C++?Qt開發(fā)之關(guān)聯(lián)容器類使用方法詳解
引言
當(dāng)我們談?wù)摼幊讨械臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí),順序容器是不可忽視的一個(gè)重要概念。順序容器是一種能夠按照元素添加的順序來(lái)存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它們提供了簡(jiǎn)單而直觀的方式來(lái)組織和管理數(shù)據(jù),為程序員提供了靈活性和性能的平衡。
Qt 中提供了豐富的容器類,用于方便地管理和操作數(shù)據(jù)。這些容器類涵蓋了各種不同的用途,從簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)數(shù)組到復(fù)雜的映射和集合。本章我們將主要學(xué)習(xí)關(guān)聯(lián)容器,主要包括 QMap ,QSet和 QHash,它們提供了鍵值對(duì)存儲(chǔ)和檢索的功能,允許通過(guò)鍵來(lái)快速查找值。
1. QMap
QMap 是 Qt 中的有序關(guān)聯(lián)容器,用于存儲(chǔ)鍵值對(duì),并按鍵的升序進(jìn)行排序。以下是關(guān)于 QMap 的概述:
1.1 特點(diǎn)和用途
- 有序性: QMap 中的元素是有序的,按照鍵的升序進(jìn)行排列。
- 唯一鍵: 每個(gè)鍵在 QMap 中是唯一的,不允許重復(fù)鍵。
- 鍵值對(duì)存儲(chǔ): 存儲(chǔ)鍵值對(duì),每個(gè)鍵關(guān)聯(lián)一個(gè)值。
- 性能: 插入和查找操作的平均復(fù)雜度是 O(log n),適用于需要按鍵排序并進(jìn)行頻繁查找的場(chǎng)景。
1.2 函數(shù)和功能
以下是關(guān)于 QMap 常用函數(shù)及其功能的總結(jié):
| 函數(shù) | 功能 |
|---|---|
insert(const Key &key, const T &value) | 向 QMap 中插入鍵值對(duì)。 |
insertMulti(const Key &key, const T &value) | 向 QMap 中插入允許相同鍵的多個(gè)值。 |
remove(const Key &key) | 移除指定鍵的元素。 |
value(const Key &key) const | 返回指定鍵的值。 |
contains(const Key &key) const | 判斷是否包含指定鍵。 |
isEmpty() const | 判斷 QMap 是否為空。 |
size() const | 返回 QMap 中鍵值對(duì)的數(shù)量。 |
clear() | 清空 QMap 中的所有元素。 |
keys() const | 返回 QMap 中所有鍵的列表。 |
values() const | 返回 QMap 中所有值的列表。 |
begin() | 返回指向 QMap 開始位置的迭代器。 |
end() | 返回指向 QMap 結(jié)束位置的迭代器。 |
constBegin() const | 返回指向 QMap 開始位置的常量迭代器。 |
constEnd() const | 返回指向 QMap 結(jié)束位置的常量迭代器。 |
find(const Key &key) const | 返回指向 QMap 中指定鍵的迭代器。 |
lowerBound(const Key &key) const | 返回指向 QMap 中不小于指定鍵的第一個(gè)元素的迭代器。 |
upperBound(const Key &key) const | 返回指向 QMap 中大于指定鍵的第一個(gè)元素的迭代器。 |
count(const Key &key) const | 返回指定鍵的數(shù)量。 |
toStdMap() const | 將 QMap 轉(zhuǎn)換為 std::map。 |
這些函數(shù)提供了對(duì) QMap 中鍵值對(duì)的插入、刪除、查找和遍歷等操作。根據(jù)需求選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)以滿足操作要求。
1.3 應(yīng)用案例
正如如下代碼所示,我們提供了QMap<QString,QString>字典類型的關(guān)聯(lián)數(shù)組,該數(shù)組中一個(gè)鍵映射對(duì)應(yīng)一個(gè)值,QMap容器是按照順序存儲(chǔ)的,如果項(xiàng)目中不在意順序可以使用QHash容器,使用QHash效率更高些。
#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QString>
#include <QtGlobal>
#include <QMap>
#include <QMapIterator>
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QMap<QString,QString> map;
map["1001"] = "admin";
map["1002"] = "guest";
map.insert("1003","lyshark");
map.insert("1004","lucy");
// map.remove("1002");
// 根據(jù)鍵值對(duì)查詢屬性
std::cout << map["1002"].toStdString().data() << std::endl;
