当前位置：首页 > news >正文

【Qt】信号与槽（Signal and Slot）- 简易计算器

news 2025/10/19 9:28:44

摆脱传统 GUI 开发中繁琐的回调函数模式

一、概念

1. 信号（Signal）

信号本质上是一种特殊的成员函数，它由 Qt 对象在特定事件发生时 “发射”（emit）。例如，当用户点击一个QPushButton按钮时，按钮对象会自动发射clicked()信号。

信号本身不包含任何具体的执行代码，它仅仅是一个 “事件发生” 的通知，告诉系统 “某件事已经发生了”。

信号的声明必须放在类定义的signals:区域内，并且无需用户手动实现，Qt 的 MOC（Meta-Object Compiler，元对象编译器）会在编译期间自动为其生成对应的实现代码。

2. 槽（Slot）

槽则是普通的成员函数，它用于接收并处理特定的信号。当一个槽与某个信号成功连接后，一旦该信号被发射，对应的槽函数就会被自动调用。槽函数可以像其他普通成员函数一样包含任意的业务逻辑，例如更新界面显示、执行数据计算、触发其他操作等。

二、工作原理

信号与槽的协作过程主要依赖于 Qt 的元对象系统（Meta-Object System），其核心步骤可分为 “连接” 和 “触发” 两个阶段。

1. 连接阶段：信号与槽connect关联

QObject::connect()函数建立关联。

template <typename Func1, typename Func2>static bool QObject::connect(const typename Qt::TypeTraits::FunctionPointer<Func1>::Object *sender,// 信号发送者Func1 signal,// 发射的信号const typename Qt::TypeTraits::FunctionPointer<Func2>::Object *receiver,// 信号接收者Func2 slot,// 处理信号的槽函数Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection// 连接类型);

当connect()函数调用成功后，Qt 会在内部维护一个 “信号 - 槽连接表”，记录发送者、信号、接收者、槽函数以及连接类型等信息，为后续的信号触发做好准备。

2. 触发阶段：信号发射与槽函数执行

当发送者对象的特定事件发生时，它会调用emit关键字发射对应的信号。此时，Qt 的元对象系统会遍历 “信号 - 槽连接表”，查找所有与该信号关联的槽函数，并根据连接类型（如直接调用、队列调用等）的规则，在合适的线程中执行这些槽函数。

整个过程中，发送者和接收者之间实现了松耦合——不需要知道对方什么样（发送者不需要知道接收者的存在，也不需要知道接收者会如何处理信号；接收者同样不需要了解发送者的内部逻辑，只需要专注于自身槽函数的业务实现。）这种解耦特性使得 Qt 应用程序的模块化程度更高，更易于维护和扩展。

三、常见连接类型

1. Qt::AutoConnection（默认）

默认的连接类型，Qt 会根据发送者和接收者是否处于同一线程自动选择连接方式。

同一线程==Qt::DirectConnection
不在同一线程==Qt::QueuedConnection

避免线程安全问题。

2. Qt::DirectConnection（直接连接）

当信号被发射时，槽函数会立即在发送者线程中被直接调用，其执行方式类似于普通函数调用。这种方式的优点是响应速度快。

3. Qt::QueuedConnection（队列连接）

当信号被发射时，Qt 会将信号对应的 “槽函数调用请求” 封装成一个事件，放入接收者线程的事件队列中。接收者线程的事件循环会在合适的时机取出该事件，并在接收者线程中执行槽函数。这种方式是跨线程通信的安全选择，尤其适用于接收者为 UI 线程（主线程）的场景，可避免 UI 卡顿或崩溃。

