Qt4 Gossip: 循序容器（QVector、QLinkedList、QList...） - 转

QVector、 QLinkedList與QList是Qt所提供的幾個常用容器類別。QVector將項目（item）儲存在鄰接的記憶體空間之中，提供基於索引 （index-based）存取方式的容器類別。QLinkedList以鏈結（Linked）的方式儲存項目，提供基於迭代器（iterator- based）存取方式的容器類別。QList提供基於索引的快速存取容器類別，內部使用指標陣列，可提供快速插入及移除項目。

首先來看看QVector的基本使用方式，建立一個可容納兩個元素的QVector，並使用索引方式存取元素值：

QVector<double> vect(2);
vect[0] = 1.0;
vect[1] = 2.0;
for (int i = 0; i < vect.count(); ++i) {
    cout << vect[i] << endl;
}

for (int i = 0; i < vect.count(); ++i) {
    cout << vect.at(i) <<endl;
}

要使用索引方式設定元素，必須先配置好夠長的空間，否則會發生超出索引範圍的錯誤，使用[]運算子指定索引存取的方式是比較方便，但在某些場合下，使用at()方法會較有效率一些，這涉及Qt的隱式共享機制，稍後再作介紹。

您也可以使用QVector的append()方法來加入元素，使用remove()方法來移除元素，使用insert()方法來插入元素，例如append()的使用如下：

vect.append(3.0);
vect.append(4.0);

或者是使用<<運算子附加元素：

vect << 5.0 << 6.0;

QVector也重載了一些其它的運算子，以及提供了一些其它可用的方法，請查詢Qt線上文件有關於QVector的介紹。QVector提供的是鄰接的 記憶體空間以存取物件，所以對於循序存取或使用索引，效率較高，但如果要插入或移除元素時，效率就會低落。QVector的子類別QStack提供了push()、pop()與top()等方法，方便您進行堆疊結構的物件管理。

對於需要經常要在容器中插入或移除元件，您可以使用QLinkedList以提高存取效率，它不提供基於索引的存取方式，而是基於迭代器的存取方式，稍後會介紹迭代器的使用，以下先來看看QList。

QList提供的是基於索引的存取方式，其內部實作使用了指標陣列，陣列中每個指標指向所要儲存的元素，結合了QVector與QLinkedList的 優點，提供快速存取與插入、移除，其索引存取方式或可用的方法與QVector是類似的，也可以使用<<運算子來附加元素，例如：

QList<QString> list;
list << "caterpillar" <<"momor" << "bush";

for(int i = 0; i < list.size(); ++i) {
    cout << list[i].toAscii().data()<< endl;
}
cout << endl;
   
for(int i = 0; i < list.size(); ++i) {
    cout <<list.at(i).toAscii().data() << endl;
}   
cout << endl;

QList的子類別QStringList為Qt中應用很廣的類別，可以讓您儲存QString物件，QList的子類別QQueue則提供了佇列結構的容器管理。

以上先列出QVector、QLinkedList及QList的使用比較：

• 如果想要有連續鄰接的記憶體空間來存放元件，則使用QVector。
• 如果需要真正的鏈結資料結構，並使用基於迭代器的存取方式，則使用QLinkedList。
• 在大部份情況下，QList可以滿足快速存取、插入、移除的需求，並可提供基於索引的存取方式。

再來看看迭代器於容器類別的使用，對於容器類別，Qt提供兩種風格的迭代器：Java風格與STL風格。Java風格的迭代器使用上就如何Java的迭代器，使用這種迭代器對於Java開發人員較為容易，然而STL風格的迭代器則提供更有彈性的操作。

以下簡單示範在QList上使用Java風格迭代器：

QList<QString> list;
list << "caterpillar" <<"momor" << "bush";
   
QListIterator<QString> iterator(list);
while (iterator.hasNext()) {
    cout <<iterator.next().toAscii().data() << endl;
}

與Java 迭代器類似的，hasNext()測試是否有下一個元素，next()傳回下一個元素，其它還有hasPrevious()、previous()等方法 可以使用。Java風格的迭代器有兩種：唯讀與可讀寫。QListIterator是唯讀迭代器，對於可讀寫迭代器，命名上會加上Mutable，例 如QMutableListIterator，除了next()、previous()等方法之外，還提供了insert()、remove()等方法可 以使用，例如：

