今天我们终于可以看看神奇的信号槽是怎么实现的了。话不多说，直接上代码。
2.3.1 示例程序
新建控制台应用程序，再添加一个新类SignalsAndSlots3，各自定义一个信号和槽，代码如下：
signalsandslots3.h
class SignalsAndSlots3 : public QObject { Q_OBJECT public: explicit SignalsAndSlots3(QObject *parent = 0); signals: void sigPrint(const QString& text); public slots: void sltPrint(const QString& text); };
signalsandslots3.cpp
#include <QDebug> #include "signalsandslots3.h" SignalsAndSlots3::SignalsAndSlots3(QObject *parent) : QObject(parent) { connect(this, SIGNAL(sigPrint(QString)), this, SLOT(sltPrint(QString))); emit sigPrint("Hello"); } void SignalsAndSlots3::sltPrint(const QString &text) { qDebug() << text; }
main.cpp
#include <QCoreApplication> #include "signalsandslots3.h" int main(int argc, char *argv[]) { QCoreApplication a(argc, argv); SignalsAndSlots3 s; return a.exec(); }
本节为了说明原理，所以只写了最简单的信号槽。
编译运行程序，在控制台会输出Hello字样。
2.3.2 Makefile文件
现在我们打开Qt自动生成的Makefile.Debug文件。找到下面这一行：
SOURCES = F:\Study\Qt\Projects\QtShareCode\chapter2\2-3\SignalsAndSlots3\main.cpp \
F:\Study\Qt\Projects\QtShareCode\chapter2\2-3\SignalsAndSlots3\signalsandslots3.cpp debug\moc_signalsandslots3.cpp
关键看加粗的部分，我们看到signalsandslots3.cpp和moc_signalsandslots3.cpp作为源文件一起进行编译。
由此可知，Qt又额外生成了moc_signalsandslots3.cpp文件，其名称为，同名源文件前加上了moc前缀。
2.3.3 moc预编译器
moc(Meta-Object Compiler)元对象预编译器。
moc读取一个c++头文件。如果它找到包含Q_OBJECT宏的一个或多个类声明，它会生成一个包含这些类的元对象代码的c++源文件，并且以moc_作为前缀。
信号和槽机制、运行时类型信息和动态属性系统需要元对象代码。
由moc生成的c++源文件必须编译并与类的实现联系起来。
通常，moc不是手工调用的，而是由构建系统自动调用的，因此它不需要程序员额外的工作。
2.3.4 Q_OBJECT宏
#define Q_OBJECT \ public: \ Q_OBJECT_CHECK \ QT_WARNING_PUSH \ Q_OBJECT_NO_OVERRIDE_WARNING \ static const QMetaObject staticMetaObject; \ virtual const QMetaObject *metaObject() const; \ virtual void *qt_metacast(const char *); \ virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **); \ QT_TR_FUNCTIONS \ private: \ Q_OBJECT_NO_ATTRIBUTES_WARNING \ Q_DECL_HIDDEN_STATIC_METACALL static void qt_static_metacall(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **); \ QT_WARNING_POP \ struct QPrivateSignal {}; \ QT_ANNOTATE_CLASS(qt_qobject, "")
我们 都知道宏会在预编译期被具体的字符串所代替，那么我们在头文件中用到的Q_OBJECT宏就会被展开为上面的代码。
你可以在signalsandslots3.h中用上面的代码替换掉Q_OBJECT ，你会发现还需要实现Q_OBJECT扩展后所带来的变量和函数的定义。而这些定义都已经被写入到了moc_signalsandslots3.cpp文件中了，这也就是为什么在Makefile中需要将moc_signalsandslots3.cpp一起编译的原因了。否则，这个类是不完整的，那肯定也是不可能编译通过的。
2.3.5 moc_signalsandslots3.cpp
从头文件中得出，我们首先需要定义
static const QMetaObject staticMetaObject;
你需要从下往上看代码
