python GUI库图形界面开发之PyQt5信号与槽机制、自定义信号基础介绍
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。
在linux、windows等GUI工具包中，GUI组件都会注册回调函数用于处理组件所触发的动作，通常是注册对应的函数的函数指针。在之前关于Button的文章中提到了信号与槽的机制的使用，通过该机制可以很好的将组件的信号（如button的clocked、toggled、pressed等）和处理该信号的槽关联起来。通过信号与槽机制，能够让我们很简洁和快速的来完成相关的功能。
信号和槽是用来在对象间传递数据的方法：当一个特定事件发生的时候，signal会被emit出来，slot调用是用来响应相应的signal的。Qt中对象已经包含了许多预定义的signal（基本组件都有各自特有的预定义的信号），根据使用的场景我们可以添加新的signal。Qt的对象中已经包含了许多预定义的槽函数，但我们也根据使用的场景添加新的槽函数。
信号
当对象的状态发生改变的时候，信号就由该对象发射(emit)出去。当一个信号被发射(emit)时候，与其关联的槽函数被立刻执行。其中该对象只负责发送信号，发射该信号的对象并不知道是那个对象在接收这个信号。这样保证了对象与对象之间的低耦合。
如果存在信号和多个槽函数相关联的时候，当信号被发射时，这些槽的执行顺序将会是随机的、不确定的。
槽
用于接受信号，而且槽只是普通的对象成员函数。当和槽连接的信号被发射时，槽会被调用。一个槽并不知道是否有任何信号与自己相连接。
信号和槽的绑定
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：：
connect(slot[,type=PyQt5.QtCore.Qt.AutoConnection[,no_receiver_check=False]])
Parameters:
slot–theslottoconnectto,eitheraPythoncallableoranotherboundsignal.
type–thetypeoftheconnectiontomake.
no_receiver_check–suppressthecheckthattheunderlyingC++receiverinstancestillexistsanddeliverthesignalanyway.
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：
disconnect([slot])
Parameters:slot–theoptionalslottodisconnectfrom,eitheraPythoncallableoranotherboundsignal.Ifitisomittedthenallslotsconnectedtothesignalaredisconnected.
信号和槽的特点
1、一个信号可以连接到多个槽；
当信号发出后，槽函数都会被调用，但是调用的顺序是随机的，不确定的。
self.slider.valueChanged.connect(self.pBar.setValue)
self.slider.valueChanged.connect(self.lcdNumber.display)
QSlider数据的变化同时绑定在setValue()和display()两个槽上。
2、多个信号可以连接到同一个槽；
其中任何一个信号发出，槽函数都会被执行。
self.buttonOn.clicked.connect(self.showMessage)
self.buttonOff.clicked.connect(self.showMessage)
showMessage()同时绑定在两个button的clicked信号上
3、信号的参数可以是任何的Python类型；
如list，dict等python独有的类型。自定义信号的时候举例说明。
4、信号和槽的连接可以被移除；
比如断开某个特定信号的关联。
self.buttonOn.clicked.connect(self.showMessage)
5、信号可以和另外一个信号进行关联；
第一个信号发出后，第二个信号也同时发送。比如关闭系统的信号发出之后，同时会发出保存数据的信号。
代码示例：
关于信号和槽的式样代码如下：
#-*-coding:utf-8-*-
'''
Signal&Slot
'''
__author__='TonyZhu'
importsys
fromPyQt5.QtCoreimportQt
fromPyQt5.QtWidgetsimport(QWidget,QLCDNumber,QSlider,QGridLayout,QLabel,QHBoxLayout,QGroupBox,
QVBoxLayout,QApplication,QProgressBar,QPushButton,QMessageBox)
classSignalSlot(QWidget):
def__init__(self):
super(SignalSlot,self).__init__()
self.initUI()
definitUI(self):
self.controlsGroup=QGroupBox("运行样本")
self.lcdNumber=QLCDNumber(self)
self.slider=QSlider(Qt.Horizontal,self)
self.pBar=QProgressBar(self)
vbox=QVBoxLayout()
vbox.addWidget(self.pBar)
vbox.addWidget(self.lcdNumber)
vbox.addWidget(self.slider)
