PyQt5快速入门(二)PyQt5信号槽机制

一、信号槽机制简介

1、信号槽简介

信号槽是Qt的核心机制,也是PyQt编程中对象进行通信的机制。在Qt中,QObject对象和PyQt中所有继承自QWidget的控件都支持信号槽机制。当信号发射时,连接的槽函数会自动执行。在PyQt5中,信号与槽函数通过object.signal.connect()方法进行连接。
信号槽特点如下:
(1)一个信号可以连接多个槽
(2)一个信号可以连接另一个信号
(3)信号参数可以是任意Python类型
(4)一个槽可以监听多个信号
(5)信号与槽的连接方式可以是同步连接,也可以是异步连接。
(6)信号与槽的连接可以跨线程
(7)信号可以断开
在编写一个类时,要首先定义的类的信号与槽,在类中信号与槽进行连接,实现对象之间的数据传输。当事件或状态发生变化时,会发出信号,进而触发执行事件或信号关联的槽函数。信号槽机制示意如下:
PyQt5快速入门(二)PyQt5信号槽机制

2、定义信号

PyQt的内置信号是自动定义的,使用PyQt5.QtCore.pyqtSignal函数可以为QObject对象创建一个信号,使用pyqtSignal函数可以把信号定义为类的属性。

class pyqtSignal:
    def __init__(self, *types, name: str = ...) -> None: ...

types参数表示定义信号时参数的类型,name参数表示信号的名称,默认使用类的属性名称。
使用pyqtSignal函数创建一个或多个重载的未绑定的信号作为类的属性,信号只能在QObject的子类中定义。信号必须在类创建时定义,不能在类创建后作为类的属性动态添加进来。使用pyqtSignal函数定义信号时,信号可以传递多各参数,并指定信号传递参数的类型,参数类型是标准的Python数据类型,包括字符串、日期、布尔类型、数字、列表、字典、元组。

from PyQt5.QtCore import pyqtSignal, QObject

class StandardItem(QObject):
    # 定义信号,信号有两个参数,两个参数的类型分别为str,str,信号名称为dataChanged
    data_changed = pyqtSignal(str, str, name="dataChanged")

    # 更新信息,发送信号
    def update(self):
        self.dataChanged.emit("old status", "new status")

3、操作信号

使用connect函数可以将信号绑定到槽函数上,使用disconnect函数可以解除信号与槽函数的绑定,使用emit函数可以发射信号。
QObject.signal.connect(self, slot, type=None, no_receiver_check=False)
建立信号到槽函数的连接,type为连接类型。
QObject.signal.disconnect(self, slot=None)
断开信号到槽的连接
emit(self, *args)
发送信号,args为可变参数。

import sys
from PyQt5.QtCore import pyqtSignal, QObject, QCoreApplication

class StandardItem(QObject):
    # 定义信号,信号有两个参数,两个参数的类型分别为str,str,信号名称为dataChanged
    data_changed = pyqtSignal(str, str, name="dataChanged")

    # 更新信息,发送信号
    def update(self):
        self.dataChanged.emit("old status", "new status")

    # 定义槽函数
    def onDataChanged(self, old, new):
        print(old)
        print(new)

if __name__ == "__main__":
    app = QCoreApplication(sys.argv)

    item = StandardItem()
    item.dataChanged.connect(item.onDataChanged)
    item.update()

    sys.exit(app.exec_())

# OUTPUT:
# old status
# new status

二、信号与槽应用

1、内置信号与槽函数

内置信号是QObject对象自动定义的信号,内置槽函数是QObject对象自动定义的槽函数,可以通过QObject.signal.connect函数将QObject对象的内置信号连接到QObject对象的槽函数。

2、内置信号与自定义槽函数

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QWidget, QApplication, QPushButton

class MainWindow(QWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        super().__init__(parent)
        self.setWindowTitle("MainWindow Demo")
        self.resize(800, 600)

        button = QPushButton("close", self)
        # 连接内置信号与自定义槽
        button.clicked.connect(self.onClose)

    # 自定义槽函数
    def onClose(self):
        self.close()

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    window = MainWindow()
    window.show()

    sys.exit(app.exec_())

点击按钮时触发按钮内置的clicked信号,执行绑定的自定义槽函数onClose。

3、自定义信号与内置槽函数

import sys
from PyQt5.QtCore import pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QWidget, QApplication, QPushButton

class MainWindow(QWidget):
    closeSignal = pyqtSignal()

    def __init__(self, parent=None):
        super().__init__(parent)
        self.setWindowTitle("MainWindow Demo")
        self.resize(800, 600)

        button = QPushButton("close", self)
        # 连接内置信号与自定义槽
        button.clicked.connect(self.onClose)
        # 连接自定义信号closeSignal与内置槽函数close
        self.closeSignal.connect(self.close)

    # 自定义槽函数
    def onClose(self):
        # 发送自定义信号
        self.closeSignal.emit()

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    window = MainWindow()
    window.show()

    sys.exit(app.exec_())

