QT高級編程技巧（一）-- 編寫高效的signal & slot通信代碼

關於QT的線程通信，我們都會想到signal & slot機制。先回顧下利用signal & slot機制實現控件消息處理的方法。

控件消息處理

假設我們的主界面上有一個使用ui->btn指向的QPushButton對象，要實現該對象的clicked消息處理，可以在主界面對象MainWindow上添加一個slot方法onBtnClicked，並在其構造函數中使用connect方法與ui->btn的clicked消息進行綁定，如下：

MainWindow::MainWindow(QWidget* parent) :
　　QMainWindow(parent), ui(new ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    
    // 方法一，推薦使用
    connect(ui->btn, &QPushButton::clicked,
　　　　　　  this, &MainWindow::onBtnClicked);

    // 方法二
    //connect(ui->btn, SIGNAL(clicked),
　　　　　　    this, SLOT(onBtnClicked));

    …
}

void MainWindow::onBtnClicked(void)
{
　　doSomething();
}

事實上這種方法很繁雜。單純為了處理一個按鈕的消息我們就要新建一個slot方法，當界面控件多了的時候，會使得代碼臃腫不堪（即使你可以設計成多個控件消息共享一個槽函數）。

在新版的支持C++11的QT中，我們可以使用Lambda函數優雅地解決這個問題。如下：

MainWindow::MainWindow(QWidget* parent) :
    QMainWindow(parent), ui(new ui::MainWindow)
{
    setupUi(this);

    // 使用lambda函數實現slot方法
    connect(ui->btn, &QPushButton::clicked, [&](){
        doSomething();
    });
    …
}

使用Lambda函數的另一個好處是，可以借助閉包的概念加速開發。比如我曾做過一個運動控制項目，界面上有32個之多的QCheckBox控件，如下：

需要響應每個QCheckBox控件的clicked消息，改變對應的IO口電平輸出。我的做法是，對這些控件進行Tab排序，並將第一個控件命名為ui->ioChk，然后編碼如下：

typedef QCheckBox   *F_QCB;
#define F_QNEXT(w)  (w->nextInFocusChain())

…

MainWindow::MainWindow(QWidget* parent) :
　　QMainWindow(parent), ui(new ui::MainWindow)
{
　　setupUi(ui);
　　
　　…
　　F_QCB cb = ui->ioChk;
　　for (int i = 0; i < 32; ++i)
　　{
　　　　connect(cb, &QCheckBox::clicked, [=](bool s){
　　　　　　setIo(i, s);  // 改變第i個端口的輸出電平為s
　　　　});
　　　　cb = F_QNEXT(cb);
　　}
　　…
}

要讀懂上面的程序，你需要一些關於C++11標准的Lambda函數的知識，代碼中使用值捕獲方式捕獲i變量值形成閉包函數，這些閉包函數被綁定到不同的QCheckBox的clicked消息中。

線程間通信

很長的時間里，我都以為QT的signal & slot機制只適用於單向異步通信。事實上，它可以設計為帶返回的同步通信。

有個案例如下：工作線程在運行時需要同步提取界面上的參數信息（假設要提取界面上的QSpinBox的值），要同時保證界面的響應和工作線程的不間斷運轉。

一種可能的實現方法是，在工作線程上的某個對象定義一個request消息，綁定到MainWindow的response槽中，然后在MainWindow中定義一個answer消息，綁定到工作線程上的某個對象的onAnswer槽中。通信過程如下：

1. 工作線程需要界面參數值，發送request消息

2. 主線程接收到request消息，開始執行response槽方法

3. 在response函數中，獲取界面控件的值，發送answer消息

4. 工作線程收到answer消息，調用onAnswer槽方法，恢復之前的運行流程

這種方法條理清晰，但編碼實現過於繁瑣。我的實現方法是，在工作線程實現一個形如request(QString req, QVariant& arg)的消息，然后以QT::BlockBlockingQueuedConnection方式連接至MainWindow的response槽方法中。編碼如下：

WorkerThread聲明：

#ifndef __WORKER_THREAD_H
#define __WORKER_THREAD_H

class WorkerThread : public QThread {
public:
　　…
　　// @Override
　　void run();

private:
　　// 用於通信
　　class InThreadObject;
　　InThreadObject *ito;
　　…
}

#endif

WorkerThread實現：

class WorkerThread::InThreadObject : public QObject {
　　Q_OBJECT

signals:
　　void request(QString req, QVariant& arg);
}

void WorkerThread::run()
{
　　ito = new InThreadObject;
　　…
　　// 注意下面的連接使用了QT::BlockingQueuedConnection選項
　　connect(ito,
　　　　　　 &InThreadObject::request,
　　　　　　 pMainWindow,
　　　　　　 &MainWindow::response,
　　　　　　 QT::BlockingQueuedConnection);
　　…
　　// 同步獲取界面參數值
　　QVariant var;
　　ito->request("param.level", var);
　　// 這里會同步等待主線程執行response函數完
　　int param = var.toInt();
　　……
}

MainWindow相關實現：

void MainWindow::response(QString req, QVariant& ans)
{
　　if (req == "param.level")
　　{
　　　　// 獲取控件值並存放至ans引用變量中
　　　　ans.setValue(ui->levelSpin->value());
　　}
}

本次經驗分享完畢，關於一些具體的技術細節，如QT的消息與槽機制、C++11的Lambda函數還請讀者另行學習。

 

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作者：wenris，聯系：<wenris AT yeah.net>

后會有期哦 O(∩_∩)O