QLinkedList<QString> list;
list <<"caterpillar" << "momor" << "bush";
   
QMutableLinkedListIterator<QString>rwIterator(list);
while (rwIterator.hasNext()) {
   if(rwIterator.next() == "momor") {
       rwIterator.insert("bee");
       break;
    }
}
   
QLinkedListIterator<QString>rIterator(list);
while (rIterator.hasNext()) {
    cout<< rIterator.next().toAscii().data() << endl;
}

上面這個程式片段，使用可讀寫迭代器來於"momor"之後插入一個"bee"，之後使用唯讀迭代器讀出資料。

您可以使用容器類別的begin()方法傳回基於STL的迭代器，它指向容器的第一個元素位址，end()方法則傳回指向容器最後一個元素之後的位址。您可以如下使用基於STL的迭代器：

QList<QString> list;
list <<"caterpillar" << "momor" << "bush";

QList<QString>::const_iteratori = list.begin();
while (i != list.end()) {
    cout<< (*i).toAscii().data() << endl;
    ++i;
}

STL風格的迭代器一樣有兩種，C<T>::const_iterator形式的迭代器宣告為唯讀，則可以讀取資料，不可修改資料，C<T>::iterator形式的迭代器則可以修改資料，例如：

QList<QString> list;
list << "caterpillar"<< "momor" << "bush";
   
QList<QString>::iteratori = list.begin();
while (i != list.end()) {
    (*i) = (*i)+ ".onlyfun";
    ++i;
}

對於簡單的循序存取，Qt提供了foreach虛擬關鍵字（pseudo-keyword），以標準的for迴圈實作，例如您可以如下循序取出QList中的元素：

QList<QString> list;
list << "caterpillar"<< "momor" << "bush";
   
foreach(QString str, list) {
    cout<< str.toAscii().data() << endl;
}

接下來進一步說明前面所提及，Qt的容器類別有個稱之為隱式共享（implicit sharing）的機制，又稱之為copy on write，顧名思義，就是在資料有變動的情況下，才進行容器內資料結構物件之複製，否則容器內資料結構物件是共享的。

舉個例子來說，如果您使用[]運算子方式，則會進行容器內資料結構物件之複製：

QList<QString> list1;
list1 << "x";
QList<QString> list2 =list1;
   
cout << &list1[0]<< endl;
cout << &list2[0]<< endl;

在上例中，使用了[]運算子，list1與list2內部的資料結構物件經過複製，並不是共享的，所以顯示出來的兩個記憶體位址並不相同，但使用at()時的情況則是相同的：

QList<QString> list1;
list1 << "x";
QList<QString> list2 =list1;
   
cout <<&(list1.at(0)) << endl;
cout <<&(list2.at(0)) << endl;

所以在唯讀的情況下，建議使用at()方法而不是[]運算子的方法，以避免容器內部資料結構物件複製的成本，藉以獲得較好的效率。

隱式共享又稱之為copyon write，是因為在容器中的資料有變動時，就不再共享內部資料結構物件，可以從下面的程式碼看出：

QList<QString> list1;
list1 << "x";
QList<QString> list2 =list1;

// 以下兩行顯示相同的記憶體位址
cout <<&(list1.at(0)) << endl;
cout <<&(list2.at(0)) << endl;

// 對list2 作變動   
list2 << "y";

// 以下兩行顯示不同的記憶體位址   
cout <<&(list1.at(0)) << endl;
cout << &(list2.at(0))<< endl;

Qt容器的隱式共享機制之一，讓您可以用較簡明的方式來撰寫程式，例如您可以如下撰寫一個函式：

QList<QString> doSomething() {
   QList<QString> list;
    // ...blah..blah
    cout <<&list << endl;
    return list;
}

然後就直接如下撰寫程式以利用這個函式，但不會進行物件複製：

QList<QString> list = doSomething();
cout << &list<< endl;

上面的程式碼片段，在doSomething()中的list位址與呼叫doSomething()中list的位址會是相同的。無論是Java風格或STL風格的迭代器，使用唯讀迭代器時，背後也都會使用到隱式分享機制，以增加循序讀取的效率。

容器類別的值可以是基本資料型態、指標或物件，物件必須有預設建構子、複製建構子與指定運算子（C++預設的複製及指定運算亦可）。

 

原文： http://www.qteverywhere.com/qt/qt4gossip/SequentialContainer.html