Qt5入门与新特性深度解析：界面开发与信号槽实战

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《QT学习之路2》是一套全面的QT5客户端界面开发指南，旨在帮助读者掌握从基础到进阶的QT技术。课程内容涵盖以下几个关键知识点： 1. **Qt简介**：首先介绍Qt框架的基础，包括其历史沿革和在GUI编程中的地位，以及它与C++的集成。 2. **Hello, world!**：通过经典的"Hello, world!"程序展示如何开始使用Qt创建第一个简单的应用。 3. **信号与槽（Signals & Slots）**：讲解信号槽机制，它是Qt的核心，用于组件间通信，包括自定义信号槽的创建和使用。 4. **Qt模块**：概述Qt的不同模块，如QtGui、QtCore等，以及它们在开发中的作用。 5. **MainWindow**：介绍主窗口的基本构建，包括如何添加控件和事件处理。 6. **布局管理器**：学习如何组织和管理UI元素，如FlowLayout、GridLayout等。 7. **菜单栏、工具栏和状态栏**：讲解这些常用界面元素的创建和配置。 8. **对话框**：涉及标准对话框如QMessageBox的使用，以及如何实现自定义对话框并传递数据。 9. **Qt5新特性**：详细介绍Qt5的新语法和改进，包括对信号槽处理的更新。 10. **文件操作**：涵盖文件对话框、二进制和文本文件的读写，以及数据存储和容器操作。 11. **事件处理**：深入理解事件的概念，包括事件的接受、忽略、事件过滤器和自定义事件。 12. **Qt绘图系统**：教授基本的图形绘制，如画刷、画笔、反走样、渐变和坐标系统。 13. **GraphicsView Framework**：讲解图形视图框架，用于高效处理复杂图形渲染和滚动。 14. **贪吃蛇游戏示例**：通过实例演示如何使用Qt进行游戏开发，包括游戏逻辑和用户界面设计。 15. **高级主题**：如文件I/O操作的优化、数据模型与视图模式（Model-View Architecture）、隐式数据共享等。《Qt学习之路2》作为QT5的升级版，适应了Qt技术的最新发展，并提供了丰富的实战案例，不仅适合初学者入门，也适合有一定经验的开发者进一步提升技能。通过本系列教程，读者将掌握Qt5的核心功能，并为实际项目开发打下坚实的基础。

----Qt 学习之路 2----

- 13 -

&app, SLOT(quit()));

button.show();

return app.exec();

}

我们使用了 SIGNAL 和 SLOT 这两个宏，将两个函数名转换成了字符串。注意，即使 quit() 是

QApplication 的 static 函数，也必须传入一个对象指针。这也是 Qt 4 的信号槽语法的局限之

处。另外，注意到 connect() 函数的 signal 和 slot 都是接受字符串，因此，不能将全局函数

或者 Lambda 表达式传入 connect()。一旦出现连接不成功的情况，Qt 4 是没有编译错误的（因

为一切都是字符串，编译期是不检查字符串是否匹配），而是在运行时给出错误。这无疑会增加

程序的不稳定性。

信号槽机制是 Qt 的最大特性之一。这次我们只是初略了解了信号槽，知道了如何使用 connect()

函数进行信号槽的连接。在后面的内容中，我们将进一步介绍信号槽，了解如何设计自己的信号

槽等等。

5 自定义信号槽

上一节我们详细分析了 connect() 函数。使用 connect() 可以让我们连接系统提供的信号和槽。

但是，Qt 的信号槽机制并不仅仅是使用系统提供的那部分，还会允许我们自己设计自己的信号

和槽。这也是 Qt 框架的设计思路之一，用于我们设计解耦的程序。本节将讲解如何在自己的

程序中自定义信号槽。

信号槽不是 GUI 模块提供的，而是 Qt 核心特性之一。因此，我们可以在普通的控制台程序使

用信号槽。

经典的观察者模式在讲解举例的时候通常会举报纸和订阅者的例子。有一个报纸类 Newspaper，

有一个订阅者类 Subscriber。Subscriber 可以订阅 Newspaper。这样，当 Newspaper 有了新

的内容的时候，Subscriber 可以立即得到通知。在这个例子中，观察者是 Subscriber，被观察

者是 Newspaper。在经典的实现代码中，观察者会将自身注册到被观察者的一个容器中（比如

subscriber.registerTo(newspaper)）。被观察者发生了任何变化的时候，会主动遍历这个容器，

依次通知各个观察者（newspaper.notifyAllSubscribers()）。

下面我们看看使用 Qt 的信号槽，如何实现上述观察者模式。注意，这里我们仅仅是使用这个

案例，我们的代码并不是去实现一个经典的观察者模式。也就是说，我们使用 Qt 的信号槽机

制来获得同样的效果。

Language: C++ (Qt)

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#include "newspaper.h"

#include "reader.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

QCoreApplication app(argc, argv);

Newspaper newspaper("Newspaper A");

Reader reader;

QObject::connect(&newspaper, &Newspaper::newPaper,

&reader, &Reader::receiveNewspaper);

newspaper.send();

return app.exec();

