世界快看点丨Qt 事件系统总结

博客园   2023-06-12 11:10:39

参考:

  • (35条消息) Qt事件循环及QEventLoop的使用_kupeThinkPoem的博客-CSDN博客
  • (35条消息) Qt消息机制:事件分发和事件过滤_qt 消息过滤_SOC罗三炮的博客-CSDN博客

Qt 事件系统总结

Qt 事件

  • 在 Qt 中,事件(event)是一些对象,它们都派生自抽象类 QEvent

  • 事件是应用程序所关心的,程序内部发生的事或是外部行动的结果


    (资料图片)

  • 当一个事件发生,Qt 会创建一个事件对象,它是一个派生自抽象类 QEvent的类的实例,用来代表发生的事件

  • 有时一个事件包含多个事件类型,比如鼠标事件 QMouseEvent又可以分为鼠标按下双击滚轮滚动移动等多种操作

  • 事件由谁接收:事件可以被任何派生自 QObject的类型的实例接收和处理

    • QObject 类的三大核心功能其中之一就是:事件处理。QObject通过 event()函数获取和分发事件。
  • 事件由谁产生:

    • 由操作系统或应用程序内部产生
    • 使用 bool QEvent::spontaneous() const判断事件是否来自于应用程序外部,如果事件来自于外部返回 true,否则返回 false

Qt 事件循环

主事件循环

  • 每一个 Qt 程序,main 函数中一般都有唯一的 QCoreApplication/QGuiApplication/QApplication,并在末尾调用 exec()。这样就开始 Qt 的事件循环
  • 事件循环的本质是无限循环,使用 exec()开启事件循环,如果事件循环不结束,exec()后面的代码永远不会执行。
  • 在执行 exec()函数之后,程序将进入事件循环来监听应用程序的事件。事件多数情况下是被分发到一个队列中(事件队列),当队列中有事件时就不停的将队列中的事件发送给 QObject对象,当队列为空时就循环等待事件。
  • 当事件发生时,Qt 将创建一个事件对象。Qt 中所有事件类都继承于 QEvent,这也是事件不同于信号(信号与槽中的信号)的一点 —— 事件是类具有特定类型, 而信号是信号函数
  • QCoreApplication中提供了一下处理事件的函数:
/// 给任何线程的任何对象发送任何事件都会调用该函数。可以重写该函数来达到全局的事件处理与控制的功能。[virtual] bool QCoreApplication::notify(QObject *receiver, QEvent *event)/// 直接使用 notify() 将事件发送给事件的接收者,返回事件处理程序返回的值。事件被发送后并不会被自动被销毁,因此事件对象常常可以声明在堆栈上作为自动变量。[static] bool QCoreApplication::sendEvent(QObject *receiver, QEvent *event)    /// 添加事件到事件队列然后立即返回。事件必须声明在堆上。当控制返回到主事件循环时,所有存储在事件队列中的事件都将使用 notify 函数发送出去。/// 事件按优先级排队,高优先级的事件先入队。事件优先级是一个整机变量。/// 函数是【线程安全】的[static] void QCoreApplication::postEvent(QObject *receiver, QEvent *event, int priority = Qt::NormalEventPriority)    /// 立即分派在事件队列中的所有事件接收对象为 receiver 事件类型为 event_type 的事件。/// 如果 receiver = nullptr ,所有事件类型为 event_type 都会被立即发送给接收者/// 如果 event_type = 0, 所有发送给 receiver 的事件都会被立即发送给它[static] void QCoreApplication::sendPostedEvents(QObject *receiver = nullptr, int event_type = 0)    /// 告诉应用以指定的返回码退出事件循环,exec() 将结束并返回该返回码,任何非零返回码意味着错误。[static] void QCoreApplication::exit(int returnCode = 0)/// 告诉应用正常退出事件循环。相当于 exit(0)。通常信号与该槽应该进行[队列连接],因为如果在主事件循环开始之前,信号发送导致的 quit() 回调是无效的(事件循环没有开始,何谈退出)/// 使用队列连接确保槽函数不会再事件循环开始前执行。[static slot] void QCoreApplication::quit()    

QEventLoop 类

/// 开启事件循环 int exec(QEventLoop::ProcessEventsFlags flags = AllEvents)void exit(int returnCode = 0)/// 如果事件循环是运行着的,返回 true,否则返回 false。事件循环在 exec() 和 exit() 之间被认为是运行的bool isRunning() const[slot] void QEventLoop::quit()
  • 事件循环是可以嵌套的,当在子事件循环中的时候,父事件循环中的事件实际上处于中断状态。这就相当于循环嵌套。