通过连接内置信号clicked到自定义槽函数onClose,在自定义槽函数onClose内发送自定义信号closeSignal,并将自定义信号closeSignal与内置槽函数close连接。

4、自定义信号与自定义槽函数

import sys
from PyQt5.QtCore import pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QWidget, QApplication, QPushButton

class MainWindow(QWidget):
    closeSignal = pyqtSignal()

    def __init__(self, parent=None):
        super().__init__(parent)
        self.setWindowTitle("MainWindow Demo")
        self.resize(800, 600)

        button = QPushButton("close", self)
        # 连接内置信号与自定义槽
        button.clicked.connect(self.onClicked)
        # 连接自定义信号closeSignal与内置槽函数close
        self.closeSignal.connect(self.onClose)

    # 自定义槽函数
    def onClicked(self):
        # 发送自定义信号
        self.closeSignal.emit()

    # 自定义槽函数
    def onClose(self):
        self.close()

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    window = MainWindow()
    window.show()

    sys.exit(app.exec_())

三、信号槽应用进阶

1、自定义信号槽

通常通过类变量定义信号对象,在__init__函数前定义自定义信号。

class TestObject(QObject):
    # 定义无参的信号
    noParametersSignal = pyqtSignal()
    # 定义一个参数的信号,参数类型为int
    oneParameterSignal = pyqtSignal(int)
    # 定义一个参数的重载版本的信号,参数类型可以为int或str
    oneParameterOverloadSignal = pyqtSignal([int], [str])
    # 定义两个参数的重载版本的信号,参数类型为int,str或int,int
    twoParametersOverloadSignal = pyqtSignal([int, str], [int, int])
    # 定义一个list参数类型的信号
    oneParameterSignalList = pyqtSignal(list)
    # 定义一个dict参数类型的信号
    oneParameterSignalDict = pyqtSignal(dict)

类的槽函数定义与类的普通方法定义相同。

class TestObject(QObject):
    # 定义无参的信号
    noParametersSignal = pyqtSignal()
    # 定义一个参数的信号,参数类型为int
    oneParameterSignal = pyqtSignal(int)
    # 定义一个参数的重载版本的信号,参数类型可以为int或str
    oneParameterOverloadSignal = pyqtSignal([int], [str])
    # 定义两个参数的重载版本的信号,参数类型为int,str或int,int
    twoParametersOverloadSignal = pyqtSignal([int, str], [int, int])

    # 定义无参的槽函数
    def onNoParameterSlot(self):
        pass

    # 定义一个参数的槽函数,参数为整型nIndex
    def onOneParameterSlot(self, nIndex):
        pass

    # 定义两个参数的槽函数,参数为整型nIndex,字符串型sStatus
    def onTwoParametersSlot(self, nIndex, sStatus):
        pass

通过connect方法连接信号与槽函数,信号与槽函数可以属于同一个QObject对象,也可以是不同的QObject对象。

test = TestObject()
test.noParametersSignal.connect(test.onNoParameterSlot)
test.oneParameterSignal.connect(test.onOneParameterSlot)
test.twoParametersOverloadSignal.connect(test.onTwoParametersSlot)

信号的发送通过emit方法进行发送。

def update(self):
    self.noParametersSignal.emit()
    self.oneParameterSignal.emit(100)
    self.oneParameterOverloadSignal("Hello, PyQt5")
    self.twoParametersOverloadSignal(100, "Hello, PyQt5")

2、信号槽传递自定义参数

Qt中信号发出的参数个数必须大于等于槽函数的参数个数,PyQt使用自定义参数传递解决槽函数参数比信号参数多的问题。使用Lambda表达式或functools的partial函数可以传递自定义参数给槽函数,自定义参数类型可以是Python任意类型。

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QWidget, QApplication, QPushButton, QHBoxLayout
from functools import partial

class MainWindow(QWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        super().__init__(parent)
        button1 = QPushButton("Button1", self)
        button2 = QPushButton("Button2", self)

        layout = QHBoxLayout()
        layout.addWidget(button1)
        layout.addWidget(button2)
        self.setLayout(layout)

        self.setWindowTitle("MainWindow Demo")
        self.resize(800, 600)

        # lambda
        button1.clicked.connect(lambda: self.onButtonClicked(1))
        button2.clicked.connect(lambda: self.onButtonClicked(2))
        # partial
        button1.clicked.connect(partial(self.onButtonClicked, 1))
        button2.clicked.connect(partial(self.onButtonClicked, 2))

    # 自定义槽函数
    def onButtonClicked(self, n):
       print("Button {0} is Clicked".format(n))

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    window = MainWindow()
    window.show()

    sys.exit(app.exec_())

3、信号槽与装饰器

PyQt中可以通过Python装饰器定义信号与槽函数,使用方法如下:

