5.3 QSet 与 QMultiMap 的功能详解、应用示例与比较

5.3 QSet 与 QMultiMap 的功能详解、应用示例与比较

Qt 中的 QSet 和 QMultiMap 是两种常用的容器类，不同乎于键值对容器，这两种类在数据类型和实现方式上有明显区别。以下将对其功能、应用场景和性能进行详细讨论。

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一、QSet 与 QMultiMap 的概述

QSet 的概述

QSet 是一种无序集合容器，用于儲存唯一的元素，且不认顾元素的顺序。其内部基于哈希表实现。

特点：

• 元素唯一，将重复元素自动去重。

• 操作是对元素而非键值的操作。

• 提供集合操作，如并集和交集。

• 查找和插入操作的均值处理时间复杂度为 (O(1))，最均情况下为 (O(n))。

QMultiMap 的概述

QMultiMap 是一种允许重复键值的有序键值对容器，使用带有重复键值支持的平衡二叉树实现。

特点：

• 支持重复键值，不会自动去重。

• 按键值的顺序存储数据，适合需要有序访问的场景。

• 查找和操作时间复杂度为 (O(\log n))。

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二、举例说明

QSet 示例

#include <QSet>
#include <QString>
#include <QDebug>

void QSetExample() {
    QSet<QString> set;

    // 插入元素
    set.insert("Apple");
    set.insert("Banana");
    set.insert("Apple"); // 重复元素将自动去重

    // 查询元素
    if (set.contains("Apple")) {
        qDebug() << "Set contains Apple.";
    }

    // 进行集合操作
    QSet<QString> anotherSet;
    anotherSet.insert("Banana");
    anotherSet.insert("Cherry");

    QSet<QString> unionSet = set.united(anotherSet); // 并集
    for (const QString &item : unionSet) {
        qDebug() << item;
    }
}

QMultiMap 示例

#include <QMultiMap>
#include <QString>
#include <QDebug>

void QMultiMapExample() {
    QMultiMap<QString, int> multiMap;

    // 插入元素
    multiMap.insert("Alice", 25);
    multiMap.insert("Bob", 30);
    multiMap.insert("Alice", 28); // 支持重复键值

    // 查找元素
    QList<int> values = multiMap.values("Alice");
    for (int value : values) {
        qDebug() << "Alice:" << value;
    }

    // 删除元素
    multiMap.remove("Bob");
}

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三、举例比较

特性	QSet	QMultiMap
数据类型	元素集合，唯一元素	键值对，支持重复键值
数据存储顺序	无序	按键顺序存储
底层实现	哈希表	平衡二叉树
重复元素	不允许重复	允许重复
查找复杂度	(O(1)) ，最均 (O(n))	(O(\log n))
适用场景	非序存储，需要去重操作	需要重复键值和有序操作

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四、选择 QSet 还是 QMultiMap？

使用 QSet 的场景

• 需要唯一元素和去重功能。

• 不关心元素的顺序，而是带有高性能操作。

• 例如：数据去重，集合计算。

使用 QMultiMap 的场景

• 需要允许重复键值，例如对同一键存储多个值。

• 存储数据需要按键顺序。

• 例如：数据分组，跟踪复数值应用。

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总结

QSet 和 QMultiMap 是 Qt 中两类完全不同作用的容器。

• 如果需要集合操作和高性能查找，选择 QSet。

• 如果需要允许重复键值，并且键顺序存储，选择 QMultiMap。

根据实际场景，适宜地选择容器类，可以显著提升代码性能和维护性。