  • 当子事件循环结束,exec() 返回之后才可以执行父循环中的事件。当然,这不代表在执行子循环的时候,类似父循环中的界面响应会被中断,因为往往子循环中也会有父循环的大部分事件,执行QMessageBox::exec(),QEventLoop::exec()的时候,虽然这些exec()打断了main()中的QApplication::exec(),但是由于GUI界面的响应已经被包含到子循环中了,所以GUI界面依然能够得到响应。

  • 如果某个子事件循环仍然有效,但其父循环被强制跳出,此时父循环不会立即执行跳出,而是等待子事件循环跳出后,父循环才会跳出。

事件的转发与处理流程

Qt 程序需要在 main()函数创建一个 QApplication对象,然后调用它的 exec()函数。这个函数就是开始 Qt 的事件循环。在执行 exec()函数之后,程序将进入事件循环来监听应用程序的事件

事件循环与事件队列
事件的转发与处理流程

同步与异步事件

  • 同步事件:调用 QCoreApplication::sendEvent(),会直接使用 QCoreApplication::notify将事件发送给事件接收方,事件会立即被执行。
  • 异步事件:调用 QCoreApplication::postEvent(), 会将事件加入到事件队列,等待事件循环进行处理。

事件分发器

Qt 中每个事件类型都有一个枚举类型 QEvent::Type的数据成员,通过该枚举类型,在程序中可以区分不同的事件类型,根据不同的事件类型进行不同的动作。如下即为 QObject::event的源码:

  • 事件分发器根据事件的不同,将事件发送给不同的事件处理器进行处理,因此可以通过重写事件处理器函数,让指定事件发生发生时,执行我们想要的事件处理动作。
bool QObject::event(QEvent *e){    switch (e->type()) {    case QEvent::Timer:        timerEvent((QTimerEvent *)e);        break;    case QEvent::ChildAdded:    case QEvent::ChildPolished:    case QEvent::ChildRemoved:        childEvent((QChildEvent *)e);        break;    case QEvent::DeferredDelete:        qDeleteInEventHandler(this);        break;    case QEvent::MetaCall:        {            QAbstractMetaCallEvent *mce = static_cast(e);            if (!d_func()->connections.loadRelaxed()) {                QBasicMutexLocker locker(signalSlotLock(this));                d_func()->ensureConnectionData();            }            QObjectPrivate::Sender sender(this, const_cast(mce->sender()), mce->signalId());            mce->placeMetaCall(this);            break;        }    case QEvent::ThreadChange: {        Q_D(QObject);        QThreadData *threadData = d->threadData.loadRelaxed();        QAbstractEventDispatcher *eventDispatcher = threadData->eventDispatcher.loadRelaxed();        if (eventDispatcher) {            QList timers = eventDispatcher->registeredTimers(this);            if (!timers.isEmpty()) {                // do not to release our timer ids back to the pool (since the timer ids are moving to a new thread).                eventDispatcher->unregisterTimers(this);                QMetaObject::invokeMethod(this, "_q_reregisterTimers", Qt::QueuedConnection,                                          Q_ARG(void*, (new QList(timers))));            }        }        break;    }    default:        if (e->type() >= QEvent::User) {            customEvent(e);            break;        }        return false;    }    return true;}
  • 如果希望在事件分发之前做一些操作,就可以重写这个 event()函数。
  • 如果传入的事件已被识别并且处理,则需要返回 true,否则返回 false。如果返回值是 true,那么 Qt 会认为这个事件已经处理完毕,不会再将这个事件发送给其它对象,而是会继续处理事件队列中的下一事件

❗❗❗在 event()函数中,调用事件对象的 accept()ignore()函数是没有作用的,不会影响到事件的传播

事件过滤器

事件过滤器可以对其他组件接收到的事件进行监控

事件过滤器使用步骤如下:

  1. 创建一个事件过滤器

    • 任意的 QObject对象都可以作为事件过滤器使用

    • 事件过滤器对象需要重写 eventFilter()函数

      • eventFilter()中可以决定是否将事件传递给组件对象,事件处理程序也可以提前写在事件过滤器中。
      • 不让事件继续转发返回 true, 否则返回 false
  2. 被监控对象安装事件过滤器

    • void QObject::installEventFilter(QObject *filterObj)

事件过滤器的调用时间是目标对象(也就是 eventFilter()参数里面的 watched 对象)接收到事件对象之前。如果事件被过滤掉(返回 true) 那么组件对象就不会收到该事件。

❗❗❗ 事件过滤器和被安装过滤器的组件必须在同一线程,否则,过滤器将不起作用。另外,如果在安装过滤器之后,这两个组件到了不同的线程,那么,只有等到二者重新回到同一线程的时候过滤器才会有效