self.controlsGroup.setLayout(vbox)
controlsLayout=QGridLayout()
self.label1=QLabel("保存状态：")
self.saveLabel=QLabel()
self.label2=QLabel("运行状态：")
self.runLabel=QLabel()
self.buttonSave=QPushButton("保存")
self.buttonRun=QPushButton("运行")
self.buttonStop=QPushButton("停止")
self.buttonDisconnect=QPushButton("解除关联")
self.buttonConnect=QPushButton("绑定关联")
controlsLayout.addWidget(self.label1,0,0)
controlsLayout.addWidget(self.saveLabel,0,1)
controlsLayout.addWidget(self.label2,1,0)
controlsLayout.addWidget(self.runLabel,1,1)
controlsLayout.addWidget(self.buttonSave,2,0)
controlsLayout.addWidget(self.buttonRun,2,1)
controlsLayout.addWidget(self.buttonStop,2,2)
controlsLayout.addWidget(self.buttonDisconnect,3,0)
controlsLayout.addWidget(self.buttonConnect,3,1)
layout=QHBoxLayout()
layout.addWidget(self.controlsGroup)
layout.addLayout(controlsLayout)
self.setLayout(layout)
self.buttonRun.clicked.connect(self.buttonSave.clicked)
self.slider.valueChanged.connect(self.pBar.setValue)
self.slider.valueChanged.connect(self.lcdNumber.display)
self.buttonSave.clicked.connect(self.showMessage)
self.buttonRun.clicked.connect(self.showMessage)
self.buttonDisconnect.clicked.connect(self.unbindConnection)
self.buttonConnect.clicked.connect(self.bindConnection)
self.buttonStop.clicked.connect(self.stop)
self.setGeometry(300,500,500,180)
self.setWindowTitle('信号和槽')
defshowMessage(self):
ifself.sender().text()=="保存":
self.saveLabel.setText("Saved")
elifself.sender().text()=="运行":
self.saveLabel.setText("Saved")
self.runLabel.setText("Running")
defunbindConnection(self):
self.slider.valueChanged.disconnect()
defbindConnection(self):
self.slider.valueChanged.connect(self.pBar.setValue)
self.slider.valueChanged.connect(self.lcdNumber.display)
defstop(self):
self.saveLabel.setText("")
self.runLabel.setText("")
if__name__=='__main__':
app=QApplication(sys.argv)
ex=SignalSlot()
ex.show()
sys.exit(app.exec_())
程序运行的结果：
控件说明：
示例说明：
程序样本运行的界面逻辑，先设定运行的程序样本数量，然后先保存后运行的逻辑状态。通过slider的滑动来改变progressBar和LCD的显示数据；“保存”按钮保存运行的样本；“运行”按钮运行程序样本；“解除关联”解除slider.valueChanged信号的绑定，此时slider的滑动，不会改变progressBar和LCD的显示
示例说明：
L22~30：
self.controlsGroup=QGroupBox("运行样本")
self.lcdNumber=QLCDNumber(self)
self.slider=QSlider(Qt.Horizontal,self)
self.pBar=QProgressBar(self)
vbox=QVBoxLayout()
vbox.addWidget(self.pBar)
vbox.addWidget(self.lcdNumber)
vbox.addWidget(self.slider)
self.controlsGroup.setLayout(vbox)
实例化一个QGroupBox，在其中添加QSlider，QProgressBar，QLCDNumber控件。
L32~41:
controlsLayout=QGridLayout()
self.label1=QLabel("保存状态：")
.....
