Жасмин Бланшет - QT 4: программирование GUI на С++
Qt предлагает как последовательные контейнеры, например QVector<T>, QLinkedList<T> и QList<T>, так и ассоциативные контейнеры, например QMap<K, T> и QHash<K, T>. Концептуально последовательные контейнеры отличаются тем, что элементы в них хранятся один за другим, в то время как в ассоциативных контейнерах хранятся пары ключ—значение.
Qt также содержит обобщенные алгоритмы, которые могут выполняться над произвольными контейнерами. Например, алгоритм qSort() сортирует последовательный контейнер, a qBinaryFind() выполняет двоичный поиск в упорядоченном последовательном контейнере. Эти алгоритмы аналогичны тем, которые предлагаются STL.
Если вы знакомы с контейнерами STL и библиотека STL уже установлена на платформах, на которых вы работаете, можете их использовать вместо контейнеров Qt или как дополнение к ним. Для получения более подробной информации относительно функций и классов STL достаточно неплохо начать с веб-сайта STL компании «SGI»: http://www.sgi.com/tech/stl/.
В данной главе мы также рассмотрим классы QString, QByteArray и QVariant, поскольку они имеют много общего с контейнерами. QString представляет собой 16-битовую строку символов в коде Unicode, которая широко используется в программном интерфейсе Qt. QByteArray является массивом 8-битовых символов типа char, которым удобно пользоваться для хранения произвольных двоичных данных. QVariant может хранить значения большинства типов С++ и Qt.
Последовательные контейнеры
Вектор QVector<T> представляет собой структуру данных, в которой элементы содержатся в соседних участках оперативной памяти. Вектор отличается от обычного массива С++ тем, что знает свой собственный размер и этот размер может быть изменен. Добавление элементов в конец вектора выполняется достаточно эффективно, но добавление элементов в начало вектора или вставка в его середину могут быть неэффективны.
Рис. 11.1. Вектор чисел двойной точности.
Если нам заранее известно необходимое количество его элементов, мы можем задать начальный размер при его определении и использовать оператор [ ] для заполнения его элементами; в противном случае мы должны либо затем изменить его размер, либо добавлять элементы в конец вектора. В приведенном ниже примере мы указываем начальный размер вектора:
QVector<double> vect(3);
vect[0] = 1.0;
vect[1] = 0.540302;
vect[2] = -0.416147;
Ниже та же самая задача решается путем объявления пустого вектора и применения функции append(), которая добавляет элементы в конец вектора:
QVector<double> vect;
vect.append(1.0);
vect.append(0.540302);
vect.append(-0.416147);
Вместо append() можно использовать оператор <<:
vect << 1.0 << 0.540302 << -0.416147;
Организовать цикл просмотра элементов вектора можно при помощи оператора [ ] и функции count():
double sum = 0.0;
for (int i = 0; i < vect.count(); ++i)
sum += vect[i];
Элементы вектора, которым не было присвоено какое-нибудь значение явным образом, инициализируются при помощи стандартного конструктора класса элемента. Основные типы и указатели инициализируются нулевым значением.
Вставка элементов в начало или в середину вектора QVector<T>, а также удаление элементов из этих позиций могут быть неэффективны для больших векторов. По этой причине Qt предлагает связанный список QLinkedList<T> — структуру данных, элементы которой располагаются не в соседних участках памяти. В отличие от векторов, связанные списки не поддерживают произвольный доступ к элементам, но обеспечивают «константное время» выполнения операций вставки и удаления.
Рис. 11.2. Связанный список значений типа double.
Связанные списки не обеспечивают оператор [ ], поэтому необходимо использовать итераторы для прохода по всем элементам. Итераторы также используются для указания позиции элементов. Например, в следующем фрагменте программного кода выполняется вставка строки «Tote Hosen» между «Clash» и «Ramones»:
QLinkedList<QString> list;
list.append("Clash");
list.append("Ramones");
QLinkedList<QString>::iterator i = list.find("Ramones");
list.insert(i, "Tote Hosen");
Более подробно итераторы будут рассмотрены позже в данном разделе.
