17.3　信号和槽

正如你在第16章中所看到的，信号和信号处理是GUI应用程序用来响应用户输入的主要机制，也是所有GUI库的核心特征。Qt的信号处理机制由信号（signal）和槽（slot）构成，它们相当于GTK+中的信号和回调函数，或者Java中的事件和事件句柄。

注意，Qt信号与第11章中讨论的UNIX信号是完全不同的两个概念。

这里再回顾一下事件驱动编程的原理：一个GUI是由菜单、工具栏、按钮、输入框和许多其他GUI元素组成的，这些元素被统称为构件。当用户与一个构件交互时，例如激活菜单项或者在输入框中输入一些文本，构件将发出一个命名信号，如clicked、text_changed或key_pressed。你通常要对用户的动作做出响应，例如保存一个文档或退出应用程序。你通过把一个信号连接到一个回调函数（在Qt的说法中，是一个槽）来做到这一点。

在Qt中使用信号和槽的方法比较特别，Qt定义了两个新的很贴切的伪关键字（signals和slots），它用这两个伪关键字来标识代码中类的信号和槽。这非常有利于增强代码的可读性和可维护性，但它也意味着，代码必须经过一个单独的预—预处理阶段（pre-pre processing），来搜索这些伪关键字并用额外的C++代码对它们进行替换。

因此，Qt代码并不是真正的C++代码。这有时候对某些开发人员来说是一个问题。http://doc.trolltech.com/上的Qt文档中包含了使用这些新的伪C++关键字的原因。此外，信号和槽的使用与Windows中的微软基础类或MFC并没有什么不同，后者也使用了一个C++语言的修改定义。

Qt中信号和槽的使用有一些限制，但这些限制不是太严重。

❑　信号和槽必须是QObject的派生类的成员函数。

❑　如果使用多重继承，QObject必须在类列表中第一个出现。

❑　在类声明中必须出现Q_OBJECT语句。

❑　信号不能在模板中使用。

❑　函数指针不能用作信号和槽的参数。

❑　信号和槽不能被覆写和提升为公共（public）方法。

因为你需要在QObject的派生类中编写信号和槽，而且Qt基础构件QWidget派生自QObject，所以通过扩展和定制构件来创建界面是合情合理的。在Qt中，你几乎都是通过扩展如QMainWindow这样的构件来创建界面。

一个典型的针对GUI的类定义MyWindow.h如下所示：

该类继承自QMainWindow，它为应用程序中的主窗口提供功能。类似地，当需要一个对话框时，你将创建一个QDialog的子类。类声明的第一条语句是Q_OBJECT，它充当一个预处理器标记，接下来就是通常的构造函数和析构函数原型，然后是信号和槽的定义。

你有一个信号和一个槽，二者均无参数。要发出一个信号，你只需在代码的某处调用emit：

也就是说，其他的所有事情都是由Qt来处理，你甚至不需要提供一个aSignal( )的实现。

要使用槽，你必须将它们连接到一个信号。这是通过QObject类中的静态方法connect来完成的：

你只需传递4个参数：拥有信号的对象（发送者）、信号函数、拥有槽的对象（接收者）、槽的名字。

在上面的MyWindow例子中，如果想把QPushButton构件的clicked信号连接到doSomething槽，你可以这样写：

注意，你必须用SIGNAL和SLOT宏来包围信号和槽函数。与GTK+类似，一个给定信号可以连接任意数目的槽，一个槽也可以连接任意数目的信号，只要多次调用connect方法即可。如果连接失败，它将返回FALSE。

剩下的事就是实现槽函数，它采用的是一个普通成员函数的形式：

实　验　信号和槽

你已经了解了信号和槽的工作原理，现在通过一个例子来使用它们。扩展QMainWindow并增加一个按钮，然后把按钮的clicked信号连接到一个槽。

（1）输入下面的类声明，把它命名为ButtonWindow.h：

（2）接下来是类的实现ButtonWindow.cpp：

（3）在构造函数中，你设置窗口标题，创建按钮，并且把按钮的clicked信号连接到槽。setCaption是QMainWindow中设置窗口标题的方法：

（4）Qt自动管理构件的析构函数，所以你的析构函数是空的：

（5）接下来是槽的实现代码：

（6）最后，在main函数中，你只创建了ButtonWindow的一个实例，把它设置成应用程序的主窗口，然后在屏幕上显示它：

（7）在编译这个例子之前，你需要对头文件运行预处理程序。这个预处理程序被称为元对象编译器（moc），它位于Qt软件包中。在ButtonWindow.h上运行moc，将输出结果保存为ButtonWindow.moc：