/* 6.存储类中的函数及参数信息 */ struct qt_meta_stringdata_SignalsAndSlots3_t { QByteArrayData data[5];//函数加参数共5个 char stringdata0[41];//总字符串长41 }; /* 5.切分字符串 */ #define QT_MOC_LITERAL(idx, ofs, len) \ Q_STATIC_BYTE_ARRAY_DATA_HEADER_INITIALIZER_WITH_OFFSET(len, \ qptrdiff(offsetof(qt_meta_stringdata_SignalsAndSlots3_t, stringdata0) + ofs \ - idx * sizeof(QByteArrayData)) \ ) /* 4.初始化qt_meta_stringdata_SignalsAndSlots3，并且将所有函数拼接成字符串，中间用\0分开 */ static const qt_meta_stringdata_SignalsAndSlots3_t qt_meta_stringdata_SignalsAndSlots3 = { { QT_MOC_LITERAL(0, 0, 16), // "SignalsAndSlots3" (索引，偏移量，偏移长度)，类名 QT_MOC_LITERAL(1, 17, 8), // "sigPrint" QT_MOC_LITERAL(2, 26, 0), // "" QT_MOC_LITERAL(3, 27, 4), // "text" QT_MOC_LITERAL(4, 32, 8) // "sltPrint" }, "SignalsAndSlots3\0sigPrint\0\0text\0"//注意这是一行字符串 "sltPrint" }; #undef QT_MOC_LITERAL /* 3.存储元对象信息，包括信号和槽机制、运行时类型信息和动态属性系统 */ static const uint qt_meta_data_SignalsAndSlots3[] = { // content: 7, // revision 0, // classname 0, 0, // classinfo 2, 14, // methods 0, 0, // properties 0, 0, // enums/sets 0, 0, // constructors 0, // flags 1, // signalCount // signals: name, argc, parameters, tag, flags 1, 1, 24, 2, 0x06 /* Public */, // slots: name, argc, parameters, tag, flags 4, 1, 27, 2, 0x0a /* Public */, // signals: parameters QMetaType::Void, QMetaType::QString, 3, // slots: parameters QMetaType::Void, QMetaType::QString, 3, 0 // eod }; /* 2.执行对象所对应的信号或槽，或查找槽索引 */ void SignalsAndSlots3::qt_static_metacall(QObject *_o, QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a) { if (_c == QMetaObject::InvokeMetaMethod) { SignalsAndSlots3 *_t = static_cast<SignalsAndSlots3 *>(_o); Q_UNUSED(_t) switch (_id) { case 0: _t->sigPrint((*reinterpret_cast< const QString(*)>(_a[1]))); break; case 1: _t->sltPrint((*reinterpret_cast< const QString(*)>(_a[1]))); break; default: ; } } else if (_c == QMetaObject::IndexOfMethod) { int *result = reinterpret_cast<int *>(_a[0]); void **func = reinterpret_cast<void **>(_a[1]); { typedef void (SignalsAndSlots3::*_t)(const QString & ); if (*reinterpret_cast<_t *>(func) == static_cast<_t>(&SignalsAndSlots3::sigPrint)) { *result = 0; return; } } } } /* 1.首先初始化静态变量staticMetaObject，并为QMetaObject中的无名结构体赋值 */ const QMetaObject SignalsAndSlots3::staticMetaObject = { { &QObject::staticMetaObject, //静态变量地址 qt_meta_stringdata_SignalsAndSlots3.data, qt_meta_data_SignalsAndSlots3, qt_static_metacall, //用于执行对象所对应的信号或槽，或查找槽索引 Q_NULLPTR, Q_NULLPTR } };
