[Qt] 信号与槽：深入浅出跨UI与跨线程的信号发送_qt跨线程信号槽

文章目录

• 如何自定义信号并使用
• • 自定义信号的步骤
  • • 1.使用 `signals` 声明信号
    • 2. 信号的返回值是 `void`
    • 3. 在需要发送信号的地方使用 `emit`
    • 4. 使用 `connect` 链接信号和槽
    • 5. 完整代码示例
    • 总结
• 如何跨UI发送信号
• • Qt跨UI发送信号机制详解
  • 案例概述
  • Qt 信号与槽机制简介
  • 代码逻辑详解
  • • 主窗口 `Widget` 类
    • 对话框 `SetDialog` 类
  • 信号和槽的连接
  • 总结
• 如何跨线程发送信号
• • • 在Qt中如何跨线程发送信号并更新UI
    • 子线程不能直接操作UI
    • 信号与槽机制在跨线程中的作用
    • 示例代码讲解：子线程发送信号更新UI
    • • 定义子线程类 `ChildThread`
      • 定义主窗口类 `Widget`
      • 主程序入口 `main.cpp`
    • 代码运行结果
    • 总结

如何自定义信号并使用

在Qt中，自定义信号 是 Qt 核心功能之一，它允许我们在自定义类中定义信号，并通过信号与槽机制实现对象之间的通信。信号一般与事件相关，比如按钮点击、数据更新等。当事件发生时，信号被触发，并通过槽函数来处理事件。

自定义信号的步骤

让我们逐步讲解如何定义和使用自定义信号，基于以下四个关键步骤：

1. 使用 signals 关键字声明信号
2. **信号的返回值为 **void
3. 在需要发送信号的地方使用 emit 关键字
4. 使用 connect 将信号和槽连接起来

下面我们通过详细的代码示例来展示如何自定义信号。

1.使用 signals 声明信号

自定义信号需要在类的头文件中用 signals: 关键字来声明。信号就像函数的声明，必须包含函数的参数类型和数量。

• 注意：信号的返回值类型总是 void，并且只定义函数原型，不需要实际的实现。

class MyWidget : public QWidget{ Q_OBJECTpublic: MyWidget(QWidget *parent = nullptr);signals: // 自定义信号，发送一个整型参数 void myCustomSignal(int value);private: QPushButton *myButton;};

在这个示例中，我们声明了一个信号 myCustomSignal(int value)。这个信号会传递一个 int 类型的参数。

2. 信号的返回值是 void

所有的信号返回值类型必须是 void，即使你定义信号时可能习惯给函数返回某个值，但在 Qt 的信号机制中，信号是不返回任何值的。信号只是通知槽函数或其他接收方事件发生，并不会处理返回值。

3. 在需要发送信号的地方使用 emit

一旦定义了信号，下一步就是在程序的合适位置发射信号。我们使用 emit 关键字来发射信号。当一个信号被发射时，它会通知所有连接到该信号的槽函数。

void MyWidget::someFunction(){ int someValue = 42; // 假设这是我们要发送的值 emit myCustomSignal(someValue); // 使用emit发射信号}

这里我们在 someFunction() 函数中，使用 emit myCustomSignal(someValue) 发射了信号 myCustomSignal，并将 someValue 传递给接收方。

4. 使用 connect 链接信号和槽

发射信号后，还需要将信号与槽函数连接起来。我们通过 connect() 函数，将信号和相应的槽函数连接：

connect(senderObject, &SenderClass::signal, receiverObject, &ReceiverClass::slot);

其中：

• senderObject 是发射信号的对象。
• SenderClass::signal 是信号名称。
• receiverObject 是接收信号的对象。
• ReceiverClass::slot 是槽函数名称。

假设我们要将 myCustomSignal 信号连接到某个槽函数 onCustomSignalReceived，代码如下：

class ReceiverWidget : public QWidget{ Q_OBJECTpublic: ReceiverWidget(QWidget *parent = nullptr);public slots: void onCustomSignalReceived(int value) { qDebug() << \"Received value:\" << value; }};

然后在 MyWidget 类中：

void MyWidget::setupConnections(ReceiverWidget *receiver){ // 将自定义信号 myCustomSignal 与 ReceiverWidget 的槽函数 onCustomSignalReceived 连接 connect(this, &MyWidget::myCustomSignal, receiver, &ReceiverWidget::onCustomSignalReceived);}

