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QT中關于信號與槽機制的實現原理

作者：佚名
移動開發
本文介紹的內容是QT中關于信號與槽機制的實現原理，每個對象都有一個相應的紀錄該對象的元對象，關于元對象的類在本文中有所介紹。

QT中關于信號與槽機制的實現原理，需要用到的類，在本文中一一展現，代碼較多，內容如下：

一、每個對象都有一個相應的紀錄該對象的元對象

關于元對象的類：

QMetaObject類：

  1.   /*******************生成元對象需要的輸入參數*****************/  
  2. //類名  
  3. const char * const class_name,  
  4. //父類名  
  5. QMetaObject *superclass,  
  6. //記錄slot 信息  
  7. const QMetaData * const slot_data,   
  8. //記錄槽的個數  
  9. int n_slots,  
  10. //記錄signal 信息  
  11. const QMetaData * const signal_data,  
  12. //記錄信號的個數  
  13. int n_signals  
  14. /******************* 元對象類提供的方法**************************/  
  15. int   numSlots( bool super = FALSE ) const;//返回槽的個數  
  16. int   numSignals( bool super = FALSE ) const;//返回信號的個數  
  17. int   findSlot( const char *, bool super = FALSE ) const;//查找槽  
  18. int   findSignal( const char *, bool super = FALSE ) const;//查找信號  
  19.  //返回指定位置的槽  
  20. const QMetaData *slot( int index, bool super = FALSE ) const;  
  21.  //返回指定位置的信號  
  22. const QMetaData *signal( int index, bool super = FALSE ) const;  
  23. //所有槽名字的列表  
  24. QStrList  slotNames( bool super = FALSE ) const;  
  25. //所有信號名字的列表  
  26. QStrList  signalNames( bool super = FALSE ) const;  
  27. //槽的起始索引  
  28. int   slotOffset() const;  
  29. //信號的起始索引  
  30. int   signalOffset() const;  
  31. /***********************兩個獲取類的元對象的方法*****************/  
  32. static QMetaObject *metaObject( const char *class_name );  
  33. static bool hasMetaObject( const char *class_name ); 

QMetaData類：

  1. //記錄元對象數據for 信號與槽  
  2. struct QMetaData           
  3.                      {                                   
  4. const char *name;  //名稱  
  5. const QUMethod* method; //詳細描述信息  
  6. enum Access { Private, Protected, Public };  
  7. Access access; //訪問權限  
  8.  }; 

二、QObject類實現了信號與槽機制

它利用元對象紀錄的信息，實現了信號與槽機制

（1）信號與槽建立連接的實現

接口函數：

  1. //連接  
  2. //參數（發送對象，信號，接收對象，處理信號的信號/槽）  
  3. static bool  connect( const QObject *sender, const char *signal,  
  4. const QObject *receiver, const char *member );  
  5. bool connect(const QObject *sender, const char *signal,  
  6. const char *member ) const;  
  7. static bool  disconnect( const QObject *sender, const char *signal,  
  8. const QObject *receiver, const char *member );  
  9. bool disconnect(const char *signal=0,  
  10. const QObject *receiver=0, const char *member=0 );  
  11. bool disconnect( const QObject *receiver, const char *member=0 );  
  12. //連接的內部實現  
  13. //（發送對象，信號的索引，接收對象，處理信號的類型，處理信號信號/槽的索引）  
  14. static void connectInternal(const QObject *sender, int signal_index,  
  15. const QObject *receiver, int membcode, int member_index );  
  16. static bool disconnectInternal(const QObject *sender, int signal_index,  
  17. const QObject *receiver, int membcode, int member_index ); 