}

当我们运行上面的程序时，会看到终端输出 Receives Newspaper: Newspaper A 这样的字样。

下面我们来分析下自定义信号槽的代码。

这段代码放在了三个文件，分别是 newspaper.h，reader.h 和 main.cpp。为了减少文件数量，

可以把 newspaper.h 和 reader.h 都放在 main.cpp 的 main() 函数之前吗？答案是，可以，

但是需要有额外的操作。具体问题，我们在下面会详细说明。

首先看 Newspaper 这个类。这个类继承了 QObject 类。只有继承了 QObject 类的类，才具

有信号槽的能力。所以，为了使用信号槽，必须继承 QObject。凡是 QObject 类（不管是直接

子类还是间接子类），都应该在第一行代码写上 Q_OBJECT。不管是不是使用信号槽，都应该

添加这个宏。这个宏的展开将为我们的类提供信号槽机制、国际化机制以及 Qt 提供的不基于

C++ RTTI 的反射能力。因此，如果你觉得你的类不需要使用信号槽，就不添加这个宏，就是错

误的。其它很多操作都会依赖于这个宏。注意，这个宏将由 moc（我们会在后面章节中介绍 moc。

这里你可以将其理解为一种预处理器，是比 C++ 预处理器更早执行的预处理器。）做特殊处

理，不仅仅是宏展开这么简单。moc 会读取标记了 Q_OBJECT 的头文件，生成以 moc_ 为前

缀的文件，比如 newspaper.h 将生成 moc_newspaper.h。你可以到构建目录查看这个文件，

看看到底增加了什么内容。注意，由于 moc 只处理头文件中的标记了 Q_OBJECT 的类声明，

不会处理 cpp 文件中的类似声明。因此，如果我们的 Newspaper 和 Reader 类位于 main.cpp

中，是无法得到 moc 的处理的。解决方法是，我们手动调用 moc 工具处理 main.cpp，并且

将 main.cpp 中的 include “newspaper.h” 改为 include “moc_newspaper.h” 就可以了。不过，

这是相当繁琐的步骤，为了避免这样修改，我们还是将其放在头文件中。许多初学者会遇到莫名

其妙的错误，一加上 Q_OBJECT 就出错，很大一部分是因为没有注意到这个宏应该放在头文件

中。

Newspaper 类的 public 和 private 代码块都比较简单，只不过它新加了一个 signals。signals

块所列出的，就是该类的信号。信号就是一个个的函数名，返回值是 void（因为无法获得信号

的返回值，所以也就无需返回任何值），参数是该类需要让外界知道的数据。信号作为函数名，

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不需要在 cpp 函数中添加任何实现

（我们曾经说过，Qt 程序能够使用普通的 make 进行编译。

没有实现的函数名怎么会通过编译？原因还是在 moc，moc 会帮我们实现信号函数所需要的函

数体，所以说，moc 并不是单纯的将 Q_OBJECT 展开，而是做了很多额外的操作）

。

Newspaper 类的 send() 函数比较简单，只有一个语句 emit newPaper(m_name);。emit 是 Qt

对 C++ 的扩展，是一个关键字（其实也是一个宏）。emit 的含义是发出，也就是发出 newPaper()

信号。感兴趣的接收者会关注这个信号，可能还需要知道是哪份报纸发出的信号？所以，我们将

实际的报纸名字 m_name 当做参数传给这个信号。当接收者连接这个信号时，就可以通过槽函

数获得实际值。这样就完成了数据从发出者到接收者的一个转移。

Reader 类更简单。因为这个类需要接受信号，所以我们将其继承了 QObject，并且添加了

Q_OBJECT 宏。后面则是默认构造函数和一个普通的成员函数。Qt 5 中，任何成员函数、static

函数、全局函数和 Lambda 表达式都可以作为槽函数。与信号函数不同，槽函数必须自己完成

实现代码。槽函数就是普通的成员函数，因此也会受到 public、private 等访问控制符的影响。

（我们没有说信号也会受此影响，事实上，如果信号是 private 的，这个信号就不能在类的外面

连接，也就没有任何意义。）

main() 函数中，我们首先创建了 Newspaper 和 Reader 两个对象，然后使用

QObject::connect() 函数。这个函数我们上一节已经详细介绍过，这里应该能够看出这个连接的

含义。然后我们调用 Newspaper 的 send() 函数。这个函数只有一个语句：发出信号。由于我

们的连接，当这个信号发出时，自动调用 reader 的槽函数，打印出语句。

这样我们的示例程序讲解完毕。我们基于 Qt 的信号槽机制，不需要观察者的容器，不需要注

册对象，就实现了观察者模式。

下面总结一下自定义信号槽需要注意的事项：

 发送者和接收者都需要是 QObject 的子类（当然，槽函数是全局函数、Lambda 表

达式等无需接收者的时候除外）；

 使用 signals 标记信号函数，信号是一个函数声明，返回 void，不需要实现函数

代码；

 槽函数是普通的成员函数，会受到 public、private、protected 的影响；

 使用 emit 在恰当的位置发送信号；

 使用 QObject::connect() 函数连接信号和槽。

Qt 4

下面给出 Qt 4 中相应的代码：

Language: C++ (Qt)

//!!! Qt4

#include <QObject>

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