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信号槽的实现实例: Qt 和 Boost

2015-01-29 23:12 工业·编程 ⁄ 共 2191字 ⁄ 字号 暂无评论

Qt 的信号槽和 Boost.Signals 由于有着截然不同的设计目标,因此二者的实现、强度也十分不同。将二者混合在一起使用也不是不可能的,我们将在本系统的最后一部分来讨论这个问题。

使用信号槽

信号槽是伟大的工具,但是如何能更好的使用它们?相比于直接函数调用,有三点值得我们的注意。一个信号槽的调用:

    或许会比直接函数调用耗费更多的时间/空间;

    可能不能使用 inline;

    对于代码阅读者来说可能并不友好。

        使用信号槽进行解耦,我们获得的最大的好处是,连接两端的对象不需要知道对方的任何信息。Button 同动作的连接是一个很典型的案例。例如如下信息:

        class Elevator

        {

        public:

        enum Direction { DownDirection=-1, NoDirection=0, UpDirection=1 };

        enum State { IdleState, LoadingState, MovingState };

        // ...

        // signals:

        void floorChanged(int newFloor );

        void stateChanged( State newState );

        void directionChanged( Direction newDirection );

        };

        Elevator 类,也就是电梯,不需要知道有多少显示器正在监听它的信号,也不需要知道这些显示器的任何信息。每一层可能有一个屏幕和一组灯,用于显示电梯的当前位置和方向,另外一些远程操控的面板也会显示出同样的信息。电梯并不关心这些东西。当它穿过(或者停在)某一层的时候,它会发出一个 floorChanged(int) 信号。或许,交通信号灯是更合适的一个例子。

        你也可以实现一个应用程序,其中每一个函数调用都是通过信号来触发的。这在技术上说是完全没有问题的,然而却是不大可行的,因为信号槽的使用无疑会丧失一部分代码可读性和系统性能。如何在这其中做出平衡,也是你需要考虑的很重要的一点。

        Qt 方式

        了解 Qt 信号槽最好的莫过于 Qt 的文档。不过,这里我们从一个小例子来了解信号槽的 Qt 方式的使用。

        // Qt Signals and Slots

        class Button :public QObject

        {

           Q_OBJECT

        Q_SIGNALS:

        void clicked();

        };

        class Page :public QObject

        {

           Q_OBJECT

        public Q_SLOTS:

        void reload();

        };

        // given pointers to an actual Button and Page:

        connect(button,SIGNAL(clicked()), page, SLOT(reload()));

        Boost.Signals 方式

        了解 Boost.Signals 的最好方式同样是 Boost 的文档。这里,我们还是先从代码的角度了解一下它的使用。

        // Boost.Signals

        class Button

        {

        public:

           boost::signal<void()> clicked;

        };

        class Page

        {

        public:

        void reload();

        };

        // given pointers to an actual Button and Page:

        button->clicked.connect( boost::bind(&Page::reload, page));

        对比

        或许你已经注意到上面的例子中,无论是 Qt 的实现方式还是 Boost 的实现方式,除了必须的 Button 和 Page 两个类之外,都不需要额外的类。两种实现都解决了类爆炸的问题。下面让我们对照着来看一下我们前面的分析。现在我们有:

          两个不同的术语以及各自的动作:信号和槽;

          在一个地方(信号)可以连接零个或者多个回调函数(槽),同时也是多对多的;

          焦点在于连接本身,而不是提供者或者消费者;

          不需要手工为了一个连接创建新的类;

          连接仍旧是类型安全的。

              这五点是信号槽系统的核心,Qt 和 boost 都拥有这些特性。下面则是二者的不同之处:



              Boost.Signals Qt Signals 和 Slots
              一个信号就是一个对象 信号只能是成员函数
              发出信号类似于函数调用 发出信号类似于函数调用,Qt 提供了一个 emit 关键字来完成这个操作
              信号可以是全局的、局部的或者是成员对象 信号只能是成员函数
              任何能够访问到信号对象的代码都可以发出信号 只有信号的拥有者才能发出信号
              槽是任何可被调用的函数或者函数对象 槽是经过特别设计的成员函数
              可以有返回值,返回值可以在多个槽中使用 没有返回值
              同步的 同步的或者队列的
              非线程安全 线程安全,可以跨线程使用
              当且仅当槽是可追踪的时候,槽被销毁时,连接自动断开 槽被销毁时,连接都会自动断开(因为所有槽都是可追踪的)
              类型安全(编译器检查) 类型安全(运行期检查)
              参数列表必须完全一致 槽可以忽略信号中多余的参数
              信号、槽可以是模板 信号、槽不能是模板
              C++ 直接实现

              通过由 moc 生成的元对象实现(moc 以及元对象系统都是 C++ 直接实现的)

              没有内省机制 可以通过内省发现

              可以通过元对象调用

              连接可以从资源文件中自动推断出

              最重要的是,Qt 的信号槽机制已经深深地植入到框架之中,成为不可分割的一部分。它们可以使用 Qt 专门的开发工具,例如 QtCreator,通过拖拽的方式很轻松的创建、删除、修改。它们甚至可以通过动态加载资源文件,由特定命名的对象自动动态生成。这些都是 boost 作为一个通用库所不可能提供的。

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