 或 `[&, var1]`	结合了隐式捕获和显式捕获，`[=, &var1]` 表示除 `var1` 以引用方式捕获外，其他变量以值的方式捕获；`[&, var1]` 表示除 `var1` 以值的方式捕获外，其他变量以引用方式捕获。

信号与槽的优缺点

优点：松散耦合

信号发送者无需知晓哪个对象的槽函数会接收其发出的信号，槽函数也不必了解有哪些信号与其关联，Qt 的信号槽机制会保障信号与槽函数的调用。
支持信号槽机制的类或其父类必须继承自 QObject 类。

缺点：效率较低

相较于回调函数，信号和槽的执行速度稍慢，这是因其提供了更高的灵活性。
通过信号调用槽函数比直接调用速度慢约 10 倍，这是由于定位信号接收对象、遍历所有关联、编组和解组传递参数，以及多线程时信号可能需要排队等操作带来的开销。
不过，在对性能要求不是极高的场景中，这种速度差异可忽略不计，能满足绝大部分应用场景。

低耦合高聚合

低耦合

生活类比：想象你和你的邻居是两个 “个体”。你平时的生活和邻居的生活互不干扰，比如你今天决定去看电影，邻居决定在家看书，你们各自的决定和行为基本不会影响到对方。即使邻居突然要出门旅行，对你的日常生活也没有太大的影响，你依然可以按部就班地过自己的日子。这就类似于低耦合的状态，两个个体之间相互依赖程度很低。
编程概念：在编程中，低耦合指的是模块与模块之间的相互依赖程度低。不同的模块就像是不同的 “个体”，它们各自有独立的功能，一个模块的修改或者变动，对其他模块的影响较小。比如在一个大型的电商系统中，用户登录模块和商品推荐模块就是低耦合的。用户登录模块负责处理用户的身份验证和登录相关功能，商品推荐模块根据用户的浏览和购买历史来推荐商品。如果对用户登录模块进行优化，比如增加一种新的登录方式（如指纹登录），一般情况下，这并不会影响到商品推荐模块的正常运行，两个模块之间相互干扰少。

高聚合

生活类比：再拿一个家庭来举例，家庭成员之间分工明确且紧密合作。比如在准备一顿丰盛的晚餐时，爸爸负责买菜，妈妈负责烹饪，孩子负责摆放餐具和收拾餐桌。大家都围绕着 “准备晚餐” 这个目标行动，各自的任务都和这个目标紧密相关，并且相互配合得很好。这就像高聚合的状态，大家为了一个共同的目标，各自的工作都高度相关且集中。
编程概念：在编程里，高聚合是指一个模块内部的各个组成部分之间的联系紧密，它们都围绕着一个核心功能来设计和实现。例如在一个文本处理软件中，有一个专门用于文本编辑的模块。这个模块内包含了文本的输入、修改、删除、格式设置等功能，这些功能都紧密围绕着 “文本编辑” 这个核心任务。它们之间相互配合，共同完成对文本的各种操作，模块内部的各个部分之间联系紧密，不会出现一些与文本编辑无关的功能混杂在其中，这就是高聚合的体现。/

信号和槽的概述

信号的本质

槽的本质

信号和槽的使用

FunctionPointer<Func1>::Object *sender 参数解释

代码实现：

可视化实现

自定义信号和槽

信号函数实现的要求

通过按键发送信号

信号和槽带参数

代码展示：

违反规则举例：

信号和槽的关系

一对一

⼀对多

多对一

信号与槽的断开

Lambda的利用

信号与槽的优缺点

优点：松散耦合

缺点：效率较低

低耦合高聚合

低耦合

高聚合

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