Последовательный контейнер QList<T> является «массивом—списком», который сочетает в одном классе наиболее важные преимущества QVector<T> и QLinkedList<T>. Он поддерживает произвольный доступ, и его интерфейс основан на индексировании подобно применяемому векторами QVector. Вставка в конец или удаление последнего элемента списка QList<T> выполняется очень быстро, а вставка в середину выполняется быстро для списков, содержащих до одной тысячи элементов. Если не требуется вставлять элементы в середину больших списков и не нужно, чтобы элементы списка занимали последовательные адреса памяти, то QList<T> обычно будет наиболее подходящим контейнером общего назначения.
Класс QStringList является подклассом QList<QString>, который широко используется в программном интерфейсе Qt. Кроме наследуемых от базового класса функций он имеет несколько дополнительных функций, увеличивающих возможности класса по обработке строк. Класс QStringList будет обсуждаться в последнем разделе этой главы.
QStack<T> и QQueue<T> — еще два примера удобных подклассов: QStack<T> — это вектор, для работы с которым предусмотрены функции push(), pop() и top(). QQueue<T> — это список, для работы с которым предусмотрены функции enqueue(), dequeue() и head().
Во всех до сих пор рассмотренных контейнерах тип элемента T может являться базовым типом (например, int или double), указателем или классом, который имеет стандартный конструктор (т.е. конструктор без аргументов), конструктор копирования и оператор присваивания. К таким классам относятся QByteArray, QDateTime, QRegExp, QString и QVariant. Этим свойством не обладают классы Qt, которые наследуют QObject, поскольку последний не имеет конструктора копирования и оператора присваивания. На практике это не составляет проблему, потому что мы можем просто хранить в контейнере указатели на такие типы данных, а не сами объекты QObject.
Тип T также может быть контейнером; в этом случае следует иметь в виду, что необходимо разделять рядом стоящие угловые скобки пробелами, в противном случае компилятор будет сбит с толку, воспринимая >> как оператор. Например:
QList<QVector<double> > list;
Кроме только что упомянутых типов в качестве типа элементов контейнера может задаваться любой пользовательский класс, отвечающий описанным ранее критериям. Ниже дается пример такого класса:
01 class Movie
02 {
03 public:
04 Movie(const QString &title = "", int duration = 0);
05 void setTitle(const QString &title) { myTitle = title; }
06 QString title() const { return myTitle; }
07 void setDuration(int duration) { myDuration = duration; }
08 QString duration() const { return myDuration; }
09 private:
10 QString myTitle;
11 int myDuration;
12 };
Этот класс имеет конструктор, для которого необязательно указывать аргументы (хотя он может иметь до двух аргументов). Он также имеет конструктор копирования и оператор присваивания, которые обеспечиваются С++ по умолчанию. В этом классе достаточно обеспечить копирование между его членами, поэтому нам нет необходимости реализовывать свои собственные конструктор копирования и оператор присваивания.
Qt имеет две категории итераторов, используемых для прохода по элементам контейнера: итераторы в стиле Java и итераторы в стиле STL. Итераторами в стиле Java легче пользоваться, в то время как итераторы в стиле STL более мощные и могут использоваться совместно с алгоритмами Qt и STL.
С каждым классом—контейнером могут использоваться два типа итераторов в стиле Java: итератор, используемый только для чтения, и итератор, используемый как для чтения, так и для записи. Классами итераторов первого типа являются QVectorIterator<T>, QLinkedListIterator<T> и QListIterator<T>. Соответствующие итераторы чтения—записи имеют слово Mutable (изменчивый) в их названии (например, QMutableVectorIterator<T>). В дальнейшем мы основное внимание будем уделять итераторам списка QList; итераторы связанных списков и векторов имеют тот же самый программный интерфейс.
