Qt 的 元对象系统（Meta-Object System） 是 Qt 核心机制之一，正是它让 C++ 语言具备了类似脚本语言（如 Python）的反射、动态绑定、属性系统等能力。

自定义信号与槽，是 Qt 元对象系统最常见、最实用的体现。

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🧠 一、什么是元对象系统？

Qt 使用了一个特殊的编译工具 —— MOC（Meta-Object Compiler），用于解析 Qt 自己扩展的语法（如 signals, slots, Q_PROPERTY, Q_OBJECT）。

元对象系统的作用：

功能	实现
信号与槽机制	通过 MOC 生成信号/槽的元数据与调度代码
运行时类型识别	通过 QObject::metaObject() 查询类名、方法名
属性系统	Q_PROPERTY, setProperty(), property()
动态方法调用	QMetaObject::invokeMethod()
Qt Designer UI 反射支持	识别属性/信号用于界面绑定

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📦 二、自定义信号与槽的步骤与语法

要使用自定义信号与槽，你必须从以下基础开始构建类：

1. 必须继承 QObject

2. 必须声明 Q_OBJECT 宏

3. 使用 signals: 和 slots: 关键字定义信号和槽

4. 使用 emit 关键字发出信号（槽函数无需关键字）

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🧪 三、完整示例：自定义信号与槽 + 元对象动态调用

我们将构建一个简单示例：

• Notifier：定义信号
• Listener：定义槽
• main()：连接信号和槽，并使用 QMetaObject 动态调用槽

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✨ Notifier.h

#ifndef NOTIFIER_H
#define NOTIFIER_H#include <QObject>class Notifier : public QObject {Q_OBJECT
public:explicit Notifier(QObject *parent = nullptr);void trigger(int data);  // 主动触发信号signals:void dataReady(int value);  // 自定义信号
};#endif // NOTIFIER_H

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✨ Notifier.cpp

#include "Notifier.h"
#include <QDebug>Notifier::Notifier(QObject *parent) : QObject(parent) {}void Notifier::trigger(int data) {qDebug() << "[Notifier] Emitting signal with value:" << data;emit dataReady(data);  // 发射信号
}

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✨ Listener.h

#ifndef LISTENER_H
#define LISTENER_H#include <QObject>class Listener : public QObject {Q_OBJECT
public:explicit Listener(QObject *parent = nullptr);public slots:void onDataReceived(int val);  // 自定义槽函数
};#endif // LISTENER_H

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✨ Listener.cpp

#include "Listener.h"
#include <QDebug>Listener::Listener(QObject *parent) : QObject(parent) {}void Listener::onDataReceived(int val) {qDebug() << "[Listener] Slot received value:" << val;
}

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✨ main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include "Notifier.h"
#include "Listener.h"
#include <QMetaObject>int main(int argc, char *argv[]) {QCoreApplication a(argc, argv);Notifier notifier;Listener listener;// 普通信号与槽连接QObject::connect(&notifier, &Notifier::dataReady, &listener, &Listener::onDataReceived);// 手动发出信号notifier.trigger(42);// -----------------------// 元对象系统调用槽函数：QMetaObject::invokeMethod(&listener,"onDataReceived",Q_ARG(int, 77));  // 等价于 listener.onDataReceived(77)// -----------------------return a.exec();
}

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🔍 四、代码讲解与元对象机制分析

元素	说明
Q_OBJECT	启用 MOC，为类生成 metaObject()、信号注册表、槽表等元信息
signals:	声明信号，无需实现，MOC 自动生成代码
slots:	标记槽函数（普通函数也可连接，但不在元信息中）
emit	关键词告诉 MOC 调用其内部生成的 QMetaObject::activate()
QMetaObject::invokeMethod()	动态调用函数，适用于运行时控制，例如插件、脚本引擎、UI 绑定等

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🔧 五、扩展：如何查看元对象信息？

const QMetaObject* metaObj = listener.metaObject();qDebug() << "Class name:" << metaObj->className();
for (int i = 0; i < metaObj->methodCount(); ++i) {QMetaMethod method = metaObj->method(i);qDebug() << "Method:" << method.methodSignature();
}

输出示例：

Class name: Listener
Method: onDataReceived(int)

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🚀 六、高阶应用场景

场景	描述
UI 动态绑定	QML 动态绑定 C++ 信号
插件系统	插件导出类名和方法名后通过 QMetaObject 动态加载
组件通信总线	使用信号发射器集中管理事件转发
脚本语言绑定	Lua、Python 等可通过信号槽机制集成 C++ 动态行为

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✅ 七、总结

点	说明
必须使用 Q_OBJECT 宏	启用元对象支持
信号无需实现	MOC 自动生成信号注册代码
槽函数可使用 slots: 或普通函数	推荐使用 public slots:
信号槽机制基于字符串/元信息	可支持动态调用、反射式开发
invokeMethod()	动态执行函数的利器