13.5 Qt 的事件模型

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2023-12-01

1.事件的概念

应用程序对象将系统消息接收为 Qt 事件。应用程序可以按照不同的粒度对事件加以 监控、过滤并做出响应。

在 Qt 中,事件是指从 QEvent 继承 的对象。Qt 将事件发送给每个 QObject 对象,这 样对象便可对事件做出响应。也就是说, Qt 的事件处理机制主要是基于 QEvent 类来实现 的,QEvent 类是其他事件类的基类。当一个事件产生时, Qt 就会构造一个 QEvent 子类的 实例来表述该事件,然后将该事件发送到相应的对象上进行处理。

编程人员可以对应用程序级别和对象级别中的事件进行监控和过滤。

2.事件的创建

大多数事件是由窗口系统生成的,它们负责向应用程序通知相关的用户操作,例如: 按键、 鼠标单击或者重新调整窗口大小。也可以从编程角度来模拟这类事件。在 Qt 中大 约有 50 多种事件类型,最常见的事件类型是报告鼠标活动、按键、重绘请求以及窗口处理 操作。编程人员也可以添加自己的活动行为,类似于内建事件的事件类型。

通常,接收方如果只知道按键了或者松开鼠标按钮了,这是不够的。例如,它还必须 知道按的是哪个键,松开的是哪个鼠标按钮以及鼠标所在位置。每一 QEvent 子类均提供事 件类型的相关附加信息,因此每个事件处理器均可利用此信息采取相应处理。

3.事件的交付

Qt 通过调用虚函数 QObject::event() 来交付事件。出于方便起见, QObject::event()会将大多数常见的事件类型转发给专门的处理函数,例如: QWidget::mouseReleaseEvent()和 QWidget::keyPressEvent()。开发人员在编写自己的控 件时,或者对现有控件进行定制时,可以轻松地重新实现这些处理函数。

有些事件会立即发送,而另一些事件则需要排队等候,当控制权返回至 Qt 事件循环 时才会开始分发。Qt 使用排队来优化特定类型的事件。例如, Qt 会将多个 paint 事件压 缩成一个事件,以便达到最大速度。

通常,一个对象需要查看另一对象的事件,以便可以对事件做出响应或阻塞事件。这可以通过调用被监控对象的 QObject::installEventFilter() 函数来实现。实施监控对象 的 QObject::eventFilter() 虚函数会在受监控的对象在接收事件之前被调用。

另外,如果在应用程序的 QApplication 唯一实例中安装一个过滤器,则也可以过滤 应用程序的全部事件。系统先调用这类过滤器,然后再调用任何窗体特定的过滤器。开发人 员甚至还可以重新实现事件调度程序 QApplication::notify(),对整个事件交付过程进行 全面控制。

4.事件循环模型

Qt 的主事件循环能够从事件队列中获取本地窗口系统事件,然后判断事件类型,并将 事件分发给特定的接收对象 。 主 事 件 循 环 通 过 调 用 QCoreApplication::exec() 启 动 , 随 着 QCoreApplication::exit()结束,本地的事件循环可用利用 QEventLoop 构建。作为事件分发器的 QAbstractEventDispatcher 管理着 Qt 的事件队列,事件分发器 从窗口系统或其他事件源接收事件,然后将他们发送给 QCoreApplication 或 QApplication 的实例进行处理或继续分发。QAbstractEventDispatcher 为事件分发提供了 良好的保护措施。

一般来说,事件是由触发当前的窗口系统产生的,但也可以通过使用 QCoreApplication::sendEvent()和 QCoreApplication::postEvent()来手工产生事件。需 要说明的是 QCoreApplication::sendEvent()会立即发送事件, QCoreApplication::postEvent()则会将事件放在事件队列中分发。如果需要在一个对象初 始化完成之际就开始处理某种事件,可以将事件通过 QCoreApplication::postEvent()发 送。

通过接收对象的 event()函数可以返回由接收对象的事件句柄返回的事件,对于某些 特定类型的事件如鼠标(触笔)和键盘事件,如果接收对象不能处理,事件将会被传播到接 收对象的父对象。需要说明的是接收对象的 event()函数并不直接处理事件,而是根据被分 发过来的事件的类型调用相应的事件句柄进行处理。