self.buttonDisconnect=QPushButton("解除关联")
self.buttonConnect=QPushButton("绑定关联")
实例化，界面中右半部分的控件。
L58~65:
self.buttonRun.clicked.connect(self.buttonSave.clicked) self.slider.valueChanged.connect(self.pBar.setValue) self.slider.valueChanged.connect(self.lcdNumber.display) self.buttonSave.clicked.connect(self.showMessage) self.buttonRun.clicked.connect(self.showMessage) self.buttonDisconnect.clicked.connect(self.unbindConnection) self.buttonConnect.clicked.connect(self.bindConnection) self.buttonStop.clicked.connect(self.stop)
signal和slot进行绑定。
1、一个信号绑定多个槽：
self.slider.valueChanged.connect(self.pBar.setValue)
self.slider.valueChanged.connect(self.lcdNumber.display)
slider控件的valueChanged信号，同时与QProgressBar的setValue()，QLCDNumber的display()槽函数绑定，当valueChanged信号触发的时候，这两个槽函数均会被调用。
2、多个信号绑定到一个槽：
self.buttonSave.clicked.connect(self.showMessage)
self.buttonRun.clicked.connect(self.showMessage)
buttonSave和buttonRun这两个对象的clicked信号，同时绑定到showMessage()这个槽函数。无论哪一个信号被触发，showMessage()这个槽函数均会被调用。
3、信号和槽的连接可以被移除：
self.buttonDisconnect.clicked.connect(self.unbindConnection)
当buttonDisconnect信号触发之后，与其关联的槽函数unbindConnection()中就会执行disconnect()方法,如下：
defunbindConnection(self): self.slider.valueChanged.disconnect()
其中执行disconnect()的时候可以指定解除与某个特定的slot槽的关联，比如self.slider.valueChanged.disconnect(self.pBar.setValue)，此时解除和QProgressBar的setValue()的关联；或者不指定，在不指定slot的场景下这样将解除和这个信号所有关联的槽。
4、信号与信号的关联：
self.buttonRun.clicked.connect(self.buttonSave.clicked)
在示例说明中提到，在运行之前要对样本进行保存，所以为了保证运行的时候执行了保存的操作，所以将buttonRun.clicked信号和buttonSave.clicked信号关联起来。
示例中在没有执行“保存”（buttonSave）的时候，执行“运行”（buttonRun），此时由于两个对象的clicked信号已经关联，所以buttonSave的clicked同样会执行。
PyQt5自定义信号
PyQt5已经自动定义了很多QT内建的信号。但是在实际的使用中为了灵活使用信号与槽机制，我们可以根据需要自定义signal。可以使用pyqtSignal()方法定义新的信号，新的信号作为类的属性。
自定义signal说明：
pyqtSignal()方法原型（PyQt官网的定义）：
PyQt5.QtCore.pyqtSignal(types[,name[,revision=0[,arguments=[]]]])
Createoneormoreoverloadedunboundsignalsasaclassattribute.
Parameters:
types–thetypesthatdefinetheC++signatureofthesignal.EachtypemaybeaPythontypeobjectorastringthatisthenameofaC++type.Alternativelyeachmaybeasequenceoftypearguments.Inthiscaseeachsequencedefinesthesignatureofadifferentsignaloverload.Thefirstoverloadwillbethedefault.
name–thenameofthesignal.Ifitisomittedthenthenameoftheclassattributeisused.Thismayonlybegivenasakeywordargument.
revision–therevisionofthesignalthatisexportedtoQML.Thismayonlybegivenasakeywordargument.
arguments–thesequenceofthenamesofthesignal'sargumentsthatisexportedtoQML.Thismayonlybegivenasakeywordargument.
Returntype: anunboundsignal
新的信号应该定义在QObject的子类中。新的信号必须作为定义类的一部分，不允许将信号作为类的属性在类定义之后通过动态的方式进行添加。通过这种方式新的信号才能自动的添加到QMetaObject类中。这就意味这新定义的信号将会出现在QtDesigner，并且可以通过QMetaObjectAPI实现内省。
通过下面的例子，了解一下关于signal的定义：
fromPyQt5.QtCoreimportQObject,pyqtSignal classNewSignal(QObject): #定义了一个“closed”信号，该信号没有参数据 closed=pyqtSignal() #定义了一个"range_changed"信号，该信号有两个int类型的参数 range_changed=pyqtSignal(int,int,name='rangeChanged')
自定义信号的发射，通过emit()方法类实现，具体参见该函数的原型：
emit(*args)
Parameters:args–theoptionalsequenceofargumentstopasstoanyconnectedslots.
