qt 数据容器详解

容器的核心就是链表，可以说地类数组的结构的延伸；列表、堆、队列都是单列的链表结构，map、hash、是列表和key\value结果的一种可以，可以说是双链表；set可以说就是一直特殊的key单链表。所以容器的核心就是链表，有对链表的插入、删除、排序这个维度衍生出了不同的单链表；结合key\value结构衍生出了双链表map、hash；所以容器的本质就是链表，由这个基础再展开就形成了不同特色的链表，理解了单链表的本质，在理解其他就会发现容器其实很简单，也不难，也不复杂。

2.调查过程

1.qt 常用数据容器

Qt框架中提供了多种常用的数据容器，这些容器为开发者提供了存储、管理和操作数据集合的便利方式。

2.Qt容器间的继承关系是什么样的，可以提供一个类图吗

Qt容器间的继承关系并不是单一的继承链，而是基于模板类和类型别名构建的复杂体系。由于Qt框架的容器类众多，且它们之间的关系涉及到模板参数化类型、类型别名以及实际实现中的多态和继承等复杂概念，因此很难用一个简单的类图来完全表示。

然而，我们可以根据Qt官方文档和一些权威的Qt教程，对Qt容器间的继承关系进行概括性的描述。

Qt容器类概述

Qt容器类主要包括QList、QVector、QMap、QHash、QSet、QPair等，它们都是模板类，可以支持不同的数据类型。此外，还有一些基于这些模板类的类型别名，如QStringList（即QList<QString>）等。

继承关系概述

QList和QVector：
- 这两个类都是模板类，用于存储动态数组。它们之间并没有直接的继承关系，但都提供了类似的接口和功能。
- QList优化了列表的插入和删除操作，特别是在列表末尾添加元素时。
- QVector则更侧重于连续数据的存储和访问效率。
QMap和QHash：
- 这两个类也是模板类，分别基于树结构和哈希表实现字典功能。
- QMap保证了键的顺序，而QHash则提供了更快的查找速度。
- 它们之间没有直接的继承关系，但都提供了键值对的存储和查找功能。
QSet：
- QSet是一个基于哈希表的模板类，用于存储唯一元素的集合。
- 它与QHash有相似的内部实现，但只存储键而不存储值。
QPair：
- QPair是一个简单的模板类，用于存储一对值。
- 它通常作为其他容器（如QMap和QHash）中的元素使用。
QMultiMap和QMultiHash：
- 这两个类允许一个键对应多个值。
- QMultiMap基于QMap实现，而QMultiHash则基于QHash实现。

类图示意（简化版）

由于完整的类图会非常复杂，这里只提供一个简化版的类图示意：

+----------------+     +----------------+  
|    QList       |     |    QVector     |  
+----------------+     +----------------+  
| - template<T>  |     | - template<T>  |  
| - ...          |     | - ...          |  
+----------------+     +----------------+  
  
+----------------+     +----------------+  
|    QMap        |     |    QHash       |  
+----------------+     +----------------+  
| - template<K, V> |   | - template<K, V> |  
| - ...          |     | - ...          |  
+----------------+     +----------------+  
  
+----------------+  
|    QSet        |  
+----------------+  
| - template<T>  |  
| - ...          |  
+----------------+  
  
+----------------+  
|    QPair       |  
+----------------+  
| - template<T1, T2> |  
| - ...          |  
+----------------+  
  
+-------------------------+     +-------------------------+  
|    QMultiMap            |     |    QMultiHash           |  
+-------------------------+     +-------------------------+  
| - template<K, V>        |     | - template<K, V>        |  
| - based on QMap         |     | - based on QHash        |  
| - ...                   |     | - ...                   |  
+-------------------------+     +-------------------------+

注意事项

上面的类图示意只是简化了Qt容器类之间的关系，实际上每个类都包含了许多成员函数和模板参数，这些在类图中没有展示出来。
Qt容器类之间的关系更多是通过模板参数化类型和类型别名来构建的，而不是通过传统的继承关系。
在实际使用中，应根据具体的应用场景和需求来选择合适的Qt容器类。

综上所述，Qt容器间的继承关系并不是一个简单的继承链，而是基于模板类和类型别名构建的复杂体系。要深入理解Qt容器类的关系和使用方法，建议查阅Qt官方文档和相关的Qt教程。

