Qt中的字符串宏 | 编译期检查和运行期检查 | Qt信号与槽connect写法

一、什么是字符串宏（String Macro）

        字符串宏其实来源于 C/C++ 的预处理器宏（Macro）

宏是什么？

        在 C++ 代码正式编译之前，编译器会先经过一个预处理阶段，在这个阶段，所有的 #define 宏定义都会被纯文本替换

        例如：

#define PI 3.14159

        当你写：

double area = PI * r * r;

        预处理器会在编译前把它替换成：

double area = 3.14159 * r * r;

        这就是宏展开

那么什么是“字符串宏”？

        字符串宏就是返回字符串的宏，也就是说，它展开后不是数字或表达式，而是 字符串字面量（string literal）

        例如：

#define NAME "Landon"

        当代码中出现：

std::cout << NAME;

        编译器看到的其实是：

std::cout << "Landon";

Qt 中的 SIGNAL() / SLOT() 宏就是字符串宏

        在 Qt4 以及早期 Qt5 中，信号和槽连接常写成这样：

connect(spinBox, SIGNAL(valueChanged(int)), label, SLOT(setNum(int)));

表面上看像是函数调用，但其实：

• SIGNAL() 和 SLOT() 是两个宏；

• 它们把括号内的内容变成 字符串常量

展开后是这样（伪代码）：

connect(spinBox, "2valueChanged(int)", label, "1setNum(int)");

"2" 和 "1" 是内部用于区分信号和槽的标识，Qt 的元对象系统（Meta-Object System）会在运行时根据这些字符串去查找信号和槽是否存在

关键点：

SIGNAL 和 SLOT 写法依赖字符串匹配，编译器并不会验证信号或槽的存在

举个例子

connect(spinBox, SIGNAL(valueChaged(int)), label, SLOT(setNum(int)));

        你不小心少写了一个 n(changed被你不小心写为chaged)，程序依然能编译通过

        但运行时会出现：

QObject::connect: No such signal QSpinBox::valueChaged(int)

        这就是字符串宏的弊端：

• 编译器无法检查；

• 错误要到运行时才发现。

Qt5+ 改进：函数指针写法取代字符串宏

        Qt5 之后，我们可以写：

connect(spinBox, &QSpinBox::valueChanged, label, &QLabel::setNum);

        这种写法不再使用字符串，而是真正的函数指针，编译器能在编译期就检查函数是否存在、参数是否匹配，彻底杜绝拼写错误

二、编译期检查与运行期检查

        在 C++（以及 Qt）编程中，你可能常听到这两个概念：

“这种写法只能运行期报错，而那种写法能在编译期就检查出来”

        那么，究竟什么是 编译期检查（Compile-time Check） 和 运行期检查（Runtime Check） 呢？它们的区别到底是什么？为什么 Qt 推荐我们使用新式connect语法？

        这篇文章帮你彻底搞清楚

程序的两个阶段

        当我们写一个 C++ 程序，它要经过两个重要阶段：

编译期（Compile-time）—— 程序还没运行，编译器正在“检查并生成机器代码”的阶段

运行期（Runtime）—— 程序已经被加载到内存中，正在实际执行的阶段

编译期检查（Compile-time Checking）

定义：

编译器在“编译阶段”发现问题，并阻止程序生成可执行文件

特点：

• 错误在编译时就会报出

• 不需要运行程序

• 一旦出错，编译器立即停止编译

• 错误更容易定位，更安全

举个例子：

int x = "hello";   // ❌ 类型不匹配

        编译器会直接报错：

error: invalid conversion from 'const char*' to 'int'

        这就是 编译期检查

在 Qt 中的例子：

        旧版写法（Qt4 风格）：

connect(spinBox, SIGNAL(valueChanged(int)), label, SLOT(setNum(int)));

        这行代码中的 SIGNAL() 和 SLOT() 是字符串宏，编译器根本不知道 valueChanged(int) 和 setNum(int) 具体是什么函数！

如果你写成：

connect(spinBox, SIGNAL(valueChanged(QString)), label, SLOT(setNum(int)));

编译器也会 默默通过，但程序运行时会在控制台输出警告：

QObject::connect: No such signal QSpinBox::valueChanged(QString)

这类错误只能 运行时 才被发现，属于运行期检查

运行期检查（Runtime Checking）

程序在运行过程中，才检测并发现错误

特点：

• 编译器不会报错

• 程序能编译通过

• 错误只在程序执行时才暴露

• 有时会导致程序崩溃或逻辑错误

• 调试成本高

举个例子：

int arr[3] = {1, 2, 3};
arr[5] = 10;   // ❌ 越界访问

编译器无法发现这个错误，因为它不知道你运行时会访问哪个索引
只有在运行时才会出错（甚至直接崩溃）

Qt 示例

        新式写法（Qt5+ 推荐）：

connect(spinBox, QOverload<int>::of(&QSpinBox::valueChanged), label, &QLabel::setNum);