现在你可以像往常那样编译程序了，将moc的输出链接进来：

运行该程序，你将看到如图17-3所示的内容。

图　17-3

实验解析

我们在这里引入了一个新的构件和一些新函数，下面就对它们分别进行介绍。QPushButton是一个简单的按钮构件，它有一个标签和位图，用户可以通过使用鼠标点击或按键盘来激活它。

QPushButton的构造函数很简单：

第一个参数是按钮标签的文本，第二个是父构件，最后一个是由Qt在其内部使用的按钮名字。

parent参数是所有QWidget都有的参数，父构件控制该构件什么时候显示和销毁，以及其他各种特性。传递NULL给parent参数表示该构件是顶层构件，Qt将创建一个空白窗口来包含它。在本例中，你使用this为parent参数传递了当前的ButtonWindow对象，这将把这个按钮添加到ButtonWindow主区域中。

name参数设置构件在Qt内部使用的名字。如果Qt遇到错误，则该名字会显示在输出的错误信息中，因此你应该选择一个合适的构件名字，这样可以在调试时节省大量时间。

你可能已注意到，程序只是很随便地通过设置QPushButton构造函数的parent参数，将QPushButton添加到ButtonWindow中。它没有指定构件的位置、大小、边界或其他类似的属性。如果想精确控制构件的布局（这对创建一个有吸引力的用户界面很关键），你就必须使用Qt的布局对象。下面就让我们来看看它。

Qt中有很多种方法可以用来排列构件的位置和布局。你已经看到可以通过调用setGeometry来设置绝对坐标，但这很少使用。因为当调整窗口大小时，构件不会做相应地调整来适应窗口。

排列构件的首选方法是使用QLayout类或Box构件，在你给出构件的边距值和构件间的间距值后，它们会根据情况自动调整大小。

QLayout类和Box构件之间的主要不同是：布局对象不是构件。

布局类派生自QObject而不是QWidget，因此你在使用它时受到一些限制。比如，你不能将QVBoxLayout作为QMainWindow的中心构件。

与布局类相反，Box构件（如QHBox和QVBox）派生自QWidget，因此你可以把它们看做为普通的构件。你可能会奇怪为什么Qt同时有QLayout和QBox且两者具有重复的功能。其实QBox构件只是为了方便，本质上它是在一个QWidget中包含了一个QLayout。QLayout具备自动调整大小的优势，而构件则必须通过调用Qwidget::resizeEvent( )来手工调整大小。

QLayout的子类QVBoxLayout和QHBoxLayout是创建界面最常用到的方法，也是你在Qt代码中最常见的类。

QVBoxLayout和QHBoxLayout都是不可见的容器对象，它们分别以垂直和水平的方向包含其他构件和布局。你可以创建一个任意复杂的构件排列，因为你可以对布局进行嵌套。例如，将一个横向布局作为一个元素放置到一个纵向布局中。

下面是我们感兴趣的3个QVBoxLayout构造函数（QHBoxLayout有相似的API）：

QLayout的parent参数可以是一个构件或是另一个QLayout。如果没有指定parent，那么你以后只能通过addLayout方法把这个布局加到另外一个QLayout中去。

margin和spacing设置围绕在QLayout四周的边距和构件间的间隔的像素值。

一旦创建了QLayout对象，你就可以用下面两个方法分别添加子构件和布局：

实　验　使用QBoxLayout类

在本例中，你通过在QMainWindow中安排一个QLable构件来了解QBoxLayout类的实际使用情况。

（1）首先，编写头文件LayoutWindow.h：

（2）然后，编写类的实现文件LayoutWindow.cpp：

（3）你需要创建一个哑QWidget来容纳QHBoxLayout，这是因为你不能在QMainWindow中直接增加QLayout：

像前面一样，你需要在编译之前在头文件上运行moc：

运行这个程序，你将看到几个QLabel的位置被安排好了（见图17-4）。试着改变窗口的大小，看看标签怎样根据窗口的大小放大和缩小。

图　17-4

实验解析

LayoutWindow.cpp的代码创建了两个盒布局构件用于放置构件，分别是横向盒布局构件和纵向盒布局构件。纵向盒布局放置了两个标签，分别为Top和Bottom。横向盒布局也放置了两个构件，一个是显示为Right的标签，另一个是纵向盒布局构件。你可以像本例中那样，随意地在一个布局构件中放置另一个布局构件。

你可以尝试修改LayoutWindow.cpp中的代码，以便更好地了解盒布局的工作原理。

我们已经介绍了Qt的基本概念——信号和槽、moc和布局。现在是时候进一步讨论各个构件了。