通过下面的例子，了解一下关于emit()的使用：
fromPyQt5.QtCoreimportQObject,pyqtSignal
classNewSignal(QObject):
#一个valueChanged的信号，该信号没有参数.
valueChanged=pyqtSignal()
defconnect_and_emit_valueChanged(self):
#绑定信号和槽函数
self.valueChanged.connect(self.handle_valueChanged)
#发射信号.
self.trigger.emit()
defhandle_valueChanged(self):
print("triggersignalreceived")
示例说明：
自定义信号的一般流程如下：
- 定义信号
- 定义槽函数
- 绑定信号和槽
- 发射信号
通过代码示例来了解一下信号的自定义过程：
#-*-coding:utf-8-*-
'''
definedSignal
'''
__author__='TonyZhu'
importsys
fromPyQt5.QtCoreimportpyqtSignal,QObject,Qt,pyqtSlot
fromPyQt5.QtWidgetsimportQWidget,QApplication,QGroupBox,QPushButton,QLabel,QCheckBox,QSpinBox,QHBoxLayout,QComboBox,QGridLayout
classSignalEmit(QWidget):
helpSignal=pyqtSignal(str)
printSignal=pyqtSignal(list)
#声明一个多重载版本的信号，包括了一个带int和str类型参数的信号，以及带str参数的信号
previewSignal=pyqtSignal([int,str],[str])
def__init__(self):
super().__init__()
self.initUI()
definitUI(self):
self.creatContorls("打印控制：")
self.creatResult("操作结果：")
layout=QHBoxLayout()
layout.addWidget(self.controlsGroup)
layout.addWidget(self.resultGroup)
self.setLayout(layout)
self.helpSignal.connect(self.showHelpMessage)
self.printSignal.connect(self.printPaper)
self.previewSignal[str].connect(self.previewPaper)
self.previewSignal[int,str].connect(self.previewPaperWithArgs)
self.printButton.clicked.connect(self.emitPrintSignal)
self.previewButton.clicked.connect(self.emitPreviewSignal)
self.setGeometry(300,300,290,150)
self.setWindowTitle('definedsignal')
self.show()
defcreatContorls(self,title):
self.controlsGroup=QGroupBox(title)
self.printButton=QPushButton("打印")
self.previewButton=QPushButton("预览")
numberLabel=QLabel("打印份数：")
pageLabel=QLabel("纸张类型：")
self.previewStatus=QCheckBox("全屏预览")
self.numberSpinBox=QSpinBox()
self.numberSpinBox.setRange(1,100)
self.styleCombo=QComboBox(self)
self.styleCombo.addItem("A4")
self.styleCombo.addItem("A5")
controlsLayout=QGridLayout()
controlsLayout.addWidget(numberLabel,0,0)
controlsLayout.addWidget(self.numberSpinBox,0,1)
controlsLayout.addWidget(pageLabel,0,2)
controlsLayout.addWidget(self.styleCombo,0,3)
controlsLayout.addWidget(self.printButton,0,4)
controlsLayout.addWidget(self.previewStatus,3,0)
controlsLayout.addWidget(self.previewButton,3,1)
self.controlsGroup.setLayout(controlsLayout)
defcreatResult(self,title):
self.resultGroup=QGroupBox(title)
self.resultLabel=QLabel("")
layout=QHBoxLayout()
layout.addWidget(self.resultLabel)
self.resultGroup.setLayout(layout)
defemitPreviewSignal(self):
ifself.previewStatus.isChecked()==True:
self.previewSignal[int,str].emit(1080,"FullScreen")
elifself.previewStatus.isChecked()==False:
self.previewSignal[str].emit("Preview")
defemitPrintSignal(self):
pList=[]
