QT容器之遍历器和隐式数据共享

本是古典何须时尚 2022-01-15 07:27 292阅读 0赞

![0_1282824295PpIp.gif][]前面说过，Qt容器类提供了两种遍历器：Java风格的和STL风格的。前者比较容易使用，后者则可以用在一些通过算法中，功能比较强大。

对于每一个容器类，都有与之相对应的遍历器：只读遍历器和读写遍历器。只读遍历器有QVectorIterator<T>，QLinkedListIterator<T>和QListIterator<T>三种；读写遍历器同样也有三种，只不过名字中具有一个Mutable，即QMutableVectorIterator<T>，QMutableLinkedListIterator<T>和QMutableListIterator<T>。这里我们只讨论QList的遍历器，其余遍历器具有几乎相同的API。

Java风格的遍历器的位置如下图所示(出自C++ GUI Programming with Qt4, 2nd Edition)：

![0_1282824290JwsY.gif][]

可以看出，Java风格的遍历器，遍历器不指向任何元素，而是指向第一个元素之前、两个元素之间或者是最后一个元素之后的位置。使用Java风格的遍历器进行遍历的典型代码是：

![InBlock.gif][]QList< double> list;  
![InBlock.gif][] // ...   
![InBlock.gif][]QListIterator< double> i(list);  
![InBlock.gif][] while (i.hasNext()) \{  
![InBlock.gif][] doSomethingWith(i.next());  
![InBlock.gif][]\}

这个遍历器默认指向第一个元素，使用hasNext()和next()函数从前向后遍历。你也可以使用toBack()函数让遍历器指向最后一个元素的后面的位置，然后使用hasPrevious()和previous()函数进行遍历。

这是只读遍历器，而读写遍历器则可以在遍历的时候进行增删改的操作，例如：

![InBlock.gif][]QMutableListIterator< double> i(list);  
![InBlock.gif][] while (i.hasNext()) \{  
![InBlock.gif][] if (i.next() < 0.0)  
![InBlock.gif][] i.remove();  
![InBlock.gif][]\}

当然，读写遍历器也是可以从后向前遍历的，具体API和前面的几乎相同，这里就不再赘述。

对应于Java风格的遍历器，每一个顺序容器类C<T>都有两个STL风格的遍历器：C<T>::iterator和C<T>::const\_iterator。正如名字所暗示的那样，const\_iterator不允许我们对遍历的数据进行修改。begin()函数返回指向第一个元素的STL风格的遍历器，例如list\[0\]，而end()函数则会返回指向 **最后一个之后的元素**的STL风格的遍历器，例如如果一个list长度为5，则这个遍历器指向list\[5\]。下图所示STL风格遍历器的合法位置：

如果容器是空的，begin()和end()是相同的。这也是用于检测容器是否为空的方法之一，不过调用isEmpty()函数会更加方便。

STL风格遍历器的语法类似于使用指针对数组的操作。我们可以使用++和--运算符使遍历器移动到下一位置，遍历器的返回值是指向这个元素的指针。例如QVector<T>的iterator返回值是 T \* 类型，而const\_iterator返回值是 const T \* 类型。

一个典型的使用STL风格遍历器的代码是：

![InBlock.gif][]QList< double>::iterator i = list.begin();  
![InBlock.gif][] while (i != list.end()) \{  
![InBlock.gif][] \*i = qAbs(\*i);  
![InBlock.gif][] \++i;  
![InBlock.gif][]\}

对于某些返回容器的函数而言，如果需要使用STL风格的遍历器，我们需要建立一个返回值的拷贝，然后再使用遍历器进行遍历。如下面的代码所示：

![InBlock.gif][]QList< int> list = splitter->sizes();  
![InBlock.gif][]QList< int>::const\_iterator i = list.begin();  
![InBlock.gif][] while (i != list.end()) \{  
![InBlock.gif][] doSomething(\*i);  
![InBlock.gif][] \++i;  
![InBlock.gif][]\}

而如果你直接使用返回值，就像下面的代码：

![InBlock.gif][] // WRONG   
![InBlock.gif][]QList< int>::const\_iterator i = splitter->sizes().begin();  
![InBlock.gif][] while (i != splitter->sizes().end()) \{  
![InBlock.gif][] doSomething(\*i);  
![InBlock.gif][] \++i;  
![InBlock.gif][]\}

这种写法一般不是你所期望的。因为sizes()函数会返回一个临时对象，当函数返回时，这个临时对象就要被销毁，因此调用临时对象的begin()函数是相当不明智的做法。并且这种写法也会有性能问题，因为Qt每次循环都要重建临时对象。因此请注意， **如果要使用STL风格的遍历器，并且要遍历作为返回值的容器，就要先创建返回值的拷贝，然后进行遍历。**

在使用Java风格的只读遍历器时，我们不需要这么做，因此系统会自动为我们创建这个拷贝，所以，我们只需很简单的按下面的代码书写：

![InBlock.gif][]QListIterator< int> i(splitter->sizes());  
![InBlock.gif][] while (i.hasNext()) \{  
![InBlock.gif][] doSomething(i.next());  
![InBlock.gif][]\}

这里我们提出要建立容器的拷贝，似乎是一项很昂贵的操作。其实并不然。还记得我们上节说过一个隐式数据共享吗？Qt就是使用这个技术，让拷贝一个Qt容器类和拷贝一个指针那么快速。如果我们只进行读操作，数据是不会被复制的，只有当这些需要复制的数据需要进行写操作，这些数据才会被真正的复制，而这一切都是自动进行的，也正因为这个原因，隐式数据共享有时也被称为“写时复制”。隐式数据共享不需要我们做任何额外的操作，它是自动进行的。隐式数据共享让我们有一种可以很方便的进行值返回的编程风格：