std::cout << map.value("1003").toStdString().data() << std::endl;
std::cout << map.key("admin").toStdString().data() << std::endl;
// 使用STL語(yǔ)法迭代枚舉Map鍵值對(duì)
QMap<QString,QString>::const_iterator x;
for(x=map.constBegin();x != map.constEnd(); ++x)
{
std::cout << x.key().toStdString().data() << " : ";
std::cout << x.value().toStdString().data() << std::endl;
}
// 使用STL語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)修改鍵值對(duì)
QMap<QString,QString>::iterator write_x;
write_x = map.find("1003");
if(write_x !=map.end())
write_x.value()= "you ary in";
// 使用QTglobal中自帶的foreach遍歷鍵值對(duì)
QString each;
// --> 單循環(huán)遍歷
foreach(const QString &each,map.keys())
{
std::cout << map.value(each).toStdString().data() << std::endl;
}
// --> 多循環(huán)遍歷
foreach(const QString &each,map.uniqueKeys())
{
foreach(QString x,map.value(each))
{
std::cout << each.toStdString().data() << " : ";
std::cout << x.toStdString().data() << std::endl;
}
}
return a.exec();
}
上述代碼是如何使用QMap容器,其實(shí)還有一個(gè)QMultiMap容器,該容器其實(shí)是QMap的一個(gè)子集,用于處理多值映射的類,也就是說(shuō)傳統(tǒng)QMap只能是一對(duì)一的關(guān)系,而QMultiMap則可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)Key對(duì)應(yīng)多個(gè)Value或者是反過(guò)來(lái)亦可,實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的關(guān)系。
如果總結(jié)起來(lái)可以發(fā)現(xiàn)兩者的異同點(diǎn);
QMap
- 唯一鍵:
QMap中每個(gè)鍵都是唯一的,不允許重復(fù)鍵。 - 鍵排序:
QMap中的元素是按鍵的升序排列的。 - 使用場(chǎng)景: 適用于需要鍵值對(duì)有序且鍵唯一的場(chǎng)景。
QMultiMap
- 允許重復(fù)鍵:
QMultiMap中可以包含重復(fù)的鍵,即多個(gè)鍵可以映射到相同的值。 - 鍵排序:
QMultiMap中的元素是按鍵的升序排列的。 - 使用場(chǎng)景: 適用于允許鍵重復(fù),并且需要鍵值對(duì)有序的場(chǎng)景。
相同點(diǎn)
- 鍵值對(duì): 都是用于存儲(chǔ)鍵值對(duì)的容器。
- 有序性: 元素在容器中是有序的,按鍵的升序排列。
不同點(diǎn)
- 鍵唯一性:
QMap中每個(gè)鍵都是唯一的,而QMultiMap允許重復(fù)的鍵。 - 使用場(chǎng)景:
QMap適用于需要鍵唯一的情況,而QMultiMap適用于允許鍵重復(fù)的情況。
如下所示,展示了如何使用QMultiMap實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的映射關(guān)系;
#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QString>
#include <QList>
#include <QMultiMap>
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QMultiMap<QString,QString> mapA,mapB,mapC,mapD;
mapA.insert("lyshark","1000");
mapA.insert("lyshark","2000");
mapB.insert("admin","3000");
mapB.insert("admin","4000");
mapC.insert("admin","5000");
// 獲取到里面的所有key=lyshark的值
QList<QString> ref;
ref = mapA.values("lyshark");
for(int x=0;x<ref.size();++x)
{
std::cout << ref.at(x).toStdString().data() << std::endl;
}
// 兩個(gè)key相同可相加后輸出
mapD = mapB + mapC;
ref = mapD.values("admin");
for(int x=0;x<ref.size();x++)
