Qt：基于字符串和基于Functor的连接之间的差异

骑猪看日落 2022-11-17 05:28 108阅读 0赞

从Qt 5.0开始，Qt提供了两种不同的方法来用C ++编写信号插槽连接：基于字符串的连接语法和基于函子的连接语法。两种语法都有优缺点。下表总结了它们之间的差异。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>基于字符串</th> 
   <th>基于函子</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>类型检查在…</td> 
   <td>运行</td> 
   <td>编译时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>可以将信号连接到lambda表达式</td> 
   <td></td> 
   <td>ÿ</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>可以将信号连接到参数多于信号的插槽（使用默认参数）</td> 
   <td>ÿ</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>可以将C ++函数连接到QML函数</td> 
   <td>ÿ</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

以下各节详细说明了这些差异，并演示了如何使用每种连接语法所独有的功能。

# 类型检查和隐式类型转换 #

基于字符串的连接通过**在运行时比较字符串**来进行类型检查。这种方法有三个局限性：

1.  仅在程序开始运行后才能检测到连接错误
2.  不能在信号与槽之间进行隐式转换
3.  `Typedef`和名称空间无法解析

存在限制2和3.因为字符串比较器无法访问C++类型信息，因此它依赖于精确的字符串匹配

相反，编译器会检查基于函子的连接。编译器在编译时捕获错误，启用兼容类型之间的隐式转换，并识别相同类型的不同名称

例如，只有基于函子的语法可以用于将携带int的信号连接到接受double的插槽。QSlider保存int值，而QDoubleSpinBox保存double值。以下代码段显示了如何使它们保持同步：

auto slider = new QSlider(this);
        auto doubleSpinBox = new QDoubleSpinBox(this);
    
        // OK: The compiler can convert an int into a double
        connect(slider, &QSlider::valueChanged,
                doubleSpinBox, &QDoubleSpinBox::setValue);
    
        // ERROR: The string table doesn't contain conversion information
        connect(slider, SIGNAL(valueChanged(int)),
                doubleSpinBox, SLOT(setValue(double)));

下面的示例说明了缺少名称解析的问题。`QAudioInput :: stateChanged（）`使用类型为**QAudio :: State**的参数声明。因此，即使**state**已经可见，基于字符串的连接也必须指定**QAudio :: State** 。因为参数类型不是连接的一部分，所以此问题不适用于基于仿函数的连接。

auto audioInput = new QAudioInput(QAudioFormat(), this);
        auto widget = new QWidget(this);
    
        // OK
        connect(audioInput, SIGNAL(stateChanged(QAudio::State)),
                widget, SLOT(show()));
    
        // ERROR: The strings "State" and "QAudio::State" don't match
        using namespace QAudio;
        connect(audioInput, SIGNAL(stateChanged(State)),
                widget, SLOT(show()));
    
        // ...

# 连接到Lambda表达式 #

基于函子的连接语法可以将信号连接到C++ 11 lambda表达式，这些表达式实际上是内联槽。此功能在基于字符串的语法中不可用。

在下面的示例中，TextSender类发出一个textCompleted（）信号，该信号携带一个QString参数。下面是类声明：

class TextSender : public QWidget {
        
        Q_OBJECT
    
        QLineEdit *lineEdit;
        QPushButton *button;
    
    signals:
        void textCompleted(const QString& text) const;
    
    public:
        TextSender(QWidget *parent = nullptr);
    };

以下是当用户单击按钮时发出`TextSender:：textCompleted（）`的连接：

TextSender::TextSender(QWidget *parent) : QWidget(parent) {
        
        lineEdit = new QLineEdit(this);
        button = new QPushButton("Send", this);
    
        connect(button, &QPushButton::clicked, [=] {
        
            emit textCompleted(lineEdit->text());
        });
    
        // ...
    }

在本例中，lambda函数使连接变得简单，即使QPushButton:：clicked（）和TextSender:：textCompleted（）的参数不兼容。相反，基于字符串的实现需要额外的样板代码。

注意：基于functor的连接语法接受指向所有函数的指针，包括独立函数和常规成员函数。但是，**为了可读性，信号应该只连接到插槽、lambda表达式和其他信号**。

# 将C++对象连接到QML对象 #

基于字符串的语法可以将C++对象连接到QML对象，但是基于函件的语法不能。这是因为QML类型在运行时被解析，因此它们不适用于C++编译器。

在下面的示例中，单击QML对象使C++对象打印消息，反之亦然。这里是QML类型（在QmlGui.qml文件):

