"Qt学习之路2：深入理解著名的C++应用程序框架"

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Qt学习之路21: Qt简介本文将对Qt进行详细介绍，从其起源、特点、功能以及应用领域等方面进行探讨，帮助读者全面了解和学习Qt框架。 Qt是一个著名的C++应用程序框架。与传统的图形用户界面（GUI）库不同，Qt并不仅仅是一个GUI组件。它是一个功能强大且庞大的框架，提供了丰富的工具和库，用于开发跨平台的应用程序。 Qt的起源可以追溯到1991年。由于市场上存在大量的GUI开发工具，而且维护不同平台上的代码非常麻烦，Qt的创始人决定创建一个统一的框架，可以在多个平台上运行，并且具有良好的可移植性。 Qt的特点主要体现在以下几个方面： 1. 跨平台：Qt是一个跨平台的框架，可以在多个操作系统上运行，包括Windows、macOS、Linux等。 2. 开源：Qt采用了开源模式，使得开发者可以免费使用和修改Qt框架，同时也能参与到Qt的开发和改进中来。 3. 丰富的组件和工具：Qt提供了大量的组件和工具，用于开发各种类型的应用程序，包括图形界面、网络通信、数据库访问、多媒体处理等。 4. 具有良好的可扩展性：Qt框架支持插件机制，可以扩展框架的功能，满足不同应用场景的需求。 Qt的功能主要包括以下几个方面： 1. GUI开发：Qt提供了丰富的GUI组件，用于快速构建各种样式和功能的图形界面。 2. 网络通信：Qt提供了强大的网络模块，支持TCP、UDP、HTTP等协议的通信，方便开发网络应用程序。 3. 数据库访问：Qt提供了数据库访问模块，支持主流的数据库，如MySQL、SQLite、Oracle等，方便开发数据库相关的应用程序。 4. 多媒体处理：Qt提供了多媒体模块，支持音频、视频的播放和处理。 5. 多线程支持：Qt框架支持多线程编程，提供了线程同步、信号槽等机制，方便开发多线程应用程序。 Qt的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面： 1. 桌面应用程序：Qt提供了强大的图形界面开发能力，因此在开发桌面应用程序方面得到了广泛的应用，包括办公软件、图形编辑软件等。 2. 移动应用程序：Qt提供了移动应用开发的支持，可以用于开发安卓、iOS等平台上的应用程序。 3. 嵌入式系统：Qt的轻量级版本Qt Embedded可以在嵌入式系统上运行，因此在嵌入式设备、智能家居等领域得到了广泛的应用。 4. 游戏开发：Qt提供了游戏开发的支持，具有良好的图形渲染和多媒体处理能力，可以用于开发各类游戏。 5. Web开发：Qt提供了Web开发的支持，可以用于开发Web应用程序，如Web服务器、Web浏览器等。总结而言，Qt是一个功能强大且跨平台的C++应用程序框架，具有丰富的组件和工具，可用于开发各种类型的应用程序。无论是桌面应用程序、移动应用程序、嵌入式系统，还是游戏开发和Web开发，Qt都具有广泛的应用领域。希望通过本文的介绍，读者能够加深对Qt框架的了解，并且能够在Qt的学习和应用过程中取得更好的成果。

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slot 类型是 const char *。这个函数将 signal 和 slot 作为字符串处理。第二个，sender 和

receiver 同样是 const QObject *，但是 signal 和 slot 都是 const QMetaMethod &。我

们可以将每个函数看做是 QMetaMethod 的子类。因此，这种写法可以使用 QMetaMethod

进行类型比对。第三个，sender 同样是 const QObject *，signal 和 slot 同样是 const char

*，但是却缺少了 receiver。这个函数其实是将 this 指针作为 receiver。第四个，sender 和

receiver 也都存在，都是 const QObject *，但是 signal 和 slot 类型则是

PointerToMemberFunction。看这个名字就应该知道，这是指向成员函数的指针。第五个，

前面两个参数没有什么不同，最后一个参数是 Functor 类型。这个类型可以接受 static 函

数、全局函数以及 Lambda 表达式。

由此我们可以看出，connect()函数，sender 和 receiver 没有什么区别，都是 QObject 指针；

主要是 signal 和 slot 形式的区别。具体到我们的示例，我们的 connect()函数显然是使用

的第五个重载，最后一个参数是 QApplication 的 static 函数 quit()。也就是说，当我们的

button 发出了 clicked()信号时，会调用 QApplication 的 quit()函数，使程序退出。

信号槽要求信号和槽的参数一致，所谓一致，是参数类型一致。如果不一致，允许的情况是，

槽函数的参数可以比信号的少，即便如此，槽函数存在的那些参数的顺序也必须和信号的前

面几个一致起来。这是因为，你可以在槽函数中选择忽略信号传来的数据（也就是槽函数的

参数比信号的少），但是不能说信号根本没有这个数据，你就要在槽函数中使用（就是槽函

数的参数比信号的多，这是不允许的）。

如果信号槽不符合，或者根本找不到这个信号或者槽函数的话，比如我们改成：

由于 QApplication 没有 quit2 这样的函数的，因此在编译时，会有编译错误：

这样，使用成员函数指针，我们就不会担心在编写信号槽的时候会出现函数错误。

借助 Qt 5 的信号槽语法，我们可以将一个对象的信号连接到 Lambda 表达式，例如：

QObject::connect(&button, &QPushButton::clicked, &QApplication::quit2);

'quit2' is not a member of QApplication

// !!! Qt 5

#include <QApplication>

#include <QPushButton>

#include <QDebug>

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

{

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()）。

QApplication app(argc, argv);

QPushButton button("Quit");

QObject::connect(&button, SIGNAL(clicked()),

&app, SLOT(quit()));

button.show();

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.cpp。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，

////////// main.cpp

#include <QCoreApplication>

#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();

}

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赵小杏儿

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