QT信号与槽机制

connect 连接

QObject::connect()是实现信号与槽机制的核心函数，用于建立对象间的通信。

1. 基本语法

• Qt5 + 推荐语法（类型安全）

connect(sender, &SenderClass::signalName, receiver, &ReceiverClass::slotName, connectionType);

1. sender : 发送者
2. SenderClass::signalName ： 发送信号名称
3. receiver : 接收者
4. ReceiverClass::slotName ：接收后调用的槽函数名称
5. connectionType ：连接类型

2. 连接类型

• Qt::AutoConnection (默认)
  自动判断：同线程使用DirectConnection，跨线程使用QueuedConnection。
• Qt::DirectConnection
  槽函数在信号发送线程中立即执行（类似函数调用）。
• Qt::QueuedConnection
  槽函数在接收者线程的事件循环中异步执行（跨线程安全）。
• Qt::BlockingQueuedConnection
  类似QueuedConnection，但阻塞发送者线程直到槽执行完毕（慎用，需防死锁）。
• Qt::UniqueConnection
  避免重复连接（与上述类型按位或组合使用

3. 信号与槽要求

• 信号和槽声明：
  在类中使用 signals/slots 关键字声明，或使用 Q_SIGNALS/Q_SLOTS。
• 元对象系统：
  类必须继承 QObject 并在类定义开头添加 Q_OBJECT 宏（用于元对象编译 MOC）

4. 连接方式扩展

• 连接重载信号

使用静态转型或 qOverload<>（C++14）：

由于信号可以有多个重载（例如，QComboBox::currentIndexChanged 有两个重载：一个带有 int 参数，另一个带有 const QString & 参数 ），因此需要明确指定要连接的是哪一个版本。

void QComboBox::currentIndexChanged(int index);         // 版本1：带整型参数
void QComboBox::currentIndexChanged(const QString& text); // 版本2：带字符串参数

当使用 Qt5 的新型语法（基于函数指针）进行信号槽连接时：

// 处理重载信号
connect(sender, &SenderClass::signal, receiver, &ReceiverClass::slot);

编译器无法自动确定要使用哪个重载版本，因此需要用 QOverload 明确指出目标重载。

QOverload<int>::of 详解

1. 语法结构

verload<参数类型>::of(成员函数指针)

2. 在连接中的使用

// 明确选择 currentIndexChanged(int) 重载版本
QOverload<int>::of(&QComboBox::currentIndexChanged)

3. 从 Qt5 到 Qt6 的变化

版本	解决方案	示例
Qt5 (5.0-5.6)	显式类型转换	static_cast<void (QComboBox:😗)(int)>(&QComboBox::currentIndexChanged)
Qt5 (>=5.7)	QOverload::of	QOverload::of(&QComboBox::currentIndexChanged)
Qt6	简化的 qOverload	qOverload(&QComboBox::currentIndexChanged)

• Lambda 表达式作为槽

connect(button, &QPushButton::clicked, [=]() {
    qDebug() << "Button clicked!";
});

注意：Lambda 中捕获局部变量时，需确保生命周期（跨线程时谨慎捕获）。

• 信号连接信号

connect(srcObj, &SrcClass::signalA, destObj, &DestClass::signalB);

5. 断开连接

• 手动断开

disconnect(sender, nullptr, receiver, nullptr);  // 断开 sender 与 receiver 所有连接
disconnect(connectionHandle);                   // 通过 QMetaObject::Connection 断开

• 自动断开
  当 sender 或 receiver 被销毁时，连接自动断开。

6. 连接有效性检查

• 返回值：
  connect() 返回 QMetaObject::Connection 对象，用于管理连接状态。
• 检查连接：

QMetaObject::Connection conn = connect(...);
if (conn) { /* 连接成功 */ }

7. 多线程注意事项

• 跨线程通信：
  必须使用 QueuedConnection 或 BlockingQueuedConnection。
• 线程亲和性：
  通过 QObject::thread() 和 moveToThread() 管理对象所属线程。
• 资源竞争：
  QueuedConnection 传递的参数必须是元类型（使用 qRegisterMetaType() 注册复杂类型）。

