关于QT信号、槽、槽函数的讲解

        也是好久没有发帖子了，最近博主主要还是在边学QT边完成任务，所以进度很慢，但确实在这几天对于QT自身槽和信号这类特殊的机制有了一定简单的理解，所以还是想记录下来，如果有初学者看到帖子对他有一定的帮助，那自然也会让我感到十分荣幸

一. 什么是信号与槽

        首先按照专业术语的描述是，QT的信号与槽机制是一种对象间通信机制。直观的可以表现出一个对象发出信号，另一个对象通过槽函数响应这个信号，从而实现多模块之间的解耦通信。这个也是属于Qt框架最强大的特性之一，也是尤其适合GUI事件响应和模块间协作。

        通过举一个简单的例子，家门口有一个门铃按钮（就是等同于我们的信号），我们按了一下，屋里的电铃声就响了（槽函数）。
        按门铃 = 发出信号  电铃声响了 = 槽函数被触发 按下和响铃之间 = connect（）建立连接。

二. 信号/槽基本概念

        信号（Signal）是QObject的子类在特定事件发生时自动发出的“通知”，就是一个事件的广播。
 

        而槽（Slot）可以与信号连接的普通成员函数，专门用于响应通知，也就是“接收广播后做事”的函数

        

        connect（），Qt提供的函数，用于建立信号与槽之间的绑定关系，“把信号线插进槽口”

        emit，是一个关键字，用于触发自定义信号，也就是程序员手动“发出广播”

        QObject，QT所有支持信号、槽的类的基类，信号槽必须用它派生出来的类

三. 广播机制

        在QT的信号与槽机制种，广播机制指的是。信号一旦发出，系统会自动通知所有已连接的槽函数执行，无需显示调用，且发送者不关心接收者的存在与行为。

        这种机制体现了一种松耦合、发布-订阅式的通信模型，是Qt框架中组件之间高效协作的核心基础。

        解耦（Decoupling），信号发送者和接收者之间并没有直接依赖关系。发送者只负责发出信号，而不需要知道是否有接收者，更不需知道接收者是谁或要做什么。这样可以使模块之间保持独立，便于维护或拓展。

        一对多连接，一个信号可以同时连接多个槽函数。当信号被发出时，所有已经连接的槽将会被系统一次调用，按连接顺序一次执行。这样可以使一个事件可以触发多个处理逻辑，从而实现模块联动

        多对一连接：多个 不同的信号可以连接到同一个槽函数。当任意一个信号被发出时，该槽函数都会被执行。这使得不同来源的事件可以集中处理

        自动调用：当信号发出时，所有与之连接的槽函数会被自动执行，对于我们开发者来说并不需要手动调用。Qt框架内部通过事件系统和元对象机制完成槽函数的自动触发，我们只需要专注于逻辑实现

        在Qt中信号是广播式的，信号本身只是简单的发出，并没有指定特定的接收者。接收者（槽函数）会通过connect（）来“订阅”这个信号。
        可以理解为信号式“广播”出去的，它不会知道谁会接收到它，接收者通过connect（）函数明确指定自己要接受哪个信号，所以如果没有明确指定的接收者，那么这个函数就无法触发任何行为，因为没有对象响应找个信号

        在代码中可以这么理解，nullptr表示没有指定接收者，那么即使按钮被点击，信号也不会触发任何函数

// 如果没有指定接收者，信号会发出，但没有接收者来处理它
QObject::connect(&button, &QPushButton::clicked, nullptr, nullptr);

        刚开始我将Qt的广播形式和网络广播的形式弄混淆了，这里还是想做一个简单的澄清，是两个不同的概念

        网络广播在网络中，广播通常指的是将信息发送到网络上的所有设备，而不仅仅是发送给某一个指定的接收者。常见的网络广播是无差别地将信息发送给网络上的所有设别，而接收这些广播的设备通常是主动应答的，
        例如UDP广播，数据包被发送到一个特定的广播地址（如255.255.255.255），网络上的所有设备都有机会接收到这个广播。然后，每个接收到广播信息的设备可以选择是否回应（例如一般就是发送一个响应报文）

        

        在Qt中，信号的“广播”并不是指将消息发送给所有对象，而是一个信号可以连接到多个槽函数，因此多个接收者可以对同一个信号做出响应。信号本身并不主动去寻找接收者，而是通过connect（）函数明确指定了哪些接收者应该处理这个信号

        信号发出：信号并不是想网络广播那样发送给所有设备，而是只从一个对象发出。可以想像是在说“我发生了某个事件，看下是否会有人响应我”

        “接收者”：只有通过connect（）函数明确指定了接收者（即槽函数）后，信号才会被“接收”，并且接收者会执行相应的操作。这个过程并不需要接收者主动应答，而是由QT框架自动处理的

