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实验六、嵌入式 Linux GUI 编程实验
一、实验目的
了解 Qt 类库的使用方法,熟悉 Qt 的嵌入式开发方法。
二、实验基本要求
1. 掌握 Qt 的信号/槽机制。
2. 编写简单的 Qt 程序,分别采用 qtmake 和 qtemake 编译生成在虚拟机运行和实验箱运行的
可执行程序。
三、实验原理
1.QT 简介
QT 是一个跨平台的 C++ GUI 应用构架,它提供了丰富的窗口部件集,具有面向对象、
易于扩展、真正的组件编程等特点,更为引人注目的是目前 Linux 上最为流行的 KDE 桌面
环境就是建立在 QT 库的基础之上。Qt 在刚出现的时候,对于 Linux 和 Unix 系统,只有构
建于 Xlib 之上的 Qt X11 版。但随着 Linux 操作系统在嵌入式领域的应用日渐广泛,Qt 推出
了嵌 入式的版本 Qt-embedded。尽管称做 Qt-embedded,其实不仅可以生成在开发板运
行的 ARM 版,也可以编译生成 PC 机上运行的 X86 版本。
2.信号和槽机制
信号和槽机制是 QT 的核心机制,要精通 QT 编程就必须对信号和槽有所了解。信号
和槽是一种高级接口,应用于对象之间的通信,它是 QT 的核心特性,也是 QT 区别于其
它工具包的重要地方。信号和槽是 QT 自行定义的一种通信机制,它独立于标准的 C/C++
语言,因此要正确的处理信号和槽,必须借助一个称为 moc(Meta Object Compiler)的 QT
工具,该工具是一个 C++ 预处理程序,它为高层次的事件处理自动生成所需要的附加代码。
在我们所熟知的很多 GUI 工具包中,窗口小部件 (widget) 都有一个回调函数用于响应它们
能触发的每个动作,这个回调函数通常是一个指向某个函数的指针。但是,在 QT 中信号
和槽取代了这些凌乱的函数指针,使得我们编写这些通信程序更为简洁明了。 信号和槽能
携带任意数量和任意类型的参数,他们是类型完全安全的,不会像回调函数那样产生 core
dumps。
所有从 QObject 或其子类 ( 例如 Qwidget) 派生的类都能够包含信号和槽。当对象改变
其状态时,信号就由该对象发射 (emit) 出去,这就是对象所要做的全部事情,它不知道另
一端是谁在接收这个信号。这就是真正的信息封装,它确保对象被当作一个真正的软件组
件来使用。槽用于接收信号,但它们是普通的对象成员函数。一个槽并不知道是否有任何
信号与自己相连接。而且,对象并不了解具体的通信机制。
你可以将很多信号与单个的槽进行连接,也可以将单个的信号与很多的槽进行连接,
甚至于将一个信号与另外一个信号相连接也是可能的,这时无论第一个信号什么时候发射
系统都将立刻发射第二个信号。总之,信号与槽构造了一个强大的部件编程机制。
(1)信号
当某个信号对其客户或所有者发生的内部状态发生改变,信号被一个对象发射。只有
定义过这个信号的类及其派生类能够发射这个信号。当一个信号被发射时,与其相关联的
槽将被立刻执行,就象一个正常的函数调用一样。信号-槽机制完全独立于任何 GUI 事件
循环。只有当所有的槽返回以后发射函数(emit)才返回。 如果存在多个槽与某个信号相
关联,那么,当这个信号被发射时,这些槽将会一个接一个地 执行,但是它们执行的顺序
将会是随机的、不确定的,我们不能人为地指定哪个先执行、哪个后执行。
信号的声明是在头文件中进行的,QT 的 signals 关键字指出进入了信号声明区,随后
即可声明自己的信号。例如,下面定义了三个信号:
signals:
void mySignal();
void mySignal(int x);
void mySignal(int x,int y);
在上面的定义中, signals 是 QT 的关键字,而非 C/C++ 的。接下来的一行 void
mySignal() 定义了信号 mySignal,这个信号没有携带参数;接下来的一行 void mySignal(int
x) 定义 了重名信号 mySignal,但是它携带一个整形参数,这有点类似于 C++ 中的虚函数。
从形式上 讲信号的声明与普通的 C++ 函数是一样的,但是信号却没有函数体定义,另外,
信号的返回 类型都是 void,不要指望能从信号返回什么有用信息。
信号由 moc 自动产生,它们不应该在 .cpp 文件中实现。
(2)槽
槽是普通的 C++ 成员函数,可以被正常调用,它们唯一的特殊性就是很多信号可以与
其相关联。当与其关联的信号被发射时,这个槽就会被调用。槽可以有参数,但槽的参数
不能有缺省值。
既然槽是普通的成员函数,因此与其它的函数一样,它们也有存取权限。槽的存取权
限决定了谁能够与其相关联。同普通的 C++ 成员函数一样,槽函数也分为三种类型,即
