Qt容器类之一：Qt的容器类介绍

Posted 2022-01-12 linuxandmcu

一、介绍

Qt库提供了一套通用的基于模板的容器类，可以用这些类存储指定类型的项。比如，你需要一个大小可变的QString的数组，则使用QVector<QString>。

这些容器类比STL（C++标准模板库）容器设计得更轻量、更安全并且更易于使用。如果对STL不熟悉，或者倾向于用“Qt的方式”，那么你可以使用这些类，而不去使用STL的类。

你可以用两种方式遍历容器内存储的项：Java风格的迭代器和STL风格的迭代器。Java风格的迭代器更易于使用，并且提供了更高级的功能；STL风格的迭代器更高效，并且可以和Qt与STL的泛型算法一起使用。

Qt还提供了foreach关键字使我们方便地遍历容器中的项。

二、容器类

Qt提供了一些顺序容器：QList、QLinkedList、QVector、QStack和QQueue。因为这些容器中的数据都是一个接一个线性存储的，所以称为顺序容器。大多数时候，QList是最好的选择，虽然是用数组实现的，但在它的首尾添加元素都非常快。如果你需要一个链表（linked-list）就用QLinkedList；想要你的项在内存中连续存储，就使用QVector。QStack和QQueue（栈和队列）分别提供了后进先出（LIFO）和先进先出（FIFO）的机制。

Qt还提供了一些关联容器：QMap、QMultiMap、QHash、QMultiHash、QSet。因为这些容器存储的是<键，值>对，比如QMap<Key,T>,所以称为关联容器。其中“Multi”容器支持一个键对应多个值。“Hash”容器在有序集合上使用hash函数进行快速的查找，而没有用二叉搜索。

下表对常用的容器类进行了介绍。

类	概述
QList<T>	这是目前使用最频繁的容器类，它存储了指定类型(T)的一串值，可以通过索引来获得。本质上QList是用数组实现的，从而保证基于索引的访问非常快。
QLinkedList<T>	类似于QList，但它使用迭代器而不是整数索引来获得项。当在一个很大的list中间插入项时，它提供了更好的性能，并且它有更好的迭代器机制。
QVector<T>	在内存中相邻的位置存储一组值，在开头或中间插入会非常慢，因为它会导致内存中很多项移动一个位置。
QStack<T>	QVector的一个子类，提供后进先出的机制。在当前的QVector中增加了几个方法：push()、pos()、top()。
QQueue<T>	QList的一个子类，提供了先进先出的机制，在当前的QList中增加了几个方法：enqueue()、dequeue()、head()。
QSet<T>	单值的数学集合，能够快速查找。
QMap<Key, T>	提供了字典（关联数组）将类型Key的键对应类型T的值。通常一个键对应一个值，QMap以Key的顺序存储数据，如果顺序不重要，QHash是一个更快的选择。
QMultiMap<Key, T>	QMap的子类，提供了多值的接口，一个键对应多个值。
QHash<Key, T>	和QMap几乎有着相同的接口，但查找起来更快。QHash存储数据没有什么顺序。
QMultiHash<Key, T>	QHash的子类，提供了多值的接口。

容器也可以嵌套使用，例如QMap<QString,QList<int> >，这里键的类型是QString，而值的类型是QList<int>，需要注意，在后面的“> >”符号之间要有一个 空格，不然编译器会将它当作“>>”操作符对待。

在各种容器中存储的值类型可以是任何的可赋值的数据类型，像基本的类型double、指针类型、Qt的数据类型（如QString、 QDate、QTime）等。但是QObject以及QObject的子类都不能存储在容器中，不过，可以存储这些类的指针，例如QList<QWidget * >。

三、QList和QMap的示例程序

下面分别对最为常用的QList和QMap进行介绍，而对于其他几个容器，可以参照着进行操作，因为它们的接口函数是很相似的，当然也可以参考帮助手册。

QList的示例程序

新建Qt
5控制台应用，项目名称为
myQList。这里只是为了演示QList容器类的使用，所以没有使用图形界面，这样只需要建立控制台程序就可以了。将main.cpp文件更改如下：

#include <QCoreApplication>
#include <QList>
#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[])

    QCoreApplication a(argc, argv);

    //创建QList列表
    QList<QString> list;

    //插入项目
    list << "aa" << "bb";

    //在列表尾部添加
    list.append("cc");
    //在列表头部添加
    list.prepend("mm");

    //将第一个项目值换为“bc”
    list.replace(0, "ss");

    //第一次遍历输出列表项目值
    qDebug() << "the no.1 list is: ";
    for(int i=0; i<list.size(); ++i)
    
        qDebug() << list.at(i);   //现在列表为ss aa bb cc
    
    qDebug() << endl;

    //----------------------------------------------------------
    QString str = list.takeAt(1); //从列表中删除位置1的项目，并获取它
    qDebug() << "at(1) item is: " << str;

    //在位置1插入项目
    list.insert(1, "ab");
    //交换项目1和项目2
    list.swap(1,2);

    //第二次遍历输出列表项目值
    qDebug() << "the no.2 list is: ";
    for(int i=0; i<list.size(); ++i)
    
        qDebug() << list.at(i);   //现在列表为ss bb ab cc
    
    qDebug() << endl;