5. 完整代码示例

我们将以上所有步骤整合到一个完整的示例中。

mywidget.h: 定义发送信号的类 MyWidget

#ifndef MYWIDGET_H#define MYWIDGET_H#include #include class MyWidget : public QWidget{ Q_OBJECTpublic: MyWidget(QWidget *parent = nullptr);signals: // 自定义信号，传递一个整型数值 void myCustomSignal(int value);private slots: void handleButtonClick(); // 按钮点击槽函数private: QPushButton *myButton; // 一个按钮};#endif // MYWIDGET_H

mywidget.cpp: 实现发送信号的类 MyWidget

#include \"mywidget.h\"#include MyWidget::MyWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent){ myButton = new QPushButton(\"Click Me\", this); // 布局设置 QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout(this); layout->addWidget(myButton); connect(myButton, &QPushButton::clicked, this, &MyWidget::handleButtonClick);}void MyWidget::handleButtonClick(){ int value = 42; // 示例数值 emit myCustomSignal(value); // 发射信号}

receiverwidget.h: 定义接收信号的类 ReceiverWidget

#ifndef RECEIVERWIDGET_H#define RECEIVERWIDGET_H#include #include class ReceiverWidget : public QWidget{ Q_OBJECTpublic: ReceiverWidget(QWidget *parent = nullptr);public slots: void onCustomSignalReceived(int value); // 槽函数private: QLabel *label;};#endif // RECEIVERWIDGET_H

receiverwidget.cpp: 实现接收信号的类 ReceiverWidget

#include \"receiverwidget.h\"#include ReceiverWidget::ReceiverWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent){ label = new QLabel(\"Waiting for signal...\", this); QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout(this); layout->addWidget(label);}void ReceiverWidget::onCustomSignalReceived(int value){ label->setText(QString(\"Received value: %1\").arg(value));}

main.cpp: 主程序入口，创建并连接信号与槽

#include #include \"mywidget.h\"#include \"receiverwidget.h\"int main(int argc, char *argv[]){ QApplication app(argc, argv); MyWidget senderWidget; ReceiverWidget receiverWidget; // 将信号连接到槽 QObject::connect(&senderWidget, &MyWidget::myCustomSignal, &receiverWidget, &ReceiverWidget::onCustomSignalReceived); senderWidget.show(); receiverWidget.show(); return app.exec();}

总结

通过以上步骤，您可以在Qt中自定义信号，并在不同对象之间传递数据。具体步骤如下：

1. 使用 signals: 关键字在类中声明信号。
2. 信号的返回值必须是 void。
3. 在合适的地方通过 emit 关键字发射信号。
4. 使用 connect() 函数将信号和槽连接起来，实现对象间的通信。

信号与槽机制是Qt中非常强大的功能，它极大地简化了对象间的通信，特别是在UI开发中，广泛用于按钮点击、数据更新等场景。

如何跨UI发送信号

Qt跨UI发送信号机制详解

在Qt中，信号与槽机制（Signals and Slots）是其核心特性之一。它允许不同对象之间通过发送和接收信号进行通信，而不需要直接引用。一个典型的应用场景是跨界面（UI）传递数据。在这篇文章中，我们将结合一个完整的示例来演示如何通过信号和槽在两个窗口间（Widget与SetDialog）发送和接收数据。

这篇文章主要面向Qt的初学者，带你一步步理解和实现这一机制。

案例概述

我们将实现一个包含两个窗口的小项目：

• Widget：主窗口，包含一个按钮和一个文本框。点击按钮后，弹出另一个窗口 SetDialog。
• SetDialog：对话框窗口，包含一个按钮，点击按钮后将产生一个数值，并通过信号将该数值发送给主窗口。

目标：在SetDialog窗口中点击按钮，生成数值，并将数值显示在Widget窗口中的文本框中。

Qt 信号与槽机制简介

在Qt中，信号（Signal）是用于通知某个事件发生的机制，而槽（Slot）是一个可以连接到信号的函数。当信号发射时，与之连接的槽函数就会被调用。

• 信号的特点：信号本身不包含任何实现，它只是一个接口。信号通常在类中作为 signals: 下的定义。
• 槽的特点：槽函数可以是普通的成员函数，也可以是lambda表达式。

我们通过connect()函数将信号和槽连接起来。

代码逻辑详解

主窗口 Widget 类

首先，我们来看主窗口的类定义。

widget.h：

#ifndef WIDGET_H#define WIDGET_H#include QT_BEGIN_NAMESPACEnamespace Ui {class Widget;}QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget{ Q_OBJECTpublic: Widget(QWidget *parent = nullptr); ~Widget();private: void on_btnOpen_clicked();private: Ui::Widget *ui;};#endif // WIDGET_H