全局事件过滤器QAppliaction::instance()QCoreApplication::instance()上安装事件过滤器,那么任何事件在通过 notify()函数发送给其他对象之前都要先传给事件过滤器。

Qt 事件处理的 5 个层次

  1. 重写 paintEvent()mousePressEvent()等事件处理函数。最普通、最简单的形式。
  2. 重写 event()函数。event()是任何 Qt 对象的所有事件的入口,默认是根据事件类型的不同将事件分发给不同的事件处理函数
  3. 在特定对象上安装事件过滤器,该事件过滤器仅过滤该对象接收到的事件
  4. 使用全局事件过滤器,在 QAppliaction::instance()QCoreApplication::instance()上安装事件过滤器。事件过滤器可以安装多个(多个事件过滤器会按安装顺序逆序激活),相比重写 notify()更加灵活,全局过滤器有一个问题:只能用在主线程。
  5. 重写 QCoreApplication::notify()这是最强大的,和全局事件过滤器一样提供完全控制,并且不受线程的限制。但是全局范围内只能有一个被使用(因为QCoreApplication是单例的)。

事件(QEvent)与信号(SIGNAL)的区别

事件信号
本质区别事件是对象,都是派生自 QEvent的类的实例信号是QObject或是其派生类的函数成员
与 QObject 的关系事件由 QObject及其派生类的实例对象接收并进行处理信号由QObject或是其派生类的实例对象发出(emit
对程序影响改写事件处理函数可能导致程序行为发生改变如果将信号与不同的槽函数连接,会导致不同的行为
  • 两者的联系:
    • 事件的转发和处理,信号与槽实现的对象间通讯,都依靠于 QObject,都依靠 Qt 的事件循环。
    • 一些信号,是在事件处理函数中发出的。

QPushButton 事件处理分析

示例代码:

#ifndef MYAPPLICATION_H#define MYAPPLICATION_H#include class MyApplication : QApplication{    Q_OBJECTpublic:    MyApplication(int &argc, char **argv);    bool notify(QObject *receiver, QEvent *event) override;    void installEventFilter(QObject *filter);    int exec();protected:    bool event(QEvent *e) override;};#endif // MYAPPLICATION_H
#include "myapplication.h"#include "qdebug.h"MyApplication::MyApplication(int &argc, char **argv)    : QApplication{argc, argv}{}bool MyApplication::notify(QObject *receiver, QEvent *event){    if(event->type() == QEvent::MouseButtonPress){        qDebug() << "MyApplication::notify():发布鼠标按下事件给类型为 " << receiver->metaObject()->className()                 << " 的对象;";    }    return QApplication::notify(receiver, event);}void MyApplication::installEventFilter(QObject *filter){    QApplication* a = static_cast(this);    a->installEventFilter(filter);}int MyApplication::exec(){    return QApplication::exec();}bool MyApplication::event(QEvent *e){    if(e->type() == QEvent::MouseButtonPress){        qDebug() << "MyApplication::event(): 分发鼠标按下事件";    }    return QApplication::event(e);}
#ifndef MYBUTTON_H#define MYBUTTON_H#include class MyButton : public QPushButton{    Q_OBJECTpublic:    MyButton(QWidget* parent = nullptr);    MyButton(QString const& text, QWidget* parent = nullptr);protected:    void mousePressEvent(QMouseEvent *e) override;    bool event(QEvent* e) override;};#endif // MYBUTTON_H
#include "mybutton.h"#include #include #include MyButton::MyButton(QWidget* parent)    : QPushButton{parent}{}MyButton::MyButton(const QString &text, QWidget *parent)    : QPushButton{text, parent}{}void MyButton::mousePressEvent(QMouseEvent *e){    qDebug() << "MyButton::mousePressEvent() 按钮按下事件被处理";    QPushButton::mousePressEvent(e);// 默认的事件处理函数中,会发出信号: emit pressed()    qDebug() << "槽函数回调返回后,执行发送信号(emit)后面的代码";}bool MyButton::event(QEvent *e){    if(e->type() == QEvent::MouseButtonPress){        qDebug() << "MyButton::event(): 按钮点击事件被分发";    }    return QPushButton::event(e);}
#ifndef WIDGET_H#define WIDGET_H#include #include "mybutton.h"class Widget : public QWidget{    Q_OBJECTpublic:    Widget(QWidget *parent = nullptr);    ~Widget();protected:    bool event(QEvent *e) override;    bool eventFilter(QObject* watched, QEvent *event) override;private:    MyButton *button;private slots:    void buttonPressedSlot();};#endif // WIDGET_H
#include "widget.h"#include #include #include #include Widget::Widget(QWidget *parent)    : QWidget(parent){    button = new MyButton(">>> 按钮 <<<",this);    button->installEventFilter(this);    connect(button, &MyButton::pressed, this, &Widget::buttonPressedSlot);}Widget::~Widget(){}bool Widget::event(QEvent *e){    if(e->type() == QEvent::MouseButtonPress){        qDebug() << "Widget::event(): 按钮按下事件被分发";    }    return QWidget::event(e);}bool Widget::eventFilter(QObject* watched, QEvent *event){    if(watched == this->button && event->type() == QEvent::MouseButtonPress){        qDebug() << "在鼠标按下事件发送给 button 之前,事件过滤器 Widget::eventFilter() 先对事件进行处理";    }    return QWidget::eventFilter(watched, event);}void Widget::buttonPressedSlot(){    qDebug() << "Widget::buttonPressedSlot(): 按下按钮的槽函数被调用";}
#include "widget.h"#include "myapplication.h"#include #include class GlobalFilter : public QObject{public:    GlobalFilter(QObject *parent = nullptr) : QObject{parent}{}protected:    bool eventFilter(QObject* watched, QEvent *event) override{        if(event->type() == QEvent::MouseButtonPress){            qDebug() << "在鼠标按下事件发送给类型为 " << watched->metaObject()->className()                     << " 的对象之前,全局事件过滤器 GlobalFilter::eventFilter() 先对事件进行处理;";        }        return QObject::eventFilter(watched, event);    }};int main(int argc, char *argv[]){    MyApplication a(argc, argv);    std::unique_ptr uptr_filter(new GlobalFilter);    a.installEventFilter(uptr_filter.get());    Widget w;    w.show();    return a.exec();}