4. Qt::BlockingQueuedConnection（阻塞队列连接）

发送者线程会阻塞，直到槽函数执行完毕后才继续运行。

这种连接类型绝对不能用于 “发送者线程与接收者线程为同一线程” 的场景，否则会导致线程死锁。

四、简易计算器

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include<Qstack>
#include <QWidget>
#include<string.h>
#include<QAction>
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui {
class Widget;
}
QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:Widget(QWidget *parent = nullptr);~Widget();private slots:void on_oneButton_clicked();void on_twoButton_clicked();void on_threeButton_clicked();void on_fourButton_clicked();void on_fiveButton_clicked();void on_sixButton_clicked();void on_sevenButton_clicked();void on_eightButton_clicked();void on_nineButton_clicked();void on_zeroButton_clicked();void on_leftButton_clicked();void on_rightButton_clicked();void on_addButton_clicked();void on_minusButton_clicked();void on_mulButton_clicked();void on_divisionButton_clicked();void on_clearButton_clicked();void on_delButton_clicked();void on_equlButton_clicked();private:Ui::Widget *ui;QString expression;//存计算式子
};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp

计算用栈算，一个数字栈，一个符号栈。

#include "widget.h"
#include "./ui_widget.h"Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);this->setMaximumSize(200,280);this->setMinimumSize(200,280);this->setWindowTitle("calculator");//字体对象QFont f("宋体",14);ui->lineEdit->setFont(f);//按钮上放图片QIcon con("D:\\Item\\QtProject\\calculator\\del.png");ui->delButton->setIcon(con);//改按钮颜色ui->equlButton->setStyleSheet("background:orange");
}Widget::~Widget()
{delete ui;
}void Widget::on_oneButton_clicked()
{expression+="1";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_twoButton_clicked()
{expression+="2";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_threeButton_clicked()
{expression+="3";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_fourButton_clicked()
{expression+="4";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_fiveButton_clicked()
{expression+="5";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_sixButton_clicked()
{expression+="6";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_sevenButton_clicked()
{expression+="7";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_eightButton_clicked()
{expression+="8";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_nineButton_clicked()
{expression+="9";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_zeroButton_clicked()
{expression+="0";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_leftButton_clicked()
{expression+="(";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_rightButton_clicked()
{expression+=")";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_addButton_clicked()
{expression+="+";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_minusButton_clicked()
{expression+="-";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_mulButton_clicked()
{expression+="*";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_divisionButton_clicked()
{expression+="/";ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_clearButton_clicked()
{expression.clear();ui->lineEdit->clear();
}void Widget::on_delButton_clicked()
{//删掉n个字符expression.chop(1);ui->lineEdit->setText(expression);
}void Widget::on_equlButton_clicked()
{QStack<int> s_num, s_opt;char opt[128] = {0};int i = 0, tmp = 0, num1, num2;// 将表达式转换为C字符串QByteArray expr = expression.toLocal8Bit();char* p = expr.data();// 解析表达式while (*p != '\0' || !s_opt.isEmpty()){if (*p >= '0' && *p <= '9'){// 处理多位数tmp = tmp * 10 + (*p - '0');p++;if (*p < '0' || *p > '9'){s_num.push(tmp);tmp = 0;}}else{// 处理运算符if (s_opt.isEmpty() || *p == '(' ||(s_opt.top() == '(') ||((s_opt.top() == '+' || s_opt.top() == '-') && (*p == '*' || *p == '/'))){s_opt.push(*p);p++;}else if (*p == ')' || s_opt.top() == ')'){// 处理括号if (*p == ')'){while (s_opt.top() != '('){opt[i++] = s_opt.top();s_opt.pop();}s_opt.pop(); // 弹出'('p++;}}else{// 处理运算符优先级opt[i++] = s_opt.top();s_opt.pop();}}}// 计算栈中剩余的运算符while (!s_opt.isEmpty()){opt[i++] = s_opt.top();s_opt.pop();}// 执行计算for (int j = 0; j < i; j++){num2 = s_num.top();s_num.pop();num1 = s_num.top();s_num.pop();switch (opt[j]){case '+':s_num.push(num1 + num2);break;case '-':s_num.push(num1 - num2);break;case '*':s_num.push(num1 * num2);break;case '/':if (num2 == 0){ui->lineEdit->setText("Error");expression.clear();return;}s_num.push(num1 / num2);break;default:break;}}// 显示结果if (!s_num.isEmpty()){ui->lineEdit->setText(QString::number(s_num.top()));expression = QString::number(s_num.top());}else{ui->lineEdit->setText("Error");expression.clear();}
}