8. Qt 传递自定义类型

在QT中使用槽与信号传递自定义类型，需要先进行类型注册。

方式1：使用 qRegisterMetaType<T>() 注册自定义类型

• 作用：在运行时将类型的元信息注册到Qt的类型系统中。使得Type可用于跨线程的信号槽通信。
• 阶段：运行时 (Run-time)，通常在 main 函数或初始化代码中调用。
• QVariant: 非必需，但建议一起使用。QVariant 的某些操作（如跨线程转换）可能需要它
• 信号槽(自动连接)：必需。用于排队连接 (QueuedConnection)，这是跨线程通信的默认方式。

信号槽(自动连接)：不足以支持跨线程，同线程的直连(DirectConnection)可以，因为它不涉及拷贝。

方式2：在类声明中使用 Q_DECLARE_METATYPE(Type) 声明自定义类型

• 作用：让编译器在编译时生成类型的元信息，使得Type可用于QVariant,QSettings等Qt的跨线程通信。
• 阶段：编译时(Compiler Time)
• QVariant: 必需。没有它，QVariant无法识别或存储自定义类型。
• 信号槽(自动连接)：不足以支持跨线程，同线程的直连(DirectConnection)可以，因为它不涉及拷贝。

总结

• 两者关系：它们是互补的，而不是二选一。对于需要跨线程传递的自定义类型，两者通常都需要。
• 正确流程：
  • 在头文件中声明：Q_DECLARE_METATYPE(MyCustomType)
  • 在源文件中注册（通常在 main 函数或某个初始化函数中）：qRegisterMetaType("MyCustomType");
  • 如果类型在命名空间中：需要在外层声明和注册，例如 Q_DECLARE_METATYPE(MyNamespace::MyCustomType)

#include <QMetaType> // 必须包含这个头文件
// 自定义数据类型
class MyDataType
{
    //省略成员变量和方法...
};

//在头文件中声明
Q_DECLARE_METATYPE(MyCustomType);

// main 函数或某个初始化函数中
// 关键步骤：在运行时注册自定义类型
// 这是跨线程信号槽传递所必需的
qRegisterMetaType<MyDataType>("MyDataType");
qRegisterMetaType<QSharedPointer<MyDataType>>("QSharedPointer<MyDataType>");
// 如果需要，也可以注册自定义类型的指针版本
// qRegisterMetaType<MyDataType*>("MyDataType*");

配合智能指针使用

对于Qt跨线程通信，推荐使用一下智能指针：

• QSharedPointer<T>：用于跨线程传递复杂数据，其内部维护一个引用计数，当引用计数为0时自动释放内存。
• QWeakPointer<T>：用于跨线程传递复杂数据，其内部维护一个弱引用，当引用对象被销毁时自动失效(配合QSharedPointer使用)
• std::shared_ptr : C++11 标准智能指针，也需要注册才能使用

#include <QString>
#include <QMetaType>
#include <QSharedPointer>
#include <memory>

// 前置声明
class SmartData;

// 定义智能指针类型别名  一般使用智能指针都是要起别名的，方便使用
using SmartDataPtr = QSharedPointer<SmartData>; 
using SmartDataStdPtr = std::shared_ptr<SmartData>;

// 自定义数据类型
class SmartData
{
public:
    SmartData();
    SmartData(int id, const QString& name, double value);
    
    // 不需要显式定义拷贝构造函数和赋值运算符
    // 因为使用智能指针，不会直接拷贝对象
    
    QString toString() const;
    
    int id() const;
    QString name() const;
    double value() const;
    void setValue(double value);

private:
    int m_id;
    QString m_name;
    double m_value;
};

// 声明元类型 - 编译时声明
// 1. 声明原始类型（可选，如果需要在QVariant中使用）
Q_DECLARE_METATYPE(SmartData)

// 2. 声明智能指针类型（必须）
Q_DECLARE_METATYPE(SmartDataPtr)
Q_DECLARE_METATYPE(SmartDataStdPtr)

// 在主函数中
// 关键步骤：在运行时注册自定义类型和智能指针类型
// 1. 注册原始类型（如果需要）
qRegisterMetaType<SmartData>("SmartData");

// 2. 注册智能指针类型（必须）
qRegisterMetaType<SmartDataPtr>("SmartDataPtr");
qRegisterMetaType<SmartDataStdPtr>("SmartDataStdPtr");

// 3. 也可以使用模板方式注册（推荐）
qRegisterMetaType<QSharedPointer<SmartData>>();
qRegisterMetaType<std::shared_ptr<SmartData>>();

SmartController controller;
controller.startDemo();