{
std::cout << ref.at(x).toStdString().data() << std::endl;
}
return a.exec();
}
2. QHash
QHash 是一個(gè)無(wú)序的關(guān)聯(lián)容器,它存儲(chǔ)鍵值對(duì),但與 QMap 不同,QHash 不會(huì)對(duì)鍵進(jìn)行排序。
2.1 特點(diǎn)和用途
鍵值對(duì)存儲(chǔ):
QHash中的元素以鍵值對(duì)的形式存儲(chǔ),但與QMap不同,QHash中的元素是無(wú)序的。無(wú)序性:
QHash中的元素是無(wú)序的,沒(méi)有特定的排列順序。唯一鍵: 每個(gè)鍵在
QHash中是唯一的,不允許重復(fù)鍵。性能: 插入和查找操作的平均復(fù)雜度是 O(1),適用于需要快速插入和查找的場(chǎng)景。
2.2 函數(shù)和功能
以下是關(guān)于 QHash 常用函數(shù)及其功能的總結(jié):
| 函數(shù) | 功能 |
|---|---|
insert(const Key &key, const T &value) | 向 QHash 中插入鍵值對(duì)。 |
insertMulti(const Key &key, const T &value) | 向 QHash 中插入允許相同鍵的多個(gè)值。 |
remove(const Key &key) | 移除指定鍵的元素。 |
value(const Key &key) const | 返回指定鍵的值。 |
contains(const Key &key) const | 判斷是否包含指定鍵。 |
isEmpty() const | 判斷 QHash 是否為空。 |
size() const | 返回 QHash 中鍵值對(duì)的數(shù)量。 |
clear() | 清空 QHash 中的所有元素。 |
keys() const | 返回 QHash 中所有鍵的列表。 |
values() const | 返回 QHash 中所有值的列表。 |
begin() | 返回指向 QHash 開始位置的迭代器。 |
end() | 返回指向 QHash 結(jié)束位置的迭代器。 |
constBegin() const | 返回指向 QHash 開始位置的常量迭代器。 |
constEnd() const | 返回指向 QHash 結(jié)束位置的常量迭代器。 |
find(const Key &key) const | 返回指向 QHash 中指定鍵的迭代器。 |
count(const Key &key) const | 返回指定鍵的數(shù)量。 |
unite(const QHash &other) | 合并兩個(gè) QHash,將 other 中的元素合并到當(dāng)前 QHash。 |
intersect(const QHash &other) | 保留兩個(gè) QHash 中共有的元素,刪除其他元素。 |
subtract(const QHash &other) | 從當(dāng)前 QHash 中移除與 other 共有的元素。 |
toStdHash() const | 將 QHash 轉(zhuǎn)換為 std::unordered_map。 |
這些函數(shù)提供了對(duì) QHash 中鍵值對(duì)的插入、刪除、查找和遍歷等操作。根據(jù)需求選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)以滿足操作要求。
2.3 應(yīng)用案例
QHash與QMap其實(shí)是一樣的,如果不需要對(duì)鍵值對(duì)進(jìn)行排序那么使用QHash將會(huì)得到更高的效率,正是因?yàn)?code>Hash的無(wú)序,才讓其具備了更加高效的處理能力。
#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QString>
#include <QHash>
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QHash<QString, QString> hash;
hash["1001"] = "admin";
hash["1002"] = "guest";
hash.insert("1003", "lyshark");
hash.insert("1004", "lucy");
// hash.remove("1002");
// 根據(jù)鍵值對(duì)查詢屬性
std::cout << hash["1002"].toStdString().data() << std::endl;
std::cout << hash.value("1003").toStdString().data() << std::endl;
std::cout << hash.key("admin").toStdString().data() << std::endl;
// 使用STL語(yǔ)法迭代枚舉Hash鍵值對(duì)
QHash<QString, QString>::const_iterator x;
for (x = hash.constBegin(); x != hash.constEnd(); ++x)
{
std::cout << x.key().toStdString().data() << " : ";
std::cout << x.value().toStdString().data() << std::endl;
}