![InBlock.gif][]QVector< double> sineTable()  
![InBlock.gif][]\{  
![InBlock.gif][] QVector< double> vect(360);  
![InBlock.gif][] for ( int i = 0; i < 360; ++i)  
![InBlock.gif][] vect\[i\] = std::sin(i / (2 \* M\_PI));  
![InBlock.gif][] return vect;  
![InBlock.gif][]\}  
![InBlock.gif][] // call   
![InBlock.gif][]QVector< double> v = sineTable();

Java中我们经常这么写，这样子也很自然：在函数中创建一个对象，操作完毕后将其返回。但是在C++中，很多人都会说，要避免这么写，因为最后一个return语句会进行临时对象的拷贝工作。如果这个对象很大，这个操作会很昂贵。所以，资深的C++高手们都会有一个STL风格的写法：

![InBlock.gif][] void sineTable(std::vector< double> &vect)  
![InBlock.gif][]\{  
![InBlock.gif][] vect.resize(360);  
![InBlock.gif][] for ( int i = 0; i < 360; ++i)  
![InBlock.gif][] vect\[i\] = std::sin(i / (2 \* M\_PI));  
![InBlock.gif][]\}  
![InBlock.gif][] // call   
![InBlock.gif][]QVector< double> v;  
![InBlock.gif][]sineTable(v);

这种写法通过传入一个引用避免了拷贝工作。但是这种写法就不那么自然了。而隐式数据共享的使用让我们能够放心的按照第一种写法书写，而不必担心性能问题。

Qt所有容器类以及其他一些类都使用了隐式数据共享技术，这些类包括QByteArray, QBrush, QFont, QImage, QPixmap和QString。这使得这些类在参数和返回值中使用传值方式相当高效。

不过，为了正确使用隐式数据共享，我们需要建立一个良好的编程习惯。这其中之一就是， **对list或者vector使用at()函数而不是\[\]操作符进行只读访问**。原因是\[\]操作符既可以是左值又可以是右值，这让Qt容器很难判断到底是左值还是右值，而at()函数是不能作为左值的，因此可以进行隐式数据共享。另外一点是，对于begin()，end()以及其他一些非const容器，在数据改变时Qt会进行深复制。为了避免这一点， **要尽可能使用const\_iterator, constBegin()和constEnd().**

最后，Qt提供了一种不使用遍历器进行遍历的方法：foreach循环。这实际上是一个宏，使用代码如下所示：

![InBlock.gif][]QLinkedList<Movie> list;  
![InBlock.gif][]Movie movie;  
![InBlock.gif][]...  
![InBlock.gif][] foreach (movie, list) \{  
![InBlock.gif][] if (movie.title() == "Citizen Kane") \{  
![InBlock.gif][] std::cout << "Found Citizen Kane" << std::endl;  
![InBlock.gif][] break;  
![InBlock.gif][] \}  
![InBlock.gif][]\}

很多语言，特别是动态语言，以及Java 1.5之后，都有foreach的支持。Qt中使用宏实现了foreach循环，有两个参数，第一个是单个的对象，成为遍历对象，相当于指向容器元素类型的一个指针，第二个是一个容器类。它的意思很明确：每次取出容器中的一个元素，赋值给前面的遍历元素进行操作。需要注意的是， **在循环外面定义遍历元素，对于定义中具有逗号的类而言，如QPair<int, double>，是唯一的选择**。

下面提供一些QList的常用操作

遍历链表的方法

第一、

for(int i=0;i<this->list.size();i++)  
qDebug("list %d %d",i,list.at(i)); //遍历链表，也可以使用\[\]来完成

第二、

for(int i=0;i<this->list.size();i++)  
qDebug("list %d %d",i,list\[i\]);  
第三、

qDebug("use QList<int>::iterator to travell the list");  
QList<int>::iterator i;  
for(i=list.begin();i!=list.end();i++) //使用迭代器来遍历链表  
qDebug("list %d",\*i);  
  
if(!list.isEmpty())  
\{  
list.removeFirst(); //删除链表第一个元素

list.removeLast(); //删除链表尾

list.removeat(2); //将第三个元素删除

int temp=takeAt(2); //将第三个元素删除并且把他的数值返回

temp=takeFirst();

temp=takeLast(); //将首尾删除并且返回

list.replace(1,100); //将第二个元素替换成100  
list.prepend(11); //从链表首插入元素

list.append(55); //从链表尾部插入元素  
\}  
list.insert(2,22); //向第3个元素插入22

int index;  
index=list.indexOf(22); //找到链表中元素是22的元素的下标  
qDebug("index of 22 is %d",index);  
if(list.contains(22)) //查看list中是否含有22这个元素  
\{  
qDebug("list contains 22");  
\}  
if(list.contains(33))  
\{  
qDebug("list contains 33");  
\}

int count = list.count(22);

qDebug("the number of 22 is %d",count); //计算链表中元素为22的节点数目

转载于:https://blog.51cto.com/seanyxie/1376003

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[0_1282824290JwsY.gif]: /images/20220115/8b2cc0fe80b24a1781564e6f3227f73c.png
[InBlock.gif]: https://s1.51cto.com/images/editer/InBlock.gif