Qt5 入门教程-第4章 容器QVector, QList, QStringList, QSet, and QMap

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大道至简，在 Qt5 C++入门教程的这一部分，我们将讨论容器（QVector, QList, QStringList, QSet, and QMap）。

容器是一种通用类，用于在内存中存储给定类型的元素。C++ 有标准模板库（STL），其中包含其自身的容器。在 Qt 中，我们既可以使用 Qt 的容器，也可以使用 STL 容器。

容器有两种类型：顺序容器和关联容器。顺序容器将元素一个接一个地存储，而关联容器则存储键值对。QList、QVector、QLinkedList 属于顺序容器；QMap 和 QHash 是关联容器的示例。

由于在本章中我们创建的是命令行程序，因此不需要 Qt 的图形用户界面（GUI）模块。我们可以在项目文件中添加QT -= gui声明。

Qt5 QVector

QVector 是一个模板类，提供了一个动态数组。它将元素存储在相邻的内存位置，并提供基于索引的快速访问。对于大型向量，插入操作会比较慢，此时建议使用 QList 容器。

• myvector.cpp

#include <QVector> #include <QTextStream> int main(void) { QTextStream out(stdout); QVector<int> vals = {1, 2, 3, 4, 5}; out << "向量的大小是: " << vals.size() << endl; out << "第一个元素是: " << vals.first() << endl; out << "最后一个元素是: " << vals.last() << endl; vals.append(6); vals.prepend(0); out << "元素: "; for (int val : vals) { out << val << " "; } out << endl; return 0; }

这个示例使用了一个整数向量。

QVector<int> vals = {1, 2, 3, 4, 5};创建了一个整数向量。

for (int val : vals) { out << val << " "; }

我们通过for循环遍历向量，并打印其内容。

$ ./myvector 向量的大小是: 5 第一个元素是: 1 最后一个元素是: 5 元素: 0 1 2 3 4 5 6

Qt5 QList

QList 是一个用于创建元素列表的容器。它与 QVector 类似，存储一系列值，并提供基于索引的快速访问以及快速的插入和删除操作。它是 Qt 中最常用的容器之一。

• mylist.cpp

#include <QTextStream> #include <QList> #include <algorithm> int main(void) { QTextStream out(stdout); QList<QString> authors = {"Balzac", "Tolstoy", "Gulbranssen", "London"}; for (int i=0; i < authors.size(); ++i) { out << authors.at(i) << endl; } authors << "Galsworthy" << "Sienkiewicz"; out << "*" << endl; std::sort(authors.begin(), authors.end()); out << "已排序:" << endl; for (QString author : authors) { out << author << endl; } return 0; } 

这个示例展示了 QList 容器。

for (int i=0; i < authors.size(); ++i) { out << authors.at(i) << endl; } 

在for循环中，我们遍历容器并打印其元素。at方法返回给定索引处的元素。

out << "已排序:" << endl; for (QString author : authors) { out << author << endl; } 

现在我们打印已排序的列表。

$ ./mylist Balzac Tolstoy Gulbranssen London * 已排序: Balzac Galsworthy Gulbranssen London Sienkiewicz Tolstoy 

QStringList

QStringList 是一个方便的容器，用于提供字符串列表。它具有基于索引的快速访问以及快速的插入和删除操作。

• mystringlist.cpp

#include <QTextStream> #include <QList> int main(void) { QTextStream out(stdout); QString string = "coin, book, cup, pencil, clock, bookmark"; QStringList items = string.split(","); QStringListIterator it(items); while (it.hasNext()) { out << it.next().trimmed() << endl; } return 0; } 

在这个示例中，我们从一个字符串创建了一个字符串列表，并将元素打印到控制台。

while (it.hasNext()) { out << it.next().trimmed() << endl; } 

通过创建的迭代器，我们将列表的元素打印到终端。trimmed方法会去除字符串元素中的空白字符。

$ ./mystringlist coin book cup pencil clock bookmark

Qt5 QSet

QSet 提供了一个单值的数学集合，具有快速查找功能。值以未指定的顺序存储。

• myset.cpp

#include <QSet> #include <QList> #include <QTextStream> #include <algorithm> int main(void) { QTextStream out(stdout); QSet<QString> cols1 = {"yellow", "red", "blue"}; QSet<QString> cols2 = {"blue", "pink", "orange"}; out << "集合中有 " << cols1.size() << " 个值" << endl; cols1.insert("brown"); out << "集合中有 " << cols1.size() << " 个值" << endl; cols1.unite(cols2); out << "集合中有 " << cols1.size() << " 个值" << endl; for (QString val : cols1) { out << val << endl; } QList<QString> lcols = cols1.values(); std::sort(lcols.begin(), lcols.end()); out << "*" << endl; out << "已排序:" << endl; for (QString val : lcols) { out << val << endl; } return 0; }