从上面的代码中，我们得知Qt的元对象系统：信号槽，属性系统，运行时类信息都存储在静态对象staticMetaObject中。
接下来是对另外三个公有接口的定义，在你的代码中也可以直接调用下面的函数哦
//获取元对象，可以调用this->metaObject()->className();获取类名称 const QMetaObject *SignalsAndSlots3::metaObject() const { return QObject::d_ptr->metaObject ? QObject::d_ptr->dynamicMetaObject() : &staticMetaObject; } //这个函数负责将传递来到的类字符串描述，转化为void* void *SignalsAndSlots3::qt_metacast(const char *_clname) { if (!_clname) return Q_NULLPTR; if (!strcmp(_clname, qt_meta_stringdata_SignalsAndSlots3.stringdata0)) return static_cast<void*>(const_cast< SignalsAndSlots3*>(this)); return QObject::qt_metacast(_clname); } //调用方法 int SignalsAndSlots3::qt_metacall(QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a) { _id = QObject::qt_metacall(_c, _id, _a); if (_id < 0) return _id; if (_c == QMetaObject::InvokeMetaMethod) { if (_id < 2) qt_static_metacall(this, _c, _id, _a); _id -= 2; } else if (_c == QMetaObject::RegisterMethodArgumentMetaType) { if (_id < 2) *reinterpret_cast<int*>(_a[0]) = -1; _id -= 2; } return _id; }
接下来，我们发现在头文件中声明的信号，其真正定义是在这里，这也是为什么signal不需要我们定义的原因。
// SIGNAL 0 void SignalsAndSlots3::sigPrint(const QString & _t1) { void *_a[] = { Q_NULLPTR, const_cast<void*>(reinterpret_cast<const void*>(&_t1)) }; QMetaObject::activate(this, &staticMetaObject, 0, _a); }
2.3.6 关键字
2.3.6.1 signals
# define QT_ANNOTATE_ACCESS_SPECIFIER(x) # define Q_SIGNALS public QT_ANNOTATE_ACCESS_SPECIFIER(qt_signal) # define signals Q_SIGNALS
看到了吗，如果signals被展开的话就是public，所以所有的信号都是公有的，也不需要像槽一样加public，protected，private的限定符。
2.3.6.2 slots
# define QT_ANNOTATE_ACCESS_SPECIFIER(x) # define Q_SLOTS QT_ANNOTATE_ACCESS_SPECIFIER(qt_slot) # define slots Q_SLOTS
slots和signals一样，只是没有了限定符，所以它是否可以被对象调用，就看需求了。
2.3.6.3 emit
它的宏定义：# define emit
emit后面也没有字符串！当它被替换的时候，程序其实就是调用了sigPrint()函数，而不是真正意义上的发送一个信号，有很多初学者都是认为当emit的时候，Qt会发信号，所以才会有很多人问“当emit之后，会不会立即执行其后面的代码”。当然，如果想让emit后面的代码不需要等槽函数执行完就开始执行的话，可以设置connect第5个参数。
Qt之所以使用# define emit，是因为编译器并不认识emit啊，所以把它定义成一个空的宏就可以通过编译啦。
2.3.7 信号槽的调用流程
好，通过以上的代码和分享我们来总结一下具体流程。
- moc查找头文件中的signals，slots，标记出信号和槽
- 将信号槽信息存储到类静态变量staticMetaObject中，并且按声明顺序进行存放，建立索引。
- 当发现有connect连接时，将信号槽的索引信息放到一个map中，彼此配对。
- 当调用emit时，调用信号函数，并且传递发送信号的对象指针，元对象指针，信号索引，参数列表到active函数
- 通过active函数找到在map中找到所有与信号对应的槽索引
- 根据槽索引找到槽函数，执行槽函数。
以上，便是信号槽的整个流程，总的来说就是一个“注册-索引”机制，并不存在发送系统信号之类的事情。
注意，我们本节讲的东西都是以connect第五个参数是默认为前提的。
Qt通过信号和槽机制，使得程序员在创建类时可以只关注类要做什么，这使得一个类真正具有了独立性。信号槽让它们之间自由的，动态的进行交互，从而使整个系统运行流畅，而你也不需要再插手管理。
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