Qt學習之路(35): Qt容器類之順序存儲容器

      本文出自 “豆子空間” 博客,原文出處http://devbean.blog.51cto.com/448512/245988

本來計劃先來說下model/view的,結果發現model/view涉及到一些關於容器的內容,於是就把容器部分提前了。
 
容器Containers,有時候也被稱爲集合collections,指的是能夠在內存中存儲其他特定類型的對象的對象,這種對象一般是通用的模板類。C++提供了一套完整的解決方案,成爲標準模板庫Standard Template Library,也就是我們常說的STL。
 
Qt提供了它自己的一套容器類,這就是說,在Qt的應用程序中,我們可以使用標準C++的STL,也可以使用Qt的容器類。Qt容器類的好處在於,它提供了平臺無關的行爲,以及隱式數據共享技術。所謂平臺無關,即Qt容器類不因編譯器的不同而具有不同的實現;所謂“隱式數據共享”,也可以稱作“寫時複製copy on write”,這種技術允許在容器類中使用傳值參數,而不會發生額外的性能損失。Qt容器類提供了類似Java的遍歷器語法,同樣也提供了類似STL的遍歷器語法,以方便用戶選擇自己習慣的編碼方式。最後一點,在一些嵌入式平臺,STL往往是不可用的,這時你就只能使用Qt提供的容器類,除非你想自己創建。
 
今天我們要說的是“順序儲存容器”。所謂順序存儲,就是它存儲數據的方式是一個接一個的,線性的。
 
第一個順序存儲容器是QVector<T>,即向量。QVector<T>是一個類似數組的容器,它將數據存儲在連續內存區域。同C++數組不同之處在於,QVector<T>知道它自己的長度,並且可以改變大小。對於獲取隨機位置的數據,或者是在末尾處添加數據,QVector<T>的效率都是很高的,但是,在中間位置插入數據或者刪除數據,它的效率並不是很高。在內存中QVector<T>的存儲類似下圖(出自C++ GUI Programming with Qt4, 2nd Edition):
 
同STL的vector<T>類類似,QVector<T>也提供了[]的重載,我們可以使用[]賦值:
 
QVector<double> v(2);
v[0] = 1.1;
v[1] = 1.2;
 
如果實現不知道vector的長度,可以創建一個空參數的vector,然後使用append()函數添加數據:
 
QVector<double> v;
v.append(1.1);
v.append(1.2);
 
在QVector<T>類中,<<也被重載,因此,我們也可以直接使用<<操作符:
 
QVector<double> v;
v << 1.1 << 1.2;
 
注意,如果QVector<T>中的數據沒有被顯式地賦值,那麼,數據項將使用加入類的默認構造函數進行初始化,如果是基本數據類型和指針,則初始化爲0.
 
QLinekdList<T>是另外一種順序存儲容器。在數據結構中,這是一個鏈表,使用指針連接起所有數據。它的內存分佈如下(出自C++ GUI Programming with Qt4, 2nd Edition):
正如數據結構中所描述的那樣,QLinkedList<T>的優點是數據的插入和刪除很快,但是隨機位置值的訪問會很慢。與QVector<T>不同,QLinkedList<T>並沒有提供重載的[]操作符,你只能使用append()函數,或者<<操作符進行數據的添加,或者你也可以使用遍歷器,這個我們將在後面內容中詳細描述。
 
QList<T>是一個同時擁有QVector<T>和QLinkedList<T>的大多數有點的順序存儲容器類。它像QVector<T>一樣支持快速的隨機訪問,重載了[]操作符,提供了索引訪問的方式;它像QLinkedList<T>一樣,支持快速的添加、刪除操作。除非我們需要進行在很大的集合的中間位置的添加、刪除操作,或者是需要所有元素在內存中必須連續存儲,否則我們應該一直使用Qlist<T>。
 
QList<T>有幾個特殊的情況。一個是QStringList,這是QList<QString>的子類,提供針對QString的很多特殊操作。QStack<T>和QQueue<T>分別實現了數據結構中的堆棧和隊列,前者具有push(), pop(), top()函數,後者具有enqueue(), dequeue(), head()函數。具體情況請查閱API文檔。
 
另外需要指出的一點是,我們所說的模板類中的佔位符T,可以使基本數據類型,比如int,double等,也可以指針類型,可以是類類型。如果是類類型的話,必須提供默認構造函數,拷貝構造函數和賦值操作符。Qt的內置類中的QByteArray,QDateTime,QRegExp,QString和QVariant是滿足這些條件的。但是,QObject的子類並不符合這些條件,因爲它們通常缺少拷貝構造函數和賦值操作符。不過這並不是一個問題,因爲我們可以存儲QObject的指針,而不是直接存儲值。T也可以是一個容器,例如:
 
QList<QVector<int> > list;
 
注意,在最後兩個>之間有一個空格,這是爲了防止編譯器把它解析成>>操作符。這個空格是必不可少的,切記切記!
 
下面我們來看一個類(出自C++ GUI Programming with Qt4, 2nd Edition):
 
class Movie
{
public:
        Movie(const QString &title = "", int duration = 0);

        void setTitle(const QString &title) { myTitle = title; }
        QString title() const { return myTitle; }
        void setDuration(int duration) { myDuration = duration; }
        QString duration() const { return myDuration; }

private:
        QString myTitle;
        int myDuration;
};
 
我們能不能把這個類放進Qt容器類呢?答案是肯定的。下面我們來對照着前面所說的要求:第一,雖然這個類的構造函數有兩個參數,但是這兩個參數都有默認值,因此,像Movie()這種寫法是允許的,所以,它有默認構造函數;第二,這個類表面上看上去沒有拷貝構造函數和賦值操作符,但是C++編譯器會爲我們提供一個默認的實現,因此這個條件也是滿足的。對於這個類而言,默認拷貝構造函數已經足夠,無需我們自己定義。所以,我們可以放心的把這個類放進Qt的容器類。


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