这里的Widget类继承自QWidget，代表主窗口。在这个窗口中，我们声明了一个槽函数 on_btnOpen_clicked()，用于处理按钮点击事件。

接下来我们来看实现部分。

widget.cpp：

#include \"widget.h\"#include \"ui_widget.h\"#include \"setdialog.h\"Widget::Widget(QWidget *parent) : QWidget(parent) , ui(new Ui::Widget){ ui->setupUi(this); // 连接按钮点击信号到槽函数 connect(ui->btnOpen, &QPushButton::clicked, this, &Widget::on_btnOpen_clicked);}Widget::~Widget(){ delete ui;}void Widget::on_btnOpen_clicked(){ SetDialog dlg; // 连接SetDialog中的sig_addOne信号到主窗口的lambda槽函数 connect(&dlg, &SetDialog::sig_addOne, [=](int value) { ui->lineEdit->setText(QString::number(value)); }); // 打开对话框，进入事件循环 dlg.exec();}

• connect()：在构造函数中，我们将btnOpen按钮的点击信号连接到槽函数on_btnOpen_clicked()，以响应点击事件。
• on_btnOpen_clicked()：当点击按钮时，弹出 SetDialog 对话框。同时，我们将SetDialog中的信号sig_addOne连接到主窗口的lambda槽函数，以便接收数值，并将其显示在文本框lineEdit中。

注意：我们使用了lambda表达式作为槽函数，可以方便地在槽中使用局部变量。

对话框 SetDialog 类

接下来是 SetDialog 类的定义和实现。

setdialog.h：

#ifndef SETDIALOG_H#define SETDIALOG_H#include namespace Ui {class SetDialog;}class SetDialog : public QDialog{ Q_OBJECTpublic: explicit SetDialog(QWidget *parent = nullptr); ~SetDialog();private slots: void on_btnAdd_clicked();signals: void sig_addOne(int value); // 定义信号private: Ui::SetDialog *ui;};#endif // SETDIALOG_H

• 信号定义：在 signals: 关键字下，我们声明了一个名为 sig_addOne(int value) 的信号。这个信号将会发送一个整数。
• 槽函数：on_btnAdd_clicked() 是槽函数，处理对话框中按钮的点击事件。

setdialog.cpp：

#include \"setdialog.h\"#include \"ui_setdialog.h\"SetDialog::SetDialog(QWidget *parent) : QDialog(parent) , ui(new Ui::SetDialog){ ui->setupUi(this);}SetDialog::~SetDialog(){ delete ui;}void SetDialog::on_btnAdd_clicked(){ static int value = 100; // 静态变量，每次点击都会递增 emit sig_addOne(value++); // 发射信号，将当前数值传递给主窗口}

• emit** 关键字**：在槽函数 on_btnAdd_clicked() 中，我们使用 emit 关键字来发射信号 sig_addOne，并将数值 value 作为参数传递给主窗口。

信号和槽的连接

现在我们来回顾一下信号和槽的连接过程：

1. 在Widget类中，我们弹出了SetDialog窗口，并通过connect()将SetDialog中的信号sig_addOne连接到主窗口中的槽函数（lambda表达式）。
2. 当用户在SetDialog窗口中点击按钮后，on_btnAdd_clicked()被调用，并发射sig_addOne信号，传递当前值。
3. 这个信号被传递回Widget，并触发了与之连接的槽函数（lambda），最终将数值显示在主窗口的文本框中。

总结

我们通过一个简单的示例，演示了如何在Qt中跨窗口（UI）使用信号和槽进行数据传递。这个机制的关键在于：

• 信号与槽机制提供了一种松耦合的方式，让对象之间无需直接通信即可实现信息传递。
• 使用 lambda表达式 作为槽函数，可以让代码更加简洁，同时也方便使用局部变量。

这一机制在Qt开发中非常常见，特别是在需要跨界面传递数据或更新UI时，显得尤为重要。

如何跨线程发送信号

在Qt中如何跨线程发送信号并更新UI

在Qt中，UI线程（主线程）负责处理用户界面绘制及事件响应。而子线程的任务则通常是执行一些耗时操作，例如计算或IO操作。由于Qt的UI框架并非线程安全的，子线程不能直接更新UI，因此我们需要通过信号与槽的机制，将子线程的结果传递到UI线程，并在主线程中进行UI更新。

子线程不能直接操作UI

Qt的规则：UI只能在主线程（即UI线程）中更新，子线程（Worker Threads）不能直接操作UI。否则会引发异常或不可预知的错误。

为了解决这个问题，我们可以通过信号与槽机制，将子线程的处理结果发送到主线程，再由主线程完成UI更新。具体的实现步骤如下：

1. 在子线程中定义并发射信号。
2. 在主线程中通过槽函数接收信号并更新UI。

信号与槽机制在跨线程中的作用

信号与槽机制是Qt框架中核心的通信机制。它不仅适用于单线程程序，还能在线程之间进行数据的传递。在跨线程通信时，信号可以在子线程中发射，而槽函数可以在主线程中执行，因此我们可以通过这个机制在子线程与UI线程之间进行安全通信。