public slots、private slots 和 protected slots。
public slots:在这个区内声明的槽意味着任何对象都可将信号与之相连接。这对于组
件编程非常有用,你可以创建彼此互不了解的对象,将它们的信号与槽进行连接以便信息
能够正确的传递。
protected slots:在这个区内声明的槽意味着当前类及其子类可以将信号与之相连接。
这适用于那些槽,它们是类实现的一部分,但是其界面接口却面向外部。
private slots:在这个区内声明的槽意味着只有类自己可以将信号与之相连接。这适用
于联系非常紧密的类。
槽也能够声明为虚函数,这也是非常有用的。
槽的声明也是在头文件中进行的。例如,下面声明了三个槽:
public slots:
void mySlot();
void mySlot(int x);
void mySignalParam(int x,int y);
(3)信号与槽的关联
通过调用 QObject 对象的 connect 函数来将某个对象的信号与另外一个对象的槽函数相
关联,这样当发射者发射信号时,接收者的槽函数将被调用。该函数的定义如下:
bool QObject::connect ( const QObject * sender, const char * signal,
const QObject * receiver, const char * member ) [static]
这个函数的作用就是将发射者 sender 对象中的信号 signal 与接收者 receiver 中的
member 槽函数联系起来。当指定信号 signal 时必须使用 QT 的宏 SIGNAL(),当指定槽函
数时必须使用宏 SLOT()。如果发射者与接收者属于同一个对象的话,那么在 connect 调用
中接收者参数可以省略。
例 如 , 下 面 定 义 了 两 个 对 象 : 标 签 对 象 label 和 滚 动 条 对 象 scroll , 并 将
valueChanged() 信号与标签对象的 setNum() 相关联,另外信号还携带了一个整形参数,这
样标签总是显示滚动条所处位置的值。
QLabel *label = new QLabel;
QScrollBar *scroll = new QScrollBar;
QObject::connect( scroll, SIGNAL(valueChanged(int)), label, SLOT(setNum(int)) );
一个信号甚至能够与另一个信号相关联,看下面的例子:
class MyWidget : public QWidget
{
public:
MyWidget();
...
signals:
void aSignal();
...
private:
...
QPushButton *aButton;
};
MyWidget::MyWidget()
{
aButton = new QPushButton( this );
connect( aButton, SIGNAL(clicked()), SIGNAL(aSignal()) );
}
在上面的构造函数中,MyWidget 创建了一个私有的按钮 aButton,按钮的单击事件产
生的信号 clicked() 与另外一个信号 aSignal() 进行了关联。这样一来,当信号 clicked() 被发
射时,信号 aSignal() 也接着被发射。当然,你也可以直接将单击事件与某个私有的槽函数
相关联,然后在槽中发射 aSignal() 信号,这样的话似乎有点多余。
当信号与槽没有必要继续保持关联时,我们可以使用 disconnect 函数来断开连接。其定义
如下:
bool QObject::disconnect ( const QObject * sender, const char * signal,
const Object * receiver, const char * member ) [static]
这个函数断开发射者中的信号与接收者中的槽函数之间的关联。
有三种情况必须使用 disconnect() 函数:
断开与某个对象相关联的任何对象。这似乎有点不可理解,事实上,当我们在某个对
象中定义了一个或者多个信号,这些信号与另外若干个对象中的槽相关联,如果我们要切
断这些关联的话,就可以利用这个方法,非常之简洁。
disconnect( myObject, 0, 0, 0 )
或者
myObject->disconnect()
断开与某个特定信号的任何关联。
disconnect( myObject, SIGNAL(mySignal()), 0, 0 )
或者
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