    //-----------------------------------------------------------
    //查询列表中是否包含“ss”
    qDebug() << "contains 'ss' ?" << list.contains("ss");
    //查询列表中包含“mm”的个数
    qDebug() << "the 'ss' count: " << list.count("ss");
    // 第一个“ss”的位置，默认从位置0开始往前查找，返回第一个匹配的项目的位置
    qDebug() << "the first 'ss' index: " << list.indexOf("ss");
    // 第二个“ss”的位置，我们指定从位置1开始往前查找，未找到则返回-1
    qDebug() << "the second 'ss' index: " << list.indexOf("ss", 1);

    return a.exec();

运行程序，Qt的“应用程序输出”窗口输出如下：

the no.1 list is:
"ss"
"aa"
"bb"
"cc"

at(1) item is:  "aa"
the no.2 list is:
"ss"
"bb"
"ab"
"cc"

contains 'ss' ? true
the 'ss' count:  1
the first 'ss' index:  0
the second 'ss' index:  -1

QList是一个模板类，提供了一个列表。QList<T>实际上是一个T类型项目的指针数组，所以支持基于索引的访问，而且当项目的数目小于1000时，可以实现在列表中间进行快速的插入操作。

QList提供了很多方便的接口函数来操作列表中的项目，例如插入操作insert()、替换操作replace()、移除操作removeAt()、移动操作move()、交换操作swap()、在表尾添加项目append()、在表头添加项目prepend()、从列表中移除一项并获取这个项目takeAt()及相应的takeFirst()和takeLast()、获取一个项目的索引indexOf()、判断是否含有相应的项目contains()以及获取一个项目出现的次数count()等。

对于QList，可以使用“<<’’操作符来向列表中插入项目，也可以使用“[]”操作符通过索引来访问一个项目，其中项目是从0开始编号的。不过，对于只读的访问，另一种方法是使用at()函数，比操作符要快很多。

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QMap的示例程序

新建Qt
5控制台应用，项目名称为
myMap。这里只是为了演示QMap容器类的使用，所以没有使用图形界面，这样只需要建立控制台程序就可以了。将main.cpp文件更改如下：

#include <QCoreApplication>
#include <QMap>
#include <QMultiMap>
#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[])

    QCoreApplication a(argc, argv);

    //创建QMap
    QMap<QString, int> map;
    map["one"] = 1;          //向map中插入("one",1)
    map["three"] = 3;

    //使用insert()函数进行插入
    map.insert("seven", 7);

    //获取键的值，使用“[ ]”操作符时如果map中没有该键，那么会自动插入
    int value1 = map["six"]; //如果map中没有该键，则返回0
    qDebug() << "value1:" << value1;
    qDebug() << "contains 'six' ?" << map.contains("six") << endl;

    //使用value()函数获取键的值，这样当键不存在时不会自动插入
    int value2 = map.value("five");
    qDebug() << "value2:" << value2;
    qDebug() << "contains 'five' ?" << map.contains("five") << endl;

    //当键不存在时，value()默认返回0，这里可以设定该值，比如这里设置为9
    int value3 = map.value("nine", 9);
    qDebug() << "value3:" << value3 << endl;

    //map默认是一个键对应一个值，如果重新给该键设置了值，那么以前的会被擦除
    map.insert("ten", 10);
    map.insert("ten", 100);
    qDebug() << "ten: " << map.value("ten") << endl;

    //可以使用insertMulti()函数来实现一键多值，然后使用values()函数来获取值的列表
    map.insertMulti("two", 2);
    map.insertMulti("two", 4);
    QList<int> values = map.values("two");
    qDebug() << "two: " << values << endl;

    //------------------------------------------------------------------

    //也可以使用QMultiMap类来实现一键多值
    QMultiMap<QString, int> map1, map2, map3;
    map1.insert("values", 1);
    map1.insert("values", 2);
    map2.insert("values", 3);
    //可以进行相加，这样map3的“values”键将包含2,1,3三个值
    map3 = map2 + map1;
    QList<int> myValues = map3.values("values");
    qDebug() << "the values are: ";
    for (int i=0; i<myValues.size(); ++i)
    
        qDebug() << myValues.at(i);
    

    return a.exec();

运行程序，Qt的“应用程序输出”窗口输出如下：

value1: 0
contains 'six' ? true

value2: 0
contains 'five' ? false

value3: 9

ten:  100

two:  (4, 2)

the values are:
2
1
3

QMap类是一个容器类，提供了一个基于跳跃列表的字典（a skip-list-based dictionary)。QMap<Key,T>是Qt的通用容器类之一，它存储（键，值）对并提供了与键相关的值的快速查找。

QMap中提供了很多方便的接口函数，例如插人操作inSert()、获取值value()、是否包含一个键contains()、删除一个键remove()、删除一个键并获取该键对应的值take()、插入一键多值insertMulti()等。

可以使用 “[]”操作符插入一个键值对或者获取一个键的值，不过当使用该操作符获取一个不存在的键的值时，会默认向map中插人该键；为了避免这个情况，可以使用value()函数来获取键的值。当使用value()函数时，如果指定的键不存在，那么默认会返回0，可以在使用该函数时提供参数来更改这个默认返回的值。QMap默认是一个键对应一个值的，但是也可以使用insertMulti()进行一键多值的插入，对于一键多值的情况，更方便的是使用QMap的子类QMultiMap。

参考：

Qt——容器类（译）