前言
众所周知,C++中存在很多容器类。同样,Qt中也有很多容器类,而且Qt中的容器类在存取速度、内存开销等方面进行了优化,使用起来更轻量级、更便捷还有很重要的一点--它们是线程安全的。
具体介绍容器之前,先要了解 Qt容器的一个特性。Qt容器类都是基于模板的类,比如常用的OList<T>,这里的T表示的就是具体的类型,而且必须是可赋值的数据类型。这意味着该数据类型必须提供一个默认的构造函数、赋值构造函数和赋值运算符。所以,像int、double、QString、QTime等类型可以存储到容器中,而QObiect及其他一些子类如QWidget、QDialog等无法直接存储到容器中,但是可以使用指针类型进行替代,如OList<OButton*>list。
基于不同的底层数据结构,可以将容器类分为两类:顺容器类和关联容器类。
1.顺序容器类
Qt中的顺序容器类有QList、QLinkedList、QVector、QStack和QQueue,每个类中都有大量的API。在讲解的时候,只重点介绍比较有代表性的,对于其他更多API的用法,可以查阅官方帮助文档来进行拓展。
1.1QList
QList是十分常用的容器类,它是以数组列表的形式实现的,可以理解为它就是C中的数组。QList以索引的方式对数据项进行访问,其查找数据速度以及在尾部操作数据的速度,都是非常快的。
QList中用于添加、插人、查询、替换、移动、删除数据项的函数有append()、prepend()、insert()、contains()、replace()、move()、swap()、removeAt()removeFirst(、removeLast()和clear()等:
OList<QString> list; // 添加元素 list.append("one"); list << "Two" << "Four"; list.insert(2,"Three"); //根据索引值访问元素 Rstring v=list[0] //等价于 list.at(0) // 查询元素 bool has = list.contains("one"); // 替换 list.replace(0,"zero"); // 交换 list.swap(0,1); // 移动 list.move(0,1); // 删除 list.removeat(0)list.removeLast(); list.clear();
1.2QLinkedList
QLinkedList是链式列表,其数据项基于非连续内存存储,也就是数据结构中的链式存储,鉴于该特点,其插入和删除数据的效率非常高。
相关API的用法同QList几乎一致,不赘述。有一点需要注意,QLinkedList不提供基于索引值的对外接口。
1.3QVector
QVector<T>是一个提供动态数组的模板类
QVector 是 Qt 的通用容器类之一。它将其数据项存储在相邻的内存位置,并提 供 基 于 索 引 的 快 速 访 问。QVector 提 供 了 与 QList 类 似 的 API 和 功 能, 同 样 不赘述。但有一点需要注意,QVector<T> 通常比 QList<T> 具有更好的性能,因为 QVector<T> 总是将其数据项存储在内存中。
1.4 QStack
Stack 是提供类似于堆栈的后进先出(Last In First Out, LIFO)操作的容器类,主要提供了 push() 和 pop() 两个接口函数。
#include <QStack> QStack<int> stack; stack.push(1); stack.push(2); stack.push(3); while (!stack.isEmpty()) // 基于后进先出的规则,会输出 3 2 1 cout << stack.pop() << endl;
1.5QQueue
QQueue 是提供类似于队列先进先出(First In First Out, FIFO)操作的容器类。主要提供了 enqueue() 和 dequeue() 两个接口函数。
QQueue<int> queue; queue.enqueue (1); queue.enqueue(2); queue.enqueue (3); while (!queue.isEmpty()) // 基于先进先出的规则,会输出 1 2 3 qDebug() << queue.dequeue() << endl
2.关联容器类
2.1QSet
QSet 是基于散列表的集合模板类。作为一个简单的容器,它跟 QList 很像,不过有一点需要特别注意,由于它底层的数据结构是基于散列表的,存储进来的数据是无序的。对于散列,有一个很重要的尝试就是,可以在散列表中非常快地查找到目标值。还有一点需要注意,QSet 内部是用 QHash 实现的。
QSet<QString>set; // 添加 set << "A" << "B" << "C"; // 插入 set.insert("D"); // 每次输出,元素顺序都不同,因为 hash 值每次都不同 qDebug() << set;qDebug() << set.count(); // 判断 if (!set.isEmpty() && set.contains("D")){ set.remove("D"); } qDebug() << set; // 获取所有值 QList<QString>list = set.values(); qDebug() << list; // 转换成 QListlist = set.toList(); qDebug() << list
2.2QMap
QMap<Key, T> 以映射的方式完成数据存储,Key 对应 T,成对出现。对于 Key的类型,一般情况下使用 QString 来表示,因为它有一个硬性要求,就是 Key 必须是可进行哈希运算的。QMap 存储数据会按照键的顺序,这是因为在底层采用了哈希表 + 链表的组合结构,这会导致存取速度下降。如果只看中速度而不在乎存储顺序,可以使用 QHash。
QMap<QString,int> map; // 添加数据 map["one"] = 1; map["two"] = 2; // 插入数据 map.insert("three",3); qDebug() << map; // 通过 key 获取对应的数据 int num = map["one"]; qDebug() << num; // 通过 key 获取对应数据的其他方式 num = map.value("two"); qDebug() << num; // 根据 key 删除数据 map.remove("one"); // 根据 key 获取对应的值,如果没有这个 key,则得到后边给出的默认值 num = map.value("one",0); qDebug() << num; // 获取所有的 k eysQList<QString>keys = map.keys(); qDebug() << keys; // 获取所有的 valuesQList<int> values = map.values(); qDebug() << values
2.3QMultiMap
MultiMap 是 QMap 的子类,是用于处理多值映射的便利类。多值映射就是一个键可以对应多个值。QMap 正常情况下不允许多值映射,除非使用QMap::insertMulti() 添加键值对。基于继承关系的存在,QMap 的大多数函数在 QMultiMap 都是可用的, 但是有几个特殊的函数需要关注QMultiMap::insert() 等效于 QMap::insertMulti(),QMultiMap::replace() 等效于 QMap::insert()。
QMultiMap<QString, int> map1, map2, map3; map1.insert("A", 10); // 再次插入键值对,等于是字典中有两个键值对 map1.insert("A", 20); // map1.size() == 2 qDebug() << map1; map2.insert("A", 30); // map2.size() == 1 qDebug() << map2; // 支持 + 完成拼接 map3 = map1 + map2; // map3.size() == 3 qDebug() << map3; // 只能得到最新插入的值,而且不支持以 d[key] 的方式访问数据 qDebug() << map3.value("A")
2.4 QHash
QHash 是基于散列表来实现字典功能的模板类,QHash<Key,T> 存储的键值对具有非常快的查找速度。QHash 与 QMap 的功能和用法相似,区别在于以下几点。
QHash 比 QMap 的查找速度快。
在 QMap 上遍历时,数据项是按照键排序的,而 QHash 的数据项是按照任意顺序排列的。
QMap 的键必须提供“<”运算符,QHash 的键必须提供“==”运算符和一个名称为 qHash() 的全局散列函数。