Qt容器类的对象模型及应用（线性结构篇：对于QList来说，sharable默认是false的，但对于接下来讲的QVector来说，sharable默认是true）

Posted 2021-01-03 findumars

用Qt做过项目开发的人，肯定使用过诸如QList、QVector、QLinkList这样的模板容器类，它们虽然名字长的不同，但使用方法都大致相同， 因为其使用方法都大体相同，很多人可能随便拿一个容器类来使用，但却不知道这种选择是不是最优，这对于对性能要求不苛刻的应用，这种选择不会有任何影响，但是若性能要求苛刻的应用，无疑直接影响到你的系统的成败。上述提及的容器类本质上是对数据结构中的线性结构的不同的实现，本文通过介绍各容器类的实现原理，让我们知道什么时候该用什么样的容器，让大家不再感到迷茫。

1.QList的对象模型

一个QList 的对象模型如上图，ref表示该对象的引用计数，方便对对象释放，因为当通过append,insert等向对象添加项时，会通过new的方式从堆中分配内存来保存添加的项，若项数据不超过4个字节（即array中能存储下项数据），则最多只需new一次，如果有未存放项的array，则不需要new；若项数据超过4字节，因为array中存储不下超过4个字节的数据，所以至少要new一次，以存放数据项(如上图中的用户数据)，当array中的所有项都已使用，这时需要再new一次，以增加array的空间大小，注意这里的array空间是连续的，所以重新分配空间后，需要将原来的空间的内容拷贝到新分配的空间中，并delete到原来的内存空间。上图中的 alloc表示分配的array的尺寸， array[begin]~array[end],表示使用的array,由此我们可以算出，QList的项个数，size() = end - begin + 1。

sharable表是该对象是否共享，在做对象拷贝的时候需要用到，比如有两个QList对象，list1 = list2;将list2赋值给list1，如果sharable为true,则仅将list2的对象指针直接赋值给list1的对象指针，这样的话，当我对list1操作时，实际上是对list2操作，因为两个对象都指向同一块内存，若sharable为false，则list1会首先分配一个和list2一样大小的内存，再把list2的内容拷贝到新分配的内存。

对于QList来说，sharable默认是false的，但对于接下来讲的QVector来说，sharable默认是true，所以QVector对象在做拷贝的时候，对象之间会共用同一个对象内存，这个要注意。

2.QVector的对象模型

QVector与QList的主要区别是QVector直接把要添加的数据项直接放到数组中，不管数据项有多大，它的空间是都是连续的，若数据项尺寸不超过1个指针长，QList与QVector没有什么区别，唯一的区别就是QList采用双向索引（begin和end），这样向前添加和向后添加项的时间复杂度是等同的。因为new操作是比较耗时的，使用QVector的resize事先分配若干空间，这样在append的时候，就不会再new空间了，也省去了空间拷贝的开销。

3.QLinkList的对象模型

QList、QVector是线性结构中的线性表结构，QLinkList的是线性结构中的链表结构，如上图，QLinkList的对象模型实际上是一个双向循环链表（图中循环没有画出来），红色色部分是链表头，包含有链表的尺寸，是否共享，及引用计数信息。对于每一次append操作，都会new出一个节点（图黑色部分）。

4.QVarLengthArray对象模型

5.由QList、QVector派生的对象

 

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