在这个示例中，QSet 用于存储颜色。多次指定同一个颜色值是没有意义的。

for (QString val : cols1) { out << val << endl; } 

通过for循环，我们打印cols1集合中的所有元素。

$ ./myset 集合中有 3 个值 集合中有 4 个值 集合中有 6 个值 pink orange brown blue yellow red * 已排序: blue brown orange pink red yellow 

Qt5 QMap

QMap 是一个关联数组（字典），用于存储键值对。它提供了根据键快速查找对应值的功能。

• myqmap.cpp

#include <QTextStream> #include <QMap> int main(void) { QTextStream out(stdout); QMap<QString, int> items = { {"coins", 5}, {"books", 3} }; items.insert("bottles", 7); QList<int> values = items.values(); out << "值:" << endl; for (int val : values) { out << val << endl; } QList<QString> keys = items.keys(); out << "键:" << endl; for (QString key : keys) { out << key << endl; } QMapIterator<QString, int> it(items); out << "键值对:" << endl; while (it.hasNext()) { it.next(); out << it.key() << ": " << it.value() << endl; } return 0; }

在这个示例中，我们有一个字典，将字符串键映射到整数值。

QList<int> values = items.values(); out << "值:" << endl; for (int val : values) { out << val << endl; } 

我们获取字典的所有值，并将它们打印到控制台。values方法返回一个包含字典值的列表。

QList<QString> keys = items.keys(); out << "键:" << endl; for (QString key : keys) { out << key << endl; } 

同样，我们打印字典的所有键。keys方法返回一个包含字典中所有键的列表。

while (it.hasNext()) { it.next(); out << it.key() << ": " << it.value() << endl; } 

借助迭代器，我们遍历映射的所有元素。key方法返回当前键，value方法返回当前值。

$ ./myqmap 值: 3 7 5 键: books bottles coins 键值对: books: 3 bottles: 7 coins: 5 

自定义类的排序

在下面的示例中，我们将对 QList 中的自定义类对象进行排序。

book.h

class Book { public: Book(QString, QString); QString getAuthor() const; QString getTitle() const; private: QString author; QString title; };

这是我们自定义的 Book 类的头文件。

book.cpp

#include <QString> #include "book.h" Book::Book(QString auth, QString tit) { author = auth; title = tit; } QString Book::getAuthor() const { return author; } QString Book::getTitle() const { return title; } 

这是 Book 类的实现；我们有两个访问器方法。

sortcustomclass.cpp

#include <QTextStream> #include <QList> #include <algorithm> #include "book.h" bool compareByTitle(const Book &b1, const Book &b2) { return b1.getTitle() < b2.getTitle(); } int main(void) { QTextStream out(stdout); QList<Book> books = { Book("Jack London", "The Call of the Wild"), Book("Honoré de Balzac", "Father Goriot"), Book("Leo Tolstoy", "War and Peace"), Book("Gustave Flaubert", "Sentimental education"), Book("Guy de Maupassant", "Une vie"), Book("William Shakespeare", "Hamlet") }; std::sort(books.begin(), books.end(), compareByTitle); for (Book book : books) { out << book.getAuthor() << ": " << book.getTitle() << endl; } return 0; } 

在这个示例中，我们创建了几个 Book 对象，并使用std::sort算法对它们进行排序。

bool compareByTitle(const Book &b1, const Book &b2) { return b1.getTitle() < b2.getTitle(); }

compareByTitle是一个用于排序算法的比较函数

$ ./sortcustomclass Honoré de Balzac: Father Goriot William Shakespeare: Hamlet Gustave Flaubert: Sentimental education Jack London: The Call of the Wild Guy de Maupassant: Une vie Leo Tolstoy: War and Peace

主要区别

1. QVector：类似数组，元素连续存储。随机访问快，在末尾添加元素高效，但中间插入慢。
2. QList：类似数组，综合性能好，随机访问与插入删除较均衡。
3. QStringList：QList 对字符串的特化，用于处理字符串列表。
4. QSet：用哈希表实现，元素唯一，查找、插入、删除速度快，元素无序。
5. QLinkedList：双向链表结构，顺序访问方便，任意位置插入删除快，随机访问慢。
6. QMap：基于红黑树，键值对存储，键唯一且自动排序，查找键对应值速度快。
7. QHash：哈希表存储键值对，键唯一，查找速度比 QMap 更快，元素无序。

应用场景

1. QVector：适用于需频繁随机访问元素，且插入删除多在尾部的场景，如存储图像像素数据。
2. QList：用于随机访问和插入删除操作都有的综合场景，如存储用户界面元素列表。
3. QStringList：处理字符串集合，像分割字符串、存储文件路径列表。
4. QSet：确保元素唯一性，需快速判断元素是否存在时使用，如统计文章中不同单词。
5. QLinkedList：适合频繁在中间插入删除元素的场景，如实现任务调度队列。
6. QMap：需键值映射且键要有序的情况，如按字母顺序存储单词及其释义。
7. QHash：对查找性能要求高的键值映射场景，如缓存系统。