// 使用STL語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)修改鍵值對(duì)
QHash<QString, QString>::iterator write_x;
write_x = hash.find("1003");
if (write_x != hash.end())
write_x.value() = "you are in";
// 使用Qt中自帶的foreach遍歷鍵值對(duì)
QString each;
// --> 單循環(huán)遍歷
foreach (const QString &each, hash.keys())
{
std::cout << hash.value(each).toStdString().data() << std::endl;
}
// --> 多循環(huán)遍歷
foreach (const QString &each, hash.uniqueKeys())
{
foreach (QString x, hash.values(each))
{
std::cout << each.toStdString().data() << " : ";
std::cout << x.toStdString().data() << std::endl;
}
}
return a.exec();
}
這里需要說(shuō)明一點(diǎn),與QMap一樣,QHash也能夠使用QMultiHash其操作上與QMultiMap保持一致,此處讀者可自行嘗試。
3. QSet
QSet 是 Qt 中的無(wú)序關(guān)聯(lián)容器,類似于 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的 std::unordered_set。它主要用于存儲(chǔ)唯一值,而不關(guān)心元素的順序。以下是關(guān)于 QSet 的概述:
3.1 特點(diǎn)和用途
- 無(wú)序性:
QSet中的元素是無(wú)序的,沒(méi)有特定的排列順序。 - 唯一值: 每個(gè)值在
QSet中是唯一的,不允許重復(fù)值。 - 性能: 適用于需要快速查找和檢索唯一值的場(chǎng)景,性能比有序容器(如
QMap)更高。 - 底層實(shí)現(xiàn): 使用哈希表實(shí)現(xiàn),因此插入和查找操作的平均復(fù)雜度是 O(1)。
3.2 函數(shù)和功能
以下是關(guān)于 QSet 常用函數(shù)及其功能的總結(jié):
| 函數(shù) | 功能 |
|---|---|
insert(const T &value) | 向 QSet 中插入元素。 |
contains(const T &value) const | 判斷是否包含指定元素。 |
remove(const T &value) | 移除指定元素。 |
isEmpty() const | 判斷 QSet 是否為空。 |
size() const | 返回 QSet 中元素的數(shù)量。 |
clear() | 清空 QSet 中的所有元素。 |
unite(const QSet &other) | 合并兩個(gè) QSet,將 other 中的元素合并到當(dāng)前 QSet。 |
intersect(const QSet &other) | 保留兩個(gè) QSet 中共有的元素,刪除其他元素。 |
subtract(const QSet &other) | 從當(dāng)前 QSet 中移除與 other 共有的元素。 |
begin() | 返回指向 QSet 開始位置的迭代器。 |
end() | 返回指向 QSet 結(jié)束位置的迭代器。 |
constBegin() const | 返回指向 QSet 開始位置的常量迭代器。 |
constEnd() const | 返回指向 QSet 結(jié)束位置的常量迭代器。 |
這些函數(shù)提供了對(duì) QSet 中元素的插入、刪除、查找和遍歷等操作。QSet 是一個(gè)無(wú)序容器,用于存儲(chǔ)唯一的元素。根據(jù)需求選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)以滿足操作要求。
3.3 應(yīng)用案例
QSet 集合容器,是基于散列表(哈希表)的集合模板,存儲(chǔ)順序同樣不定,查找速度最快,其內(nèi)部使用QHash實(shí)現(xiàn)。
#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QString>
#include <QSet>
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QSet<QString> set;
set << "dog" << "cat" << "tiger";
// 測(cè)試某值是否包含于集合
if(set.contains("cat"))
{
std::cout << "include" << std::endl;
}
return a.exec();
}
4. 嵌套案例總結(jié)
4.1 QList與QMap組合
代碼通過(guò)結(jié)合使用 QList 和 QMap 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的嵌套存儲(chǔ)。具體而言,通過(guò)在 QMap 中存儲(chǔ)鍵值對(duì),其中鍵是時(shí)間字符串,而值是包含浮點(diǎn)數(shù)數(shù)據(jù)的 QList。這種結(jié)構(gòu)使得可以方便地按時(shí)間檢索相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集。