信號與槽連接的實現原理：

  1. ①階段  
  2. bool QObject::connect( const QObject *sender,//發送對象        
  3. const char *signal,//信號  
  4.  const QObject *receiver, //接收對象  
  5. const char *member //槽  
  6.                                 )  
  7.        {  
  8.  //檢查發送對象，信號，接收對象，槽不為null  
  9. if ( sender == 0 || receiver == 0 || signal == 0 || member == 0 ) {        
  10.                      return FALSE;  
  11.            }  
  12. //獲取發送對象的元對象  
  13. QMetaObject *smeta = sender->metaObject();  
  14. //檢查信號  
  15. if ( !check_signal_macro( sender, signal, "connect", "bind" ) )  
  16. return FALSE;     
  17. //獲取信號的索引  
  18. int signal_index = smeta->findSignal( signal, TRUE );  
  19. if ( signal_index < 0 ) {                // normalize and retry  
  20. nw_signal = qt_rmWS( signal-1 ); // remove whitespace  
  21. signal = nw_signal.data()+1;         // skip member type code  
  22. signal_index = smeta->findSignal( signal, TRUE );  
  23.             }  
  24.            //如果信號不存在，則退出  
  25.            if ( signal_index < 0  ) {                    // no such signal  
  26.                      return FALSE;  
  27.            }  
  28.            //獲取信號的元數據對象  
  29. const QMetaData *sm = smeta->signal( signal_index, TRUE );  
  30. //獲取信號名字  
  31. signal = sm->name;         
  32.  //獲取處理信號的類型（是信號/槽）  
  33. int membcode = member[0] - '0';        // get member code  
  34.               //發送信號對象  
  35. QObject *s = (QObject *)sender;        // we need to change them  
  36.           //接收信號對象  
  37. QObject *r = (QObject *)receiver;             //   internally  
  38.            //獲取接收對象的元對象  
  39.            QMetaObject *rrmeta = r->metaObject();  
  40.            int member_index = -1;  
  41.            switch ( membcode ) {                // get receiver member  
  42. case QSLOT_CODE://如果是槽  
  43. //獲取槽索引  
  44. member_index = rmeta->findSlot( member, TRUE );  
  45. if ( member_index < 0 ) {            // normalize and retry  
  46. nw_member = qt_rmWS(member);     // remove whitespace  
  47.  member = nw_member;  
  48.  member_index = rmeta->findSlot( member, TRUE );  
  49.                          }  
  50.                          break;  
  51.                      case QSIGNAL_CODE://如果是信號  
  52.                             //獲取信號索引  
  53.  member_index = rmeta->findSignal( member, TRUE );  
  54.  if ( member_index < 0 ) {           // normalize and retry  
  55. nw_member = qt_rmWS(member);     // remove whitespace  
  56. member = nw_member;  
  57. member_index = rmeta->findSignal( member, TRUE );  
  58.                          }  
  59.                          break;  
  60.            }  
  61.            /如果接收對象不存在相應的信號或槽，則退出  
  62.            if ( member_index < 0  ) {  
  63.                      return FALSE;  
  64.            }  
  65. //檢查連接的參數(發送的信號，接收對象，處理信號的槽或信號)  
  66. if ( !s->checkConnectArgs(signal,receiver,member) ) {  
  67.                      return FALSE;  
  68.            } else {  
  69.                 //獲取處理信號的元數據對象  
  70. const QMetaData *rm = membcode == QSLOT_CODE ?  
  71. rmeta->slot( member_index, TRUE ) :  
  72. rmeta->signal( member_index, TRUE );  
  73.                      if ( rm ) {            
  74.                          //建立連接  
  75.                             //(發送信號的對象，信號的索引，接收信號的對象，  
  76.                               處理信號的類型，處理信號的索引)  
  77.                         connectInternal( sender, signal_index, receiver, membcode, member_index );  
  78.                    }  
  79.               }  
  80.            return TRUE;  
  81.        }  
  82.  ②階段  
  83.        //建立連接  
  84.        //(發送信號的對象，信號的索引，接收信號的對象，處理信號的類型，處理信號的索引)  
  85. void QObject::connectInternal( const QObject *sender, int signal_index,   
  86. const QObject *receiver, int membcode, int member_index )  
  87.       {  
  88.        //發送信號的對象  
  89.     QObject *s = (QObject*)sender;  
  90.        //接收信號的對象  
  91.     QObject *r = (QObject*)receiver;  
  92.     //如果發送對象的連接查詢表為null，則建立  
  93.     if ( !s->connections ) {                // create connections lookup table  
  94.        s->connections = new QSignalVec( signal_index+1 );  
  95.        Q_CHECK_PTR( s->connections );  
  96.       s->connections->setAutoDelete( TRUE );  
  97.     }  
  98.     //獲取發送對象的相應信號的連接列表  
  99.  
  100.     QConnectionList *clist = s->connections->at( signal_index );  
  101.  
  102.     if ( !clist ) {                         // create receiver list  
  103.        clist = new QConnectionList;  
  104.        Q_CHECK_PTR( clist );  
  105.        clist->setAutoDelete( TRUE );  
  106.        s->connections->insert( signal_index, clist );  
  107.     }  
  108.     QMetaObject *rrmeta = r->metaObject();  
  109.    const QMetaData *rm = 0;  
  110.     switch ( membcode ) {                // get receiver member  
  111.        case QSLOT_CODE:  
  112.            rm = rmeta->slot( member_index, TRUE );  
  113.            break;  
  114.        case QSIGNAL_CODE:  
  115.            rm = rmeta->signal( member_index, TRUE );  
  116.            break;  
  117.     }  
  118.     //建立連接  
  119. QConnection *c = new QConnection( r, member_index, rm ? rm->name :   
  120.                                                                       "qt_invoke", membcode );  
  121.     Q_CHECK_PTR( c );  
  122.    //把連接添加到發送對象的連接列表中  
  123.     clist->append( c );  
  124.     //判斷接收對象的發送對象列表是否為null  
  125.     if ( !r->senderObjects )               // create list of senders  
  126.            {  
  127.           //建立接收對象的發送對象列表  
  128.        r->senderObjects = new QSenderObjectList;  
  129.           }  
  130.     //把發送對象添加到發送對象列表中  
  131.     r->senderObjects->append( s );           // add sender to list  
  132.        } 