Rectangle {
        
        width: 100; height: 100
    
        signal qmlSignal(string sentMsg)
        function qmlSlot(receivedMsg) {
        
            console.log("QML received: " + receivedMsg)
        }
    
        MouseArea {
        
            anchors.fill: parent
            onClicked: qmlSignal("Hello from QML!")
        }
    }

这是C ++类：

class CppGui : public QWidget {
        
        Q_OBJECT
    
        QPushButton *button;
    
    signals:
        void cppSignal(const QVariant& sentMsg) const;
    
    public slots:
        void cppSlot(const QString& receivedMsg) const {
        
            qDebug() << "C++ received:" << receivedMsg;
        }
    
    public:
        CppGui(QWidget *parent = nullptr) : QWidget(parent) {
        
            button = new QPushButton("Click Me!", this);
            connect(button, &QPushButton::clicked, [=] {
        
                emit cppSignal("Hello from C++!");
            });
        }
    };

这是进行信号插槽连接的代码：

auto cppObj = new CppGui(this);
        auto quickWidget = new QQuickWidget(QUrl("QmlGui.qml"), this);
        auto qmlObj = quickWidget->rootObject();
    
        // Connect QML signal to C++ slot
        connect(qmlObj, SIGNAL(qmlSignal(QString)),
                cppObj, SLOT(cppSlot(QString)));
    
        // Connect C++ signal to QML slot
        connect(cppObj, SIGNAL(cppSignal(QVariant)),
                qmlObj, SLOT(qmlSlot(QVariant)));

注意：QML中所有的JavaScript函数都采用var类型的参数，这些参数映射到C++中的qFALSE类型。

当单击QPututButter时，控制台打印，'QML收到：“来自C++的hello！”同样，当单击矩形时，控制台打印，“C++接收到：“来自QML的hello！”

请参见与C++的QML对象交互，[以使C++对象与QML对象交互][C_QML]。

# 使用插槽中的默认参数连接到参数较少的信号 #

通常，只有当插槽与信号具有相同数量的参数（或更少），并且所有参数类型都兼容时，才能建立连接。

基于字符串的连接语法为此规则提供了一种解决方法：如果插槽具有默认参数，则可以从信号中忽略这些参数。当发出的信号参数少于插槽参数时，Qt使用默认参数值运行插槽。

基于函子的连接不支持此功能。

假设有一个名为DemoWidget的类，其slot printNumber（）具有默认参数：

public slots:
        void printNumber(int number = 42) {
        
            qDebug() << "Lucky number" << number;
        }

使用基于字符串的连接，DemoWidget::printNumber()可以连接到QApplication :: aboutToQuit（），即使后者没有参数。基于函子的连接将产生编译时错误：

DemoWidget::DemoWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent) {
        
    
        // OK: printNumber() will be called with a default value of 42
        connect(qApp, SIGNAL(aboutToQuit()),
                this, SLOT(printNumber()));
    
        // ERROR: Compiler requires compatible arguments
        connect(qApp, &QCoreApplication::aboutToQuit,
                this, &DemoWidget::printNumber);
    }

要使用基于functor的语法解决此限制，请将信号连接到调用插槽的lambda函数。请参阅上面的部分：**连接到Lambda表达式**。

# 选择重载信号和插槽 #

使用基于字符串的语法，可以显式指定参数类型。因此，重载信号或插槽的期望实例是明确的。

相反，使用基于函子的语法，必须强制重载信号或插槽以告知编译器要使用哪个实例。

例如，QLCDNumber有三个版本的`display()`插槽：

*  QLCDNumber::display(int)
 *  QLCDNumber::display(double)
 *  QLCDNumber::display(QString)

要将int版本连接到`QSlider::valueChanged()`，有两种语法：

auto slider = new QSlider(this);
        auto lcd = new QLCDNumber(this);
    
        // String-based syntax
        connect(slider, SIGNAL(valueChanged(int)),
                lcd, SLOT(display(int)));
    
        // Functor-based syntax
        connect(slider, &QSlider::valueChanged,
                lcd, qOverload<int>(&QLCDNumber::display));

另请参见[qOverload()][qOverload]。

[C_QML]: https://doc.qt.io/qt-6/qtqml-cppintegration-overview.html#interacting-with-qml-objects-from-c
[qOverload]: https://doc.qt.io/qt-6/qtglobal.html#qOverload