Qt singal 机制与调试错误技术(转载)

Qt singal 机制与调试错误技术(转载)

标签： qtsignalscrollcompiler工具object
2011-01-02 12:22 3832人阅读 评论(2) 收藏 举报
版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。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支持下列平台：MS/Windows-95、98、NT和2000；Unix/X11-Linux、Sun Solaris、HP-UX、Digital Unix、IBM AIX、SGI IRIX；EMBEDDED-支持framebuffer的Linux平台。伴随着KDE的快速发展和普及，QT很可能成为Linux窗口平台上进行软件开发时的GUI首选。
一、概述
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。
二、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 mySignalParam(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(intx)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。
三、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);
四、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
myObject->disconnect( SIGNAL(mySignal()) )
断开两个对象之间的关联：
disconnect( myObject, 0, myReceiver, 0 )
或者
myObject->disconnect(　myReceiver )
在disconnect函数中0可以用作一个通配符，分别表示任何信号、任何接收对象、接收对象中的任何槽函数。但是发射者sender不能为0，其它三个参数的值可以等于0。
五、元对象工具
元对象编译器moc（meta object compiler）对C++文件中的类声明进行分析并产生用于初始化元对象的C++代码，元对象包含全部信号和槽的名字以及指向这些函数的指针。
moc读C++源文件，如果发现有Q_OBJECT宏声明的类，它就会生成另外一个C++源文件，这个新生成的文件中包含有该类的元对象代码。
例如，假设我们有一个头文件mysignal.h，在这个文件中包含有信号或槽的声明，那么在编译之前moc工具就会根据该文件自动生成一个名为mysignal.moc.h的C++源文件并将其提交给编译器；类似地，对应于mysignal.cpp文件moc工具将自动生成一个名为mysignal.moc.cpp文件提交给编译器。（在QT3.3.8里，貌似是moc_mysignal.h和moc_mysignal.cpp）
注1：对“信号-槽”的一些理解：
（1） 信号和槽之间的参数传递必须是对等的，比如：空-空，int-int，QString-QString。多个参数也是一样，且顺序不能错。否则connect将被视为无效的。但有些情况也是可以的。
（2） 槽的参数是不能有默认值的，也不可以在调用的时候调用常量。
举例如下：
错误：
connect(a, SIGNAL(typeBtnClicked(int)), this, SLOT(resetDishPage(1)));
connect(a, SIGNAL(typeBtnClicked()), this, SLOT(resetDishPage(1)));
运行时会提示：找不到resetDishPage(1)这个函数。
connect(a, SIGNAL(typeBtnClicked()), this, SLOT(resetDishPage(1)));
运行时会提示：QObject::connect: Incompatible sender/receiver arguments
DInputNumPage::btnClicked() --> InputForm::doInput(QString)
但是这样写是正确的：
connect(a, SIGNAL(typeBtnClicked(int)), this, SLOT(resetDishPage()));
即，信号带参数，槽不带参数。
这样写是错误的：
connect(a, SIGNAL(typeBtnClicked(int, QString)), this, SLOT(resetDishPage(QString)));
但是这样写是正确的：
connect(a, SIGNAL(typeBtnClicked(int, QString)), this, SLOT(resetDishPage(int)));
即，槽的参数比信号的少，且是开始的几个
注2：什么是Core Dump?
Core的意思是内存, Dump的意思是扔出来, 堆出来.
开发和使用Unix程序时, 有时程序莫名其妙的down了, 却没有任何的提示(有时候会提示core dumped). 这时候可以查看一下有没有形如core.进程号的文件生成, 这个文件便是操作系统把程序down掉时的内存内容扔出来生成的, 它可以做为调试程序的参考.
core dump又叫核心转储, 当程序运行过程中发生异常, 程序异常退出时, 由操作系统把程序当前的内存状况存储在一个core文件中, 叫core dump.
如何使用core文件?
gdb -c core文件路径 [应用程序的路径]
进去后输入where回车, 就可以显示程序在哪一行当掉的, 在哪个函数中.
为什么没有core文件生成呢?
有时候程序down了, 但是core文件却没有生成. core文件的生成跟你当前系统的环境设置有关系, 可以用下面的语句设置一下, 然后再运行程序便成生成core文件.
ulimit -c unlimited
core文件生成的位置一般于运行程序的路径相同, 文件名一般为core.进程号
用gdb查看core文件:
下面我们可以在发生运行时信号引起的错误时发生core dump了.
发生core dump之后, 用gdb进行查看core文件的内容, 以定位文件中引发core dump的行.
gdb [exec file] [core file]
如:gdb ./test test.core
在进入gdb后, 用bt命令查看backtrace以检查发生程序运行到哪里, 来定位core dump的文件->行.
造成程序coredump的原因很多，这里根据以往的经验总结一下：
1 内存访问越界
a) 由于使用错误的下标，导致数组访问越界
b) 搜索字符串时，依靠字符串结束符来判断字符串是否结束，但是字符串没有正常的使用结束符
c) 使用strcpy, strcat, sprintf, strcmp, strcasecmp等字符串操作函数，将目标字符串读/写爆。应该使用strncpy, strlcpy, strncat, strlcat, snprintf, strncmp, strncasecmp等函数防止读写越界。
2 多线程程序使用了线程不安全的函数。
应该使用下面这些可重入的函数，尤其注意红色标示出来的函数，它们很容易被用错：
asctime_r(3c) gethostbyname_r(3n) getservbyname_r(3n) ctermid_r(3s) gethostent_r(3n) getservbyport_r(3n) ctime_r(3c) getlogin_r(3c) getservent_r(3n) fgetgrent_r(3c) getnetbyaddr_r(3n) getspent_r(3c) fgetpwent_r(3c) getnetbyname_r(3n) getspnam_r(3c) fgetspent_r(3c) getnetent_r(3n) gmtime_r(3c) gamma_r(3m) getnetgrent_r(3n) lgamma_r(3m) getauclassent_r(3) getprotobyname_r(3n) localtime_r(3c) getauclassnam_r(3) etprotobynumber_r(3n) nis_sperror_r(3n) getauevent_r(3) getprotoent_r(3n) rand_r(3c) getauevnam_r(3) getpwent_r(3c) readdir_r(3c) getauevnum_r(3) getpwnam_r(3c) strtok_r(3c) getgrent_r(3c) getpwuid_r(3c) tmpnam_r(3s) getgrgid_r(3c) getrpcbyname_r(3n) ttyname_r(3c) getgrnam_r(3c) getrpcbynumber_r(3n) gethostbyaddr_r(3n) getrpcent_r(3n)
3 多线程读写的数据未加锁保护。
对于会被多个线程同时访问的全局数据，应该注意加锁保护，否则很容易造成core dump
4 非法指针
a) 使用空指针
b) 随意使用指针转换。一个指向一段内存的指针，除非确定这段内存原先就分配为某种结构或类型，或者这种结构或类型的数组，否则不要将它转换为这种结构或类型的指针，而应该将这段内存拷贝到一个这种结构或类型中，再访问这个结构或类型。这是因为如果这段内存的开始地址不是按照这种结构或类型对齐的，那么访问它时就很容易因为bus error而core dump.
5 堆栈溢出
不要使用大的局部变量（因为局部变量都分配在栈上），这样容易造成堆栈溢出，破坏系统的栈和堆结构，导致出现莫名其妙的错误