        这里使用了 函数指针 + 模板机制，编译器能在 编译期 就检查：

• 这个信号是否存在；

• 参数类型是否匹配；

• 槽函数是否可调用。

如果你写错类型：

connect(spinBox,QOverload<QString>::of(&QSpinBox::valueChanged),label,&QLabel::setNum);

编译器立即报错：

error: no matching function for call to 'connect'

这就是 编译期检查

三、Qt信号与槽connect写法

        Qt 的 connect() 是信号与槽机制的核心函数，从 Qt4 → Qt5 → Qt6，connect() 的写法经历了三次重大进化

Qt 的信号槽机制简介

connect() 的作用是：

把一个 信号（signal） 连接到一个 槽（slot） 或 可调用对象（callable），
当信号发出时，槽函数自动被调用

语法通用结构如下：

connect(sender, signal, receiver, slot);

• sender：发出信号的对象指针

• signal：信号函数

• receiver：接收信号的对象指针

• slot：接收信号后执行的函数（槽）

Qt 各版本 connect 写法概览

Qt 版本	写法类型	是否类型安全	是否支持重载信号	示例
Qt4（老式）	宏字符串写法	❌ 否（运行期检查）	❌ 否	connect(obj, SIGNAL(sig(int)), obj2, SLOT(slot(int)));
Qt5（推荐）	函数指针写法	✅ 是（编译期检查）	✅ 是	connect(obj, &Class::signal, obj2, &Class2::slot);
Qt5（复杂信号）	QOverload 辅助写法	✅ 是	✅ 是	connect(obj, QOverload<int>::of(&Class::signal), obj2, &Class2::slot);
Qt5（Lambda）	Lambda 槽函数	✅ 是	✅ 是	connect(obj, &Class::signal, this, [=](int v){ ... });
Qt6（简化）	新式 connect（自动推导）	✅ 是	✅ 是	connect(obj, &Class::signal, this, &MyClass::slot); 或省略 receiver

详细讲解每种写法

① 宏字符串写法（Qt4 风格）

connect(spinBox, SIGNAL(valueChanged(int)), label, SLOT(setNum(int)));

 特点：

• 使用宏 SIGNAL() 和 SLOT()

• 宏会把参数变为字符串（如 "2valueChanged(int)"）

• Qt 运行时再用反射机制（MOC 系统）去匹配信号槽

缺点：

• 运行期检查，拼写错误不会被编译器发现

• 不支持信号重载

• Qt5 中仍可用，但已被官方标记为不推荐

② 函数指针写法（Qt5 推荐）

        Qt5 引入了 编译期类型检查的函数指针 connect

connect(spinBox, &QSpinBox::valueChanged, label, &QLabel::setNum);

优点：

• 编译期类型安全

• 支持重载信号

• 自动匹配函数签名

• 拼写错误会编译不通过

• 支持自动断开（随对象析构自动 disconnect）

原理：

        Qt 利用 C++11 函数指针机制，让编译器能在编译时检查信号与槽参数类型是否兼容

③ 重载信号写法（QOverload）

        某些 Qt 类的信号是 overload（重载） 的，比如 QSpinBox::valueChanged：

void valueChanged(int value);
void valueChanged(const QString &text);

        这时候你必须告诉编译器你想连接哪个版本。

QOverload 写法：

connect(spinBox,QOverload<int>::of(&QSpinBox::valueChanged),label,&QLabel::setNum);

        或者：

connect(spinBox,QOverload<const QString &>::of(&QSpinBox::valueChanged),this,&MyWidget::onTextChanged);

 原理：

QOverload<Args...>::of(&Class::signal) 明确指定了信号参数类型

④ Lambda 槽函数写法（Qt5 新增）

        Qt5 开始允许用 Lambda 表达式 作为槽函数，非常方便（如果会用的话）

connect(spinBox, &QSpinBox::valueChanged, this, [=](int value){qDebug() << "SpinBox value:" << value;
});

优点：

• 不需要定义槽函数

• 支持捕获外部变量

• 类型安全

• 写法简洁

用法补充：

        你可以省略 receiver，Qt 会自动推导：

connect(spinBox, &QSpinBox::valueChanged, [=](int v){qDebug() << v;
});

但要注意：若无 receiver，lambda 的生命周期不受控，最好与 QObject::connect 的返回值配合使用来管理连接

⑤ Qt6 的新写法（自动推导 + 简化）

        Qt6 在 Qt5 基础上进一步简化了 connect 语法，支持自动推导、可选参数：

connect(spinBox, &QSpinBox::valueChanged, this, &MyWidget::updateLabel);

        甚至：

connect(spinBox, &QSpinBox::valueChanged, [=](int v){ qDebug() << v; });

        或者返回连接对象：

auto connection = connect(button, &QPushButton::clicked, this, &MyClass::onClick);
disconnect(connection);  // 随时解除连接

disconnect() 写法也有几种

写法	用法说明
disconnect(sender, signal, receiver, slot)	断开指定信号槽连接
disconnect(connection)	Qt5 起支持，通过保存 connect 返回值断开
disconnect(sender, signal)	断开该信号的所有槽
disconnect()	断开该对象所有连接