输出:

# 点击按钮输出如下信息:MyApplication::notify():发布鼠标按下事件给类型为  QWidgetWindow  的对象;在鼠标按下事件发送给类型为  QWidgetWindow  的对象之前,全局事件过滤器 GlobalFilter::eventFilter() 先对事件进行处理;MyApplication::notify():发布鼠标按下事件给类型为  MyButton  的对象;在鼠标按下事件发送给类型为  MyButton  的对象之前,全局事件过滤器 GlobalFilter::eventFilter() 先对事件进行处理;在鼠标按下事件发送给 button 之前,事件过滤器 Widget::eventFilter() 先对事件进行处理MyButton::event(): 按钮点击事件被分发MyButton::mousePressEvent() 按钮按下事件被处理Widget::buttonPressedSlot(): 按下按钮的槽函数被调用槽函数回调返回后,执行发送信号(emit)后面的代码

示例:查看图片的简单应用

功能如下:

  • 选择和打开图片:点击按钮,选择打开一个图片
  • 缩放图片:通过鼠标滚轮能够缩放图片,缩放中心为图片绘制窗口的几何中心
    • 相关事件:wheelEvent()QEvent::ResizeQEvent::Paint
  • 拖动图片:通过鼠标左键按住来拖动图片
    • 相关事件:mousePressEvent()mouseMoveEvent()QEvent::Paint
#ifndef WIDGET_H#define WIDGET_H#include QT_BEGIN_NAMESPACEnamespace Ui { class Widget; }QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget{    Q_OBJECTpublic:    Widget(QWidget *parent = nullptr);    ~Widget();protected:    /// 重写事件过滤器,在事件过滤器中来处理子窗口的绘图事件    /// 默认的事件过滤器默会把把父窗口下子控件的绘图事件过滤掉,因此重新父窗口的 paintEvent 是无法在子控件上绘图的。    /// 因此,直接在事件过滤器中处理绘图事件    bool eventFilter(QObject *watched, QEvent *event) override;    void mousePressEvent(QMouseEvent *event) override;    void mouseMoveEvent(QMouseEvent *event) override;    void wheelEvent(QWheelEvent *event) override;private:    /// 设置图片的缩放中心    /// 输入缩放中心在图窗中的坐标,来求更新 zoomCenter 和 zoomCenterPic    void setZoomCenter(const QPointF& zoomCenter);    /// 因为图片缩放默认以图片坐标系原点(图片左上角顶点)为缩放中心    /// 为了以 zoomCenter 为缩放中心,需要修改图片的绘制位置,    /// 通过缩放 + 移动使得图片相当于以指定的缩放中心缩放    void correctImagPosition();    Ui::Widget *ui;    QPixmap pixmap;    double scaleFactor;     ///< 缩放因子    QPointF zoomCenter;     ///< 图片缩放中心在图窗坐标系下的坐标    QPointF zoomCenterPic;  ///< 当缩放因子为 1 时,缩放中心相对于图片坐标系的坐标    QPointF posit;          ///< 图片绘制位置(为图片左上角顶点在图窗中的坐标)    bool isImgError;        ///< 读取图片是否错误的标志    QPoint lastDragPos;     ///< 暂存鼠标最新的拖动位置private slots:    void openImg();};#endif // WIDGET_H
#include "widget.h"#include "ui_widget.h"#include #include #include #include Widget::Widget(QWidget *parent)    : QWidget(parent)    , ui(new Ui::Widget)    , scaleFactor(1)    , isImgError(false){    ui->setupUi(this);    ui->widget->installEventFilter(this);// 为图片显示窗口安装事件过滤器    connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, &Widget::openImg);}Widget::~Widget(){    delete ui;}bool Widget::eventFilter(QObject *watched, QEvent *event){    if(watched == ui->widget && event->type() == QEvent::Paint){        // 处理子窗口 ui->widget 的 Paint 事件        QPainter painter(ui->widget);        if(pixmap.isNull()){            painter.fillRect(rect(), Qt::black);            painter.setPen(Qt::white);            if(isImgError){                painter.drawText(rect(), Qt::AlignCenter, tr("无法打开图片"));                return