pList.append(self.numberSpinBox.value())
pList.append(self.styleCombo.currentText())
self.printSignal.emit(pList)
defprintPaper(self,list):
self.resultLabel.setText("Print:"+"份数："+str(list[0])+"纸张："+str(list[1]))
defpreviewPaperWithArgs(self,style,text):
self.resultLabel.setText(str(style)+text)
defpreviewPaper(self,text):
self.resultLabel.setText(text)
defkeyPressEvent(self,event):
ifevent.key()==Qt.Key_F1:
self.helpSignal.emit("helpmessage")
defshowHelpMessage(self,message):
self.resultLabel.setText(message)
#self.statusBar().showMessage(message)
if__name__=='__main__':
app=QApplication(sys.argv)
dispatch=SignalEmit()
sys.exit(app.exec_())
运行该函数之后的效果如下：
示例说明：
通过一个模拟打印的界面来详细说明一下关于信号的自定义，在打印的时候可以设定打印的分数，纸张类型，触发“打印”按钮之后，将执行结果显示到右侧；通过全屏预览QCheckBox来选择是否通过全屏模式进行预览，将执行结果显示到右侧。
通过点击F1快捷键，可以显示helpMessage信息。
代码分析：
L12~15：
helpSignal=pyqtSignal(str) printSignal=pyqtSignal(list) #声明一个多重载版本的信号，包括了一个带int和str类型参数的信号，以及带str参数的信号 previewSignal=pyqtSignal([int,str],[str])
通过pyqtSignal()定义了三个信号，helpSignal，printSignal，previewSignal。其中：
- helpSignal为str参数类型的信号；
- printSignal为list参数类型的信号；
- previewSignal为一个多重载版本的信号，包括了一个带int和str类型参数的信号，以及str类行的参数。
L31~36：
self.helpSignal.connect(self.showHelpMessage)
self.printSignal.connect(self.printPaper)
self.previewSignal[str].connect(self.previewPaper)
self.previewSignal[int,str].connect(self.previewPaperWithArgs)
self.printButton.clicked.connect(self.emitPrintSignal)
self.previewButton.clicked.connect(self.emitPreviewSignal)
绑定信号和槽；着重说明一下多重载版本的信号的绑定，previewSignal有两个版本previewSignal(str)，previewSignal(int,str)。由于存在两个版本，从因此在绑定的时候需要显式的指定信号和槽的绑定关系。
具体如下：
self.previewSignal[str].connect(self.previewPaper)
self.previewSignal[int,str].connect(self.previewPaperWithArgs)
其中[str]参数的previewSignal信号绑定previewPaper();[int,str]的previewSignal信号绑定previewPaperWithArgs()
L72~76:
defemitPreviewSignal(self):
ifself.previewStatus.isChecked()==True:
self.previewSignal[int,str].emit(1080,"FullScreen")
elifself.previewStatus.isChecked()==False:
self.previewSignal[str].emit("Preview")
多重载版本的信号的发射也需要制定对应发射的版本，类似同信号的版定。
L78~82：
defemitPrintSignal(self): pList=[] pList.append(self.numberSpinBox.value()) pList.append(self.styleCombo.currentText()) self.printSignal.emit(pList)
如代码中所示，在信号发射的时候可以传递python数据类型的参数，在本例中传递list类型的参数pList.
L93~96：
defkeyPressEvent(self,event):
ifevent.key()==Qt.Key_F1:
self.helpSignal.emit("helpmessage")
通过复写keyPressEvent()方法，将F1快捷键进行功能的拓展。在windows的大部分应用，我们都会使用一些快捷键来快速的完成某些特定的功能。比如F1键，会快速调出帮助界面。那我们就可以复写keyPressEvent()方法来模拟发送所需的信号，来完成我们的对应任务.
注意事项：
- 自定义的信号在init()函数之前定义；
- 自定义型号可以传递，str、int、list、object、float、tuple、dict等很多类型的参数；
- 注意signal和slot的调用逻辑，避免signal和slot之间出现死循环。如在slot方法中继续发射该信号；
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