四. 信号与与槽的连接方式及适用场景

        我们将他分为一下五种

        系统信号（Qt自带） + 系统槽（如QAPPlication：：quit）这种组合方式可以快速调用系统功能。
        信号部分是&QPushButton::clicked，这是Qt框架内置的标准信号，属于系统控件QPushButton，当按钮被点击时自动发出。所有这是系统信号（也就是由Qt控件自带）

        槽部分 &QApplication::quit，这是Qt提供的一个系统级槽函数，作用是关闭应用程序主事件循环，相当于”退出应用“所以是系统槽（由Qt提供）

#include "mainwindow.h"#include <QApplication>
#include <QPushButton>int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);MainWindow w;QPushButton button("Quit",&w);button.move(100,100);QObject::connect(&button, &QPushButton::clicked,&a,&QApplication::quit);w.show();return a.exec();
}

        系统信号 + 自定义槽函数 是目前较为常见的方式，如按键触发逻辑。那么同样的代码逻辑如何在系统信号 + 自定义槽函数中体现。

        在下面这段代码中系统信号自然是，Qt自带的信号，如QPushButton::clicked()，表示按钮被点击。
        而自定义的槽函数，是我们写在类中的处理函数，在这里是MainWindow::onButtonClicked()

        所以简单来理解“系统信号 + 自定义槽函数”就是——，按钮这种系统组件发出信号，用户自己写的函数去接收并响应
        

        QpushButton内部有个信号：void clicked（bool checked = false）；当我们用connect（）把这个信号和函数onButtonClicked（）连接在一起，当我们点击按钮的时候，按钮会发出clickced信号（也就是前面提到的广播机制）。Qt自动调用我们自定义的槽函数onButtonClicked来处理事件

//在MainWindow.cpp中MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);QPushButton *button =new QPushButton("Quit",this);button->move(100,100);connect(button, &QPushButton::clicked, this, &MainWindow::onButtonClicked);}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}void MainWindow::onButtonClicked()
{qDebug() << "按钮被点击";
}//在MainWindow.h中#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H#include <QMainWindow>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACEclass MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:MainWindow(QWidget *parent = nullptr);~MainWindow();private:Ui::MainWindow *ui;private slots:void onButtonClicked();
};
#endif // MAINWINDOW_H

        自定义信号 + 系统槽 一般适用于自定义行为影响系统行为

        我们通过程序执行的顺序来理解代码，首先第一步显示从连接按钮点击信号开始，对应mainwindows.cpp，connect()，当button被点击的时候，调用MainWindow的onButtonclicked（）方法。button是发出信号的对象，&QPushButton::Clicked()是系统信号（点击按钮后发出）。

        但是这里就要有疑惑了，明明是使用我们的自定义信号，为什么还是是系统信号呢？先不着急我们先分析完，之后再进行解释

        this是当前窗口对象（MainWindow），&Mainwindow::onButtonClicked是我们自定义的槽函数，响应按钮点击

        在按钮点击过后，在void MainWindow这个我们自己编写的槽函数中，在这个函数中我们有发出了另外一个信号quitApp()，这是我们在头文件中signals：定义的自定义信号
        也就是说，刚开始按钮被点击后发出系统信号，触发了我们自己的函数onButtonClicked（自定义槽），然后onButtonClicked中又调用了emit quitApp（发出我们的自定义信号）

        总结一下我们代码中完成的工作是，我们点击按钮触发系统信号，然后Qt自动调用我们定义的槽函数，我们的槽函数里发出quitApp()，里面是我们自定义的信号

//在mainwindow.h#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H#include <QMainWindow>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACEclass MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:MainWindow(QWidget *parent = nullptr);~MainWindow();private:Ui::MainWindow *ui;private slots:void onButtonClicked();//自定义信号
signals:void quitApp();};
#endif // MAINWINDOW_H//在mainwindow.cpp中#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"#include "QPushButton"
#include "QDebug"MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);QPushButton *button =new QPushButton("Quit",this);button->move(100,100);connect(button, &QPushButton::clicked, this, &MainWindow::onButtonClicked);connect(this,&MainWindow::quitApp,qApp,&QApplication::quit);
}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}void MainWindow::onButtonClicked()
{emit quitApp();
}

        现在我们来解释一下，为什么整个程序执行的流程始终是系统信号。那为什么又还要发出自定义信号，博主后面了解到，Qt设计的很巧妙的地方就在于，信号链的“解耦”和“转发”能力。

        例如我们需要在点击按钮的时候退出程序，还想要加入记录日志、播放音效、保存设置等，如果全部写在onButtonclicked()里，那么这个槽函数就会越来越大，越来月耦合。
        那么我们在遇到这样的情况下就可以采取，在onButtonClicked()里发出一个自定义信号quitApp（），然后让其他模块自由决定是否接收这个信号，或者怎么处理信号
        例如如下情况，把“按钮点击的事件”，拆成了“点击后发出quitApp”信号，然后让其他的函数也来订阅这个信号

connect(this, &MainWindow::quitApp, qApp, &QApplication::quit);           // 退出程序
connect(this, &MainWindow::quitApp, logger, &Logger::writeQuitLog);       // 写日志
connect(this, &MainWindow::quitApp, soundPlayer, &Player::playExitSound); // 播放音效