（2）信號發生時激活的操作函數。 激活slot的方法

  1. 接口：
  2.  void QObject::activate_signal( int signal )  
  3.        {  
  4.        #ifndef QT_NO_PRELIMINARY_SIGNAL_SPY  
  5.            if ( qt_preliminary_signal_spy ) {  
  6.                   //信號沒有被阻塞  
  7.                   //信號>=0  
  8.                   //連接列表不為空，或者信號對應的連接存在  
  9.               if ( !signalsBlocked() && signal >= 0 &&  
  10.                 ( !connections || !connections->at( signal ) ) ) {  
  11.                  //  
  12.                  QUObject o[1];  
  13.                   qt_spy_signal( this, signal, o );  
  14.                   return;  
  15.               }  
  16.     }  
  17.        #endif  
  18.     if ( !connections || signalsBlocked() || signal < 0 )  
  19.        return;  
  20.     //獲取信號對應的連接列表  
  21.     QConnectionList *clist = connections->at( signal );  
  22.     if ( !clist )  
  23.        return;  
  24.    QUObject o[1];  
  25.     //  
  26.     activate_signal( clist, o );  
  27. }  
  28.  
  29. void QObject::activate_signal( QConnectionList *clist, QUObject *o )  
  30. {  
  31.     if ( !clist )  
  32.        return;  
  33. #ifndef QT_NO_PRELIMINARY_SIGNAL_SPY  
  34.     if ( qt_preliminary_signal_spy )  
  35.        qt_spy_signal( this, connections->findRef( clist), o );  
  36. #endif  
  37.     QObject *object;  
  38.        //發送對象列表  
  39.     QSenderObjectList* sol;  
  40.        //舊的發送對象  
  41.     QObject* oldSender = 0;  
  42.        //連接  
  43.     QConnection *c;  
  44.     if ( clist->count() == 1 ) { // save iterator  
  45.            //獲取連接  
  46.        c = clist->first();  
  47.        //  
  48.        object = c->object();  
  49.        //獲取發送對象列表  
  50.        sol = object->senderObjects;  
  51.        if ( sol ) {  
  52.               //獲取舊的發送對象  
  53.           oldSender = sol->currentSender;  
  54.               //  
  55.            sol->ref();  
  56.               //設置新的發送對象  
  57.            sol->currentSender = this;  
  58.        }  
  59.        if ( c->memberType() == QSIGNAL_CODE )//如果是信號，則發送出去  
  60.            object->qt_emit( c->member(), o );  
  61.        else  
  62.            object->qt_invoke( c->member(), o );//如果是槽，則執行  
  63.        //       
  64.        if ( sol ) {  
  65.               //設置恢復為舊的發送對象  
  66.            sol->currentSender = oldSender;  
  67.            if ( sol->deref() )  
  68.               delete sol;  
  69.        }  
  70.     } else {  
  71.        QConnection *cd = 0;  
  72.        QConnectionListIt it(*clist);  
  73.        while ( (c=it.current()) ) {  
  74.           ++it;  
  75.           if ( c == cd )  
  76.              continue;  
  77.            ccd = c;  
  78.            object = c->object();  
  79.            //操作前設置當前發送對象  
  80.            sol = object->senderObjects;  
  81.            if ( sol ) {  
  82.               oldSender = sol->currentSender;  
  83.               sol->ref();  
  84.               sol->currentSender = this;  
  85.           }  
  86.            //如果是信號，則發送出去  
  87.            if ( c->memberType() == QSIGNAL_CODE ){  
  88.               object->qt_emit( c->member(), o );  
  89.            }  
  90.            //如果是槽，則執行  
  91.            else{  
  92.               object->qt_invoke( c->member(), o );  
  93.            }  
  94.            //操作后恢復當前發送對象  
  95.            if (sol ) {  
  96.               sol->currentSender = oldSender;  
  97.               if ( sol->deref() )  
  98.                   delete sol;  
  99.            }  
  100.        }  
  101.     }  
  102. } 

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