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Lambda 在 Qt 中的运用

传统的信号槽绑定时,需要先声明槽函数,然后实现槽函数(槽函数的声明和实现需要分别在 .h 和 .cpp 文件中),最后使用 connect() 绑定起来,而且在 connect() 的时候如果槽函数写错了编译时不会报错,只有在 Debug 模式下运行时才会提示槽函数不存在,Release 模式下运行时不会给予任何错误提示。Qt 5 使用 C++11 支持 Lambda 表达式,connect() 的时候如果函数名写错了就会在编译时报错,还有一点是 Lambda 表达式在需要的时候才定义,不需要声明,写起来比较简单。

Lambda 表达式可以理解为匿名函数,比如代码里有一些小函数,而这些函数一般只被调用一次(比如函数指针),这时就可以用 Lambda 表达式替代他们,这样代码看起来更简洁些,用起来也方便。

Lambda 语法简介

  1. Capture clause: 捕获子句
  2. Parameter list: 参数列表 可选
  3. Mutable specification 可选
  4. Exception specification 可选
  5. Return type: 返回类型 可选
  6. Lambda Body

捕获子句的使用说明:

用法 说明
[] 表明 Lambda body 不访问 闭包 前面已声明的任何变量
[=] 以值的方式访问 闭包 前面已声明的变量
[&] 以引用的方式访问 闭包 前面已声明变量
[this] 访问类实例的 this 指针
[x, &y] x 以传值形式捕获,y 以引用形式捕获
[=, &z] z 以引用形式捕获,其余变量以传值形式捕获
  • 对于 [=] 或 [&] 的形式,lambda 表达式可以直接使用 this 指针
  • 闭包指的是一个拥有许多变量和绑定了这些变量的环境的表达式(通常是一个函数,Lambda 表达式就是一个闭包),因而这些变量也是该表达式的一部分

下面列举一些 Lambda 表达式在 Qt 中的运用。

信号槽

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#include <QApplication>
#include <QDebug>
#include <QPushButton>
int main(int argc, char *argv[]) {
QApplication app(argc, argv);
QPushButton *button = new QPushButton("点击");
button->show();
QObject::connect(button, &QPushButton::clicked, []() {
qDebug() << "点击";
});
return app.exec();
}

信号槽(重载)

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#include <QApplication>
#include <QDebug>
#include <QComboBox>
int main(int argc, char *argv[]) {
QApplication app(argc, argv);
QComboBox *comboBox = new QComboBox();
comboBox->addItem("林冲");
comboBox->addItem("鲁达");
comboBox->addItem("武松");
comboBox->show();
QObject::connect(comboBox, &QComboBox::activated, []() {
qDebug() << "Hello";
});
return app.exec();
}

编译报错: No matching function for call to 'connect',原因是信号 QComboBox::activated() 有重载函数:

  • void QComboBox::activated(int index)
  • void QComboBox::activated(const QString &text)

在进行信号槽绑定时,如果有重载,需要对成员函数进行类型转换,可以使用 C++ 的 static_cast 类型转换(编译时进行语法检查),也可以使用传统的 C 语言的强制类型转换(编译时不进行语法检查,运行时才检查),或者 C++11 的 QOverload::of,C++14 的 qOverload:

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#include <QApplication>
#include <QDebug>
#include <QComboBox>
#include <QtGlobal>
int main(int argc, char *argv[]) {
QApplication app(argc, argv);
QComboBox *comboBox = new QComboBox();
comboBox->addItem("林冲");
comboBox->addItem("鲁达");
comboBox->addItem("武松");
comboBox->show();
// [1]
QObject::connect(comboBox, static_cast<void (QComboBox::*)(int)>(&QComboBox::activated), [](int index) {
qDebug() << index;
});
// [2]
QObject::connect(comboBox, static_cast<void (QComboBox::*)(const QString &)>(&QComboBox::activated), [](const QString &text) {
qDebug() << text;
});
// [3]
QObject::connect(comboBox, QOverload<const QString &>::of(&QComboBox::activated), [](const QString &text) {
qDebug() << text;
});
return app.exec();
}

Qt 文档: Selecting Overloaded Signals and Slots:

With the string-based syntax, parameter types are explicitly specified. As a result, the desired instance of an overloaded signal or slot is unambiguous.
In contrast, with the functor-based syntax, an overloaded signal or slot must be casted to tell the compiler which instance to use.
For example, QLCDNumber has three versions of the display() slot:

  1. QLCDNumber::display(int)
  2. QLCDNumber::display(double)
  3. QLCDNumber::display(QString)

To connect the int version to QSlider::valueChanged(), the two syntaxes are:

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auto slider = new QSlider(this);
auto lcd = new QLCDNumber(this);
// String-based syntax
connect(slider, SIGNAL(valueChanged(int)), lcd, SLOT(display(int)));
// Functor-based syntax, first alternative
connect(slider, &QSlider::valueChanged, lcd, static_cast<void (QLCDNumber::*)(int)>(&QLCDNumber::display));
// Functor-based syntax, second alternative
void (QLCDNumber::*mySlot)(int) = &QLCDNumber::display;
connect(slider, &QSlider::valueChanged, lcd, mySlot);
// Functor-based syntax, third alternative
connect(slider, &QSlider::valueChanged, lcd, QOverload<int>::of(&QLCDNumber::display));
// Functor-based syntax, fourth alternative (requires C++14)
connect(slider, &QSlider::valueChanged, lcd, qOverload<int>(&QLCDNumber::display));

排序

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#include <QDebug>
#include <QList>
#include <algorithm>
int main(int argc, char *argv[]) {
QList<int> ns = QList<int>() << 1 << 3 << 5 << 4 << 2;
// 传入 sort 需要的比较函数,进行降序排序
std::sort(ns.begin(), ns.end(), [](int a, int b) -> bool {
return a > b;
});
qDebug() << ns;
return 0;
}

自定义函数参数为 Lambda 表达式

使用 std::function<> 声明 Lambda 表达式

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#include <QDebug>
// 第二个参数为一个 Lambda 表达式,其参数是 int,返回值为 int
int foo(int n, std::function<int (int)> process) {
qDebug() << "Input is: " << n;
return process(n);
}
int main(int argc, char *argv[]) {
// 传入的 Lambda 为求阶乘
int result = foo(5, [](int n) -> int {
int factorial = 1;
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
factorial *= i;
}
return factorial;
});
qDebug() << result;
return 0;
}

输出:

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Input is: 5
120

参考资料