true;            }else{                painter.drawText(rect(), Qt::AlignCenter, tr("请选择图片"));                return true;            }        }        // 缩放图片        QPixmap img = pixmap.scaled(pixmap.width() / scaleFactor, pixmap.height() / scaleFactor, Qt::KeepAspectRatio/*, Qt::SmoothTransformation*/);        correctImagPosition();// 修正图片位置        painter.drawPixmap(posit, img);// 绘制图片    }else if(watched == ui->widget && event->type() == QEvent::Resize){        // 处理子窗口 ui->widget 的 Resize 事件        QResizeEvent* re = static_cast(event);        setZoomCenter(QPointF(re->size().width() / 2.0, re->size().height() / 2.0));// 更新缩放中心位置        return false;    }else{        return QWidget::eventFilter(watched,event);//其它事件交给父类事件过滤器处理    }}void Widget::mousePressEvent(QMouseEvent *event){    if(event->button() == Qt::LeftButton)        lastDragPos = event->pos();// 暂存鼠标按下时的位置}void Widget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event){    if (event->buttons() & Qt::LeftButton) {        QPoint delta = event->pos() - lastDragPos;// 计算鼠标拖拽时的相对位置变化        posit.rx() += delta.x();        posit.ry() += delta.y();        // 因为 posit 改变,缩放中心相对于图片坐标系的位置也发生了改变        zoomCenterPic -= delta * scaleFactor;//或:setZoomCenter(QPointF(this->width() / 2.0, this->height() / 2.0));        lastDragPos = event->pos();        update();    }}void Widget::wheelEvent(QWheelEvent *event){    // 滚轮朝前推为正,朝后推为负    // 鼠标滚轮每滚动 1°,angleDelta() 值加或减 8    const int numDegrees = event->angleDelta().y() / 8;    // 实际中,滚轮每滚动一格,角度变化为 15°    const double numSteps = numDegrees / double(15);    // 根据滚轮的移动格数修改缩放因子    double tmp = scaleFactor * pow(0.8, numSteps);        // 限制缩放因子的范围    if(tmp < 0.1)        scaleFactor = pow(0.8, 10);    else if(tmp > 10)        scaleFactor = pow(0.8, -10);    else        scaleFactor = tmp;        update();}void Widget::setZoomCenter(const QPointF& zoomCenter){    this->zoomCenter = zoomCenter;    this->zoomCenterPic = (zoomCenter - posit) * scaleFactor;}void Widget::correctImagPosition(){    // 缩放时修正图片绘制位置    posit = zoomCenter - zoomCenterPic / scaleFactor;}void Widget::openImg(){    QString fileName = QFileDialog::getOpenFileName(this, tr("选择图片"),                                                    QDir::homePath(),                                                    tr("Images (*.png *.xpm *.jpg)"));    if(!pixmap.load(fileName)){        isImgError = true;    }else{        isImgError = false;        // 每次打开图片,设置初始缩放因子为 1        scaleFactor = 1;        // 设置图片初始在图窗中心显示        posit.rx() = (this->width() - pixmap.width()) / 2.0;        posit.ry() = (this->height() - pixmap.height()) / 2.0;        // 设置图窗中心为缩放中心        setZoomCenter(QPointF(this->width() / 2.0, this->height() / 2.0));    }    update();// 更新窗口显示}