@PyQt5.QtCore.pyqtSlot(bool)
def on_发送者对象名称_发射信号名称(self, parameter):
    pass

发送者对象名称是使用setObjectName为QObject对象设置的对象名称,通过信号名称连接到槽函数的connectSlotsByName函数如下:
QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(self, QObject)
connectSlotsByName用于将QObject子孙对象的某些信号根据名称连接到某些QObject对象的相应槽函数。

import sys
from PyQt5 import QtCore
from PyQt5.QtWidgets import QWidget, QApplication, QPushButton, QHBoxLayout

class MainWindow(QWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        super().__init__(parent)
        button1 = QPushButton("Button1", self)
        button1.setObjectName("Button1")
        button2 = QPushButton("Button2", self)
        button2.setObjectName("Button2")

        layout = QHBoxLayout()
        layout.addWidget(button1)
        layout.addWidget(button2)
        self.setLayout(layout)

        self.setWindowTitle("MainWindow Demo")
        self.resize(800, 600)

        QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(self)

    @QtCore.pyqtSlot()
    def on_Button1_clicked(self):
        print("Button1 is clicked")

    @QtCore.pyqtSlot()
    def on_Button2_clicked(self):
        print("Button2 is clicked")

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    window = MainWindow()
    window.show()

    sys.exit(app.exec_())

四、事件处理机制

1、事件机制与信号槽机制的区别

PyQt为事件处理提供了高级别的信号槽机制和低级别的事件处理机制,信号槽机制是事件处理机制的高级封装。使用控件时,不用考虑事件处理机制,只需要关心信号槽即可;对于自定义派生控件,必须考虑事件处理机制,根据控件的行为需求重新实现相应的事件处理函数。

2、事件处理的方法

PyQt提供了5种事件处理和过滤方法,分别为:
(1)重新实现事件处理函数
常用的事件处理函数如paintEvent、mouseMoveEvent、mousePressEvent、mouseReleaseEvent等。
(2)重新实现QObject.event事件分发函数
在增加新的事件时,需要重新实现QObject.event方法,并增加新事件的分发路由。
(3)安装事件过滤器
如果对QObject对象调用installEventFilter方法,则为QObject对象安装事件过滤器。QObject对象的所有事件都会先传递到事件过滤器eventFilter函数,在事件过滤器eventFilter函数中可以丢弃或修改某些事件,对感兴趣的事件使用自定义的事件处理机制,对其它事件使用默认事件处理机制。事件过滤机制会对QObject的所有事件进行过滤,因此如果要过滤的事件比较多则会影响程序性能。
(4)在QApplication安装事件过滤器
在QApplication对象安装事件过滤器将会对所有QObject对象的所有事件进行过滤,并且会首先获得事件,即将事件发送给其它任何一个事件过滤器前,都会首先发送给QApplication的事件过滤器。
(5)重新QApplication的notify方法
PyQt使用QApplication对象的notify方法进行分发事件,要想在任何事件过滤器前捕获事件唯一的方法就是重新实现QApplication的notify方法。

3、事件处理实例

QDialog对话框在ESC按键按下时会自动退出,使用事件处理和过滤对按下ESC按键进行处理。
(1)重新实现事件处理函数

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QDialog, QApplication
from PyQt5.QtCore import Qt

class Dialog(QDialog):
    def __init__(self, parent=None):
        super().__init__(parent)

    # 重新实现keyPressEvent
    def keyPressEvent(self, event):
        if event.key() != Qt.Key_Escape:
            QDialog.keyPressEvent(self, event)

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    dialog = Dialog()
    dialog.exec_()

    sys.exit(app.exec_())

(2)重新实现event函数

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QDialog, QApplication
from PyQt5.QtCore import Qt
from PyQt5.QtGui import QKeyEvent

class Dialog(QDialog):
    def __init__(self, parent=None):
        super().__init__(parent)

    # 重新实现keyPressEvent
    def event(self, event):
        if event.type() == QKeyEvent.KeyPress and event.key() == Qt.Key_Escape:
            return True
        else:
            return QDialog.event(self, event)

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    dialog = Dialog()
    dialog.exec_()

    sys.exit(app.exec_())

(3)QObject安装事件过滤器

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QDialog, QApplication
from PyQt5.QtCore import Qt
from PyQt5.QtGui import QKeyEvent

class Dialog(QDialog):
    def __init__(self, parent=None):
        super().__init__(parent)
        self.installEventFilter(self)

    def eventFilter(self, watched, event):
        if event.type() == QKeyEvent.KeyPress and event.key() == Qt.Key_Escape:
            return True
        else:
            return QDialog.eventFilter(self, watched, event)

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    dialog = Dialog()
    dialog.exec_()

    sys.exit(app.exec_())

(4)QApplication安装事件过滤器

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QDialog, QApplication
from PyQt5.QtCore import Qt
from PyQt5.QtGui import QKeyEvent

class Dialog(QDialog):
    def __init__(self, parent=None):
        super().__init__(parent)

    def eventFilter(self, watched, event):
        if event.type() == QKeyEvent.KeyPress and event.key() == Qt.Key_Escape:
            return True
        else:
            return QDialog.eventFilter(self, watched, event)

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    dialog = Dialog()
    app.installEventFilter(dialog)
    dialog.exec_()

    sys.exit(app.exec_())