        我们再举一个实际的例子，如果我们把多个行为都写再onButtonClicked中

void MainWindow::onButtonClicked() {qApp->quit();                             // 退出程序settingsManager->save();                  // 保存设置logger->log("用户点击退出");              // 写日志soundPlayer->play("bye.wav");             // 播放音效
}

        我们将所有的行为都写在了一个函数中，主窗口知道太多别的类（Logger、Player、SettingManager），如果将来我们选哟将其中的功能进行改变，要修改的地方就有很多，而且假如其他的地方也需要退出行为，还要复制代码到其他地方

// MainWindow.h
signals:void quitApp();  // ⛳️ 只发信号，不处理具体细节

void MainWindow::onButtonClicked() {emit quitApp();  // ⛳️ 你们谁爱处理谁处理，我不管
}

        在程序初始化的时候就可以通过信号连接不同的行为，所以总结就是，如果在一个槽函数中做了太多和“自己职责无关的事”，就可以考虑广播事件，让其他人来听

connect(mainWindow, &MainWindow::quitApp, qApp, &QApplication::quit);
connect(mainWindow, &MainWindow::quitApp, logger, &Logger::logQuit);
connect(mainWindow, &MainWindow::quitApp, settings, &Settings::save);
connect(mainWindow, &MainWindow::quitApp, soundPlayer, &Player::playExitSound);

        自定义信号 自定义槽函数 一般常用于模块解耦、自主通信，如果针对于自定义槽函数和信号，肯定会有更高的自由度，我们还是结合代码来分析

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H#include <QMainWindow>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACEclass MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:MainWindow(QWidget *parent = nullptr);~MainWindow();private:Ui::MainWindow *ui;private slots:void onButtonClicked(); //自定义槽(用于发送信号)void handClose(); //自定义槽（响应信号关闭窗口）//自定义信号
signals:void closeApp(); //自定义信号};
#endif // MAINWINDOW_H//在mainwindow.cpp中#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"#include "QPushButton"
#include "QDebug"MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);QPushButton *button =new QPushButton("Quit",this);button->move(100,100);connect(button, &QPushButton::clicked, this, &MainWindow::onButtonClicked);connect(this,&MainWindow::closeApp,this,&MainWindow::handClose);
}MainWindow::~MainWindow
()
{delete ui;
}void MainWindow::onButtonClicked()
{emit closeApp();
}void MainWindow::handClose(){qDebug() << "收到信号，关闭窗口";this->close();}

        首先还是在头文件总声明一个自定义信号，以及private slots中全是自定义的槽函数，也是在头文件中声明。
        然后在mainwindow中的构造函数中进行连接

，connect(button, &QPushButton::clicked, this, &MainWindow::onButtonClicked);
//这行是系统信号（QPushButton::clicked）
//->自定义槽（onButtonClicked）作用是：当按钮被点击，就会自动调用onButtonClicked（）这个槽函数

        connect(this, &MainWindow::closeApp, this, &MainWindow::handleClose);这行是自定义信号（closeApp）->自定义槽（handleClose）作用就是当你发出closeApp信号时，Qt就会自动去调用handleClose（）这个函数。

        然后在槽函数中发出信号，这个函数并不会直接关闭窗口。它只是发出一个“广播”，说明我准备关闭了

void MainWindow::onButtonClicked()
{emit closeApp();
}

        最后在响应的槽中执行操作

void MainWindow::handleClose()
{this->close();  // 真正关闭主窗口
}

        以及最后任意信号 + Lambda表达式 通常简洁高效，适合小型逻辑处理。这个机制是Qt信号槽机制中最灵活也是最现代的的用法之一，非常适合简介逻辑、快速响应、小功能点，无需定义额外的槽函数，直接在connect()中用Lambda表达式表达处理逻辑

        Lambda是一种匿名函数（临时的小函数），语法如下，一般用于只想快速响应一下，并不想为了这个操作特地去写某个函数

[]() {// 执行的代码
};

        例如。如果只是临时逻辑、简单调试、小按钮响应等首选Lambda，但是如果逻辑复杂、选哟复用、设计多个模块之间的通信还是尽量选择传统的槽函数。但是如果在大型的项目中涉及到多个对象协作、跨模块、需要事件驱动使用自定义信号 + 自定义槽

QPushButton *button = new QPushButton("点我", this);
button->move(100, 100);// 用 lambda 直接响应点击
connect(button, &QPushButton::clicked, [](){qDebug() << "👋 Lambda：按钮被点击啦！";
});

        博主去查了一下Lambda的具体原理，它是C++ 11引入的一种匿名函数（inline function）是临时写在某个地方的小函数，不需要在别的地方声明或命名，基本语法如下

[capture](parameter_list) -> return_type {// function body
}

        但大部分时候还是选择写成简略的写法

[]() {qDebug() << "Hello Lambda!";
};