5. 自定义事件

一般有下列 5 种方式可以用来处理和过滤事件,每种方式都有其使用条件和使用范围。

(1) 重载 paintEvent()、 mousePressEvent()等事件处理器(event handler)

重新实现像 mousePressEvent(), keyPressEvent()和 paintEvent()这样的 event handler 是目前处理 event 所采用的最常见的方法,这种方法比较容易掌握。

(2) 重载 QcoreApplication::notify()函数

这种方式能够对事件处理进行完全控制。也就是说,当你需要在事件处理器 (event handler)之前得到所有事件的话,就可以采用这个方法,但是这样一来,因为只有一个 notify()函数,所以每次只能有一个子类被激活。这与事件过滤器不同,因为后者可以有任意数目并且同时存在。

(3) 在 QCoreApplication::instance()也即在 qApp 上安装事件过滤器

这样就可处理所有部件(widget)上的所有事件,这和重载 QCoreApplication::notify()函数的效果是类似的。 一旦一个 event filter 被注册到qApp(唯一的 QApplication 对象), 程序里发到其它对象的事件在发到其它的 event filter 之前,都要首先发到这个 eventFilter 上,不难看出,这个方法在调试(debugging)应用程序时也是非常有用的。

(4) 重载 QObject::event()函数

通过重新实现的 event()函数,我们可以在事件到达特定部件的事件过滤器( event handler)前处理 Tab 事件。需要注意的是,当重新实现某个子类的 event()的时候,我们 需要调用基类的 event()来处理不准备显式处理的情况。

(5) 在选定对象(Object)上安装事件过滤器(event filter)

该对象需要继承自 QObject ,这样就可以处理除了 Tab 和 Shift-Tab 以外的所有事 件。当该对象用 installEventFilter()注册之后,所有发到该对象的事件都会先经过监测它 的 event filter。如果该 object 同时安装了多个 event filter,那么这些 filter 会按照 “后进先出”的规则依次被激活, 即顺序是从最后安装的开始,到第一个被安装的为止。

6.事件与信号的区别 需要注意,我们不应该混淆“事件”和“信号”这两个概念。

(1) 使用场合和时机不同 一般情况下,在“使用”窗口部件时,我们经常需要使用信号,并且会遵循信号与槽的机制;而在“实现”窗口部件时,我们就不得不考虑如何处理事件了。举个例子,当使用 QPushButton 时,我们对于它的 clicked()信号往往更为关注,而很少关心促成发射该信 号的底层的鼠标或者键盘事件。但是,如果要实现一个类似于 QPushButton 的类,我们就需要编写一定的处理鼠标和键盘事件的代码,而且在必要的时候,仍然需要发射和接收 clicked()信号。

(2) 使用的机制和原理不同

事件类似于 Windows 里的消息,它的发出者一般是窗口系统。相对信号和槽机制,它 比较“底层”,它同时支持异步和同步的通信机制,一个事件产生时将被放到事件队列 里,然后我们就可以继续执行该事件 “后面”的代码。事件的机制是非阻塞的。

信号和槽机制相对而言比较“高层”,它的发出者一般是对象。从本质上看,它类似 于传统的回调机制,是不支持异步调用的。

举个例子,在 QApplication 中有两个投送事件的方法:postEvent ()和 sendEvent(),它们分别对应 Windows 中的 PostMessage()和 SendMessage(),就是是异步 调用和同步调用, 一个等待处理完后返回,一个只发送而不管处理完与否就返回。

在应用中,涉及到底层通信时,往往使用事件的时候比较多,但有时也会用到信号和槽。

(3) 信号与槽在多线程时支持异步调用

在单线程应用时,你可以把信号与槽看成是一种对象间的同步通信机制,这是因为在 这种情况下,信号的释放过程是阻塞的,一定要等到槽函数返回后这个过程才结束,也就是 不支持异步调用。

从 Qt4 开始,信号和槽机制被扩展为可以支持跨线程的连接,通过这种改变,信号与 槽也可以支持异步调用了,这方面的内容涉及到多线程的很多知识,读者感兴趣的话,可以 参阅《C++ GUI Qt4 编程》中的相关内容。