#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QString>
#include <QtGlobal>
#include <QList>
#include <QMap>
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QMap<QString,QList<float>> map;
QList<float> ptr;
// 指定第一組數(shù)據(jù)
ptr.append(10.1);
ptr.append(12.5);
ptr.append(22.3);
map["10:10"] = ptr;
// 指定第二組數(shù)據(jù)
ptr.clear();
ptr.append(102.2);
ptr.append(203.2);
ptr.append(102.1);
map["11:20"] = ptr;
// 輸出所有的數(shù)據(jù)
QList<float> tmp;
foreach(QString each,map.uniqueKeys())
{
tmp = map.value(each);
std::cout << "Time: " << each.toStdString().data() << std::endl;
for(qint32 x=0;x<tmp.count();x++)
{
std::cout << tmp[x]<< std::endl;
}
}
return a.exec();
}
在示例中,兩組數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)不同的時(shí)間鍵,每組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相應(yīng)的 QList 中。最后,通過(guò)迭代輸出了所有數(shù)據(jù),以時(shí)間為鍵檢索相應(yīng)的數(shù)據(jù)集,并將每個(gè)數(shù)據(jù)集中的浮點(diǎn)數(shù)逐個(gè)輸出。整體而言,這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的嵌套使用有助于組織和檢索多維度的數(shù)據(jù)。
4.2 QList合并為QMap
通過(guò)使用 QList 存儲(chǔ)頭部信息(Header)和相應(yīng)的數(shù)值信息(Values),然后通過(guò)循環(huán)迭代將兩個(gè)列表合并為一個(gè) QMap。在這個(gè) QMap 中,頭部信息作為鍵,而數(shù)值作為相應(yīng)的值,形成了一個(gè)鍵值對(duì)應(yīng)的字典結(jié)構(gòu)。最后,通過(guò) QMap 的鍵值對(duì)操作,輸出了特定字典中的數(shù)據(jù)。
#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QString>
#include <QtGlobal>
#include <QList>
#include <QMap>
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QList<QString> Header = {"MemTotal","MemFree","Cached","SwapTotal","SwapFree"};
QList<float> Values = {12.5,46.8,68,100.3,55.9};
QMap<QString,float> map;
// 將列表合并為一個(gè)字典
for(int x=0;x<Header.count();x++)
{
QString head = Header[x].toStdString().data();
float val = Values[x];
map[head] = val;
}
// 輸出特定字典中的數(shù)據(jù)
std::cout << map.key(100.3).toStdString().data() << std::endl;
std::cout << map.value("SwapTotal") << std::endl;
return a.exec();
}
整體而言,這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使得能夠更方便地按照特定的頭部信息檢索相應(yīng)的數(shù)值。
4.3 QMap拆分為QList
這段代碼演示了如何使用 QMap 存儲(chǔ)鍵值對(duì),并分別將鍵和值存儲(chǔ)到兩個(gè) QList 中。首先,通過(guò) Display 函數(shù)輸出了 QMap 中的鍵值對(duì)。
接著,通過(guò) map.keys() 和 map.values() 分別獲取 QMap 中的所有鍵和值,將它們存儲(chǔ)到兩個(gè) QList 中,并使用循環(huán)分別輸出了這兩個(gè)列表的內(nèi)容。
#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QString>
#include <QtGlobal>
#include <QList>
#include <QMap>
void Display(QMap<QString,float> map)
{