示例代码讲解：子线程发送信号更新UI

我们通过一个简单的例子来演示如何实现跨线程信号发送并更新UI。具体实现效果如图所示：

• 一个按钮用于启动子线程。
• 子线程执行一些逻辑处理后，将结果通过信号发送到主线程。
• 主线程接收到信号后，更新界面上的QLineEdit控件。

定义子线程类 ChildThread

首先，我们定义一个子线程类 ChildThread，它继承自 QThread。在该类中，我们声明一个自定义信号 sig_SendToUI，用于将子线程的处理结果传递给主线程。

#ifndef CHILDTHREAD_H#define CHILDTHREAD_H#include #include using namespace std;// 自定义结构体用于传递数据struct Score{ int id; int age; string name;};class ChildThread : public QThread{ Q_OBJECTpublic: ChildThread();protected: void run() override; // 重写QThread的run()函数，定义线程执行逻辑signals: void sig_SendToUI(Score score); // 信号：发送到UI线程};#endif // CHILDTHREAD_H

在 run() 方法中，模拟一些处理逻辑，例如设置用户的 name、id 和 age，并在处理完成后，发射信号将数据传递给主线程。

#include \"childthread.h\"#include ChildThread::ChildThread(){ // 非基础类型参数注册 qRegisterMetaType<Score>(\"Score\");}void ChildThread::run(){ Score s; s.name = \"kevin\"; s.id = 1001; s.age = 19; emit sig_SendToUI(s); // 发射信号，将Score结构体传递给主线程}

定义主窗口类 Widget

接下来，我们定义主窗口类 Widget，其中有一个按钮用于触发子线程，一个QLineEdit用于显示子线程处理结果。

#ifndef WIDGET_H#define WIDGET_H#include #include \"childthread.h\"QT_BEGIN_NAMESPACEnamespace Ui {class Widget;}QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget{ Q_OBJECTpublic: Widget(QWidget *parent = nullptr); ~Widget();private slots: void on_btnUpdate_clicked(); // 点击按钮启动子线程 void showInfo(Score s); // 显示子线程传递的数据private: Ui::Widget *ui;};#endif // WIDGET_H

在 on_btnUpdate_clicked() 槽函数中，我们创建并启动子线程。同时通过 connect() 将子线程的信号 sig_SendToUI 连接到主线程的槽函数 showInfo()。

#include \"widget.h\"#include \"ui_widget.h\"#include #include \"childthread.h\"Widget::Widget(QWidget *parent) : QWidget(parent) , ui(new Ui::Widget){ ui->setupUi(this); // 连接按钮点击信号到槽函数 connect(ui->btnUpdate, &QPushButton::clicked, this, &Widget::on_btnUpdate_clicked);}Widget::~Widget(){ delete ui;}void Widget::on_btnUpdate_clicked(){ ChildThread* ch = new ChildThread(); // 创建子线程对象 // 连接子线程信号到UI线程槽函数 showInfo connect(ch, &ChildThread::sig_SendToUI, this, &Widget::showInfo); ch->start(); // 启动子线程}void Widget::showInfo(Score s){ // 将子线程传递的数据信息显示在lineEdit控件上 string info = s.name + \" id = \" + to_string(s.id) + \" age = \" + to_string(s.age); ui->lineEdit->setText(QString::fromStdString(info));}

• on_btnUpdate_clicked()：点击按钮后，创建并启动子线程 ChildThread，并连接信号 sig_SendToUI 到槽函数 showInfo()。
• showInfo(Score s)：该槽函数接收子线程传递的 Score 结构体，并将其显示在 QLineEdit 控件上。

主程序入口 main.cpp

最后，我们编写 main.cpp 文件，启动整个应用程序。

#include \"widget.h\"#include int main(int argc, char *argv[]){ QApplication a(argc, argv); Widget w; w.show(); return a.exec();}

代码运行结果

通过点击按钮，启动子线程，子线程完成数据处理后通过信号传递结果给主线程，主线程接收到信号后更新UI。

• 按钮点击后，子线程发射信号，主线程接收到Score结构体后，将信息 “kevin id = 1001 age = 19” 显示在QLineEdit控件中，如下图所示。

总结

在Qt中，子线程不能直接操作UI，必须通过信号与槽机制来进行跨线程通信。在本文中，我们通过一个简单的例子详细讲解了如何通过信号与槽机制，在子线程中处理数据并将结果传递到UI线程进行更新。主要步骤包括：

1. 定义子线程类，在子线程中发射信号。
2. 定义主窗口类，通过槽函数接收子线程信号并更新UI。
3. 使用connect()连接信号与槽，确保跨线程的安全通信。

通过这样的方式，我们可以轻松实现Qt中的跨线程通信，避免了线程不安全操作带来的问题。