foreach(const QString &each,map.uniqueKeys())
{
std::cout << each.toStdString().data() << std::endl;
std::cout << map.value(each) << std::endl;
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QMap<QString,float> map;
map["MemTotal"] = 12.5;
map["MemFree"] = 32.1;
map["Cached"] = 19.2;
Display(map);
QList<QString> map_key;
QList<float> map_value;
// 分別存儲(chǔ)起來(lái)
map_key = map.keys();
map_value = map.values();
// 輸出所有的key值
for(int x=0;x<map_key.count();x++)
{
std::cout << map_key[x].toStdString().data() << std::endl;
}
// 輸出所有的value值
for(int x=0;x<map_value.count();x++)
{
std::cout << map_value[x] << std::endl;
}
return a.exec();
}
4.4 QList結(jié)構(gòu)體排序
實(shí)現(xiàn)對(duì)包含結(jié)構(gòu)體 MyStruct 的 QList 進(jìn)行排序,并輸出排序后的結(jié)果。首先,定義了一個(gè)包含整數(shù)的 QList,通過(guò) std::sort 函數(shù)按從大到小的順序?qū)υ摿斜磉M(jìn)行排序,并使用 Display 函數(shù)輸出排序后的結(jié)果。
其次,定義結(jié)構(gòu)體 MyStruct,其中包含兩個(gè)成員變量 uuid 和 uname。創(chuàng)建一個(gè)存儲(chǔ)該結(jié)構(gòu)體的 QList,并添加了幾個(gè)結(jié)構(gòu)體對(duì)象。通過(guò) devListSort 函數(shù),以結(jié)構(gòu)體的 uuid 成員進(jìn)行排序,并使用循環(huán)輸出排序后的結(jié)果。
#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QString>
#include <QtGlobal>
#include <QList>
struct MyStruct
{
int uuid;
QString uname;
};
void Display(QList<int> ptr)
{
foreach(const int &each,ptr)
std::cout << each << " ";
std::cout << std::endl;
}
// 由大到小排列
int compare(const int &infoA,const int &infoB)
{
return infoA > infoB;
}
// 針對(duì)結(jié)構(gòu)體的排序方法
void devListSort(QList<MyStruct> *list)
{
std::sort(list->begin(),list->end(),[](const MyStruct &infoA,const MyStruct &infoB)
{
return infoA.uuid < infoB.uuid;
});
}
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
// 定義并對(duì)單一數(shù)組排序
QList<int> list = {56,88,34,61,79,82,34,67,88,1};
std::sort(list.begin(),list.end(),compare);
Display(list);
// 定義并對(duì)結(jié)構(gòu)體排序
QList<MyStruct> list_struct;
MyStruct ptr;
ptr.uuid=1005;
ptr.uname="admin";
list_struct.append(ptr);
ptr.uuid=1002;
ptr.uname = "guest";
list_struct.append(ptr);
ptr.uuid = 1000;
ptr.uname = "lyshark";
list_struct.append(ptr);
devListSort(&list_struct);
for(int x=0;x< list_struct.count();x++)
{
std::cout << list_struct[x].uuid << " ---> ";
std::cout << list_struct[x].uname.toStdString().data() << std::endl;
}
return a.exec();
}
上述這段代碼演示了如何對(duì)一個(gè)包含整數(shù)的列表和一個(gè)包含結(jié)構(gòu)體的列表進(jìn)行排序,并輸出排序后的結(jié)果。在結(jié)構(gòu)體排序的情況下,使用了自定義的排序方法 devListSort,該方法按照結(jié)構(gòu)體的 uuid 成員進(jìn)行升序排序。
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