3.qt 容器的通用接口都有什么

Qt容器类提供了一套通用的接口，这些接口使得Qt容器在使用上具有一致性和便捷性。根据Qt官方文档以及多个权威教程，可以归纳出Qt容器的一些主要通用接口：

一、元素访问

at()：提供对容器中指定位置元素的只读访问，通常比使用operator[]更快，因为它不会导致深度复制。
operator[]：提供对容器中元素的读写访问，通过下标操作符可以直接访问元素。
first() 和 last()：分别返回容器中的第一个和最后一个元素的引用（对于某些容器如QList、QVector等）。

二、元素添加与删除

append()：在容器末尾添加一个元素。
prepend()：在容器开头添加一个元素（对于支持此操作的容器）。
insert()：在容器的指定位置插入一个元素。
removeAt()：从容器的指定位置删除一个元素。
removeFirst() 和 removeLast()：分别删除容器中的第一个和最后一个元素（对于支持此操作的容器）。

三、容器大小与容量

size()：返回容器中元素的数量。
isEmpty()：检查容器是否为空。
capacity()：返回容器的容量，即容器在不分配更多内存的情况下可以存储的元素数量。
resize()：调整容器的大小，如果新大小大于当前大小，则添加默认构造的元素；如果新大小小于当前大小，则删除多余的元素。

四、迭代器支持

Qt容器提供了Java风格的迭代器和STL风格的迭代器，方便用户遍历容器中的元素。
begin() 和 end()：分别返回指向容器第一个元素和最后一个元素之后位置的迭代器。
constBegin() 和 constEnd()：返回常量迭代器，用于只读访问容器中的元素。

五、其他常用接口

clear()：清空容器中的所有元素。
contains()：检查容器中是否包含指定的元素。
indexOf() 和 lastIndexOf()：分别返回容器中指定元素第一次出现和最后一次出现的位置索引。
count()：对于关联容器（如QMap、QHash等），返回与指定键相关联的元素数量。
value()：对于关联容器，返回与指定键相关联的值（如果存在的话）。

六、类型转换与兼容性

Qt容器提供了与STL容器的转换接口，如toStdVector()、fromStdVector()等，方便用户在不同容器类型之间进行转换。

需要注意的是，不同的Qt容器类可能支持不同的接口和功能，具体使用时需要查阅Qt官方文档以获取准确的信息。此外，Qt容器类的设计注重性能、易用性和与Qt其他部分的集成，因此在选择使用哪个容器时，应根据具体的应用场景和需求来决定。

4.qt 容器的遍历方式都有哪些

Qt容器类提供了多种遍历方式，以适应不同的使用场景和需求。以下是一些主要的遍历方式：

一、使用迭代器

Qt容器提供了Java风格的迭代器和STL风格的迭代器，方便用户遍历容器中的元素。

Java风格的迭代器：

QList<QString> list;  
// ... 填充list ...  
  
for (auto it = list.begin(); it != list.end(); ++it) {  
    // 使用*it访问元素  
}

STL风格的迭代器（部分容器支持）：

QVector<int> vector;  
// ... 填充vector ...  
  
for (auto it = vector.cbegin(); it != vector.cend(); ++it) {  
    // 使用*it访问元素  
}

另外，Qt还提供了QListIterator和QMutableListIterator等专门的迭代器类，用于更高效地遍历QList等容器。

二、使用下标操作符和at()方法

对于支持随机访问的容器（如QList、QVector等），可以使用下标操作符operator[]或at()方法来遍历元素。

使用下标操作符：

QVector<QString> vector;  
// ... 填充vector ...  
  
for (int i = 0; i < vector.size(); ++i) {  
    // 使用vector[i]访问元素  
}

使用at()方法：

QList<int> list;  
// ... 填充list ...  
  
for (int i = 0; i < list.size(); ++i) {  
    // 使用list.at(i)访问元素，通常比使用operator[]更快  
}

三、使用foreach关键字（C++11及以上版本）

在C++11及以上版本中，可以使用foreach关键字（或Qt提供的qForEach宏）来更简洁地遍历容器。

使用foreach关键字：

QList<QString> list;  
// ... 填充list ...  
  
foreach (const QString &str, list) {  
    // 使用str访问元素  
}

使用qForEach宏（Qt特有）：

QVector<int> vector;  
// ... 填充vector ...  
  
qForEach (const int &value, vector) {  
    // 使用value访问元素  
}

需要注意的是，foreach关键字和qForEach宏在内部都是基于迭代器实现的，因此它们适用于所有支持迭代器的Qt容器类。

综上所述，Qt容器类提供了多种遍历方式，用户可以根据具体的使用场景和需求选择最适合的遍历方式。对于需要随机访问元素的场景，可以使用下标操作符或at()方法；对于需要遍历整个容器的场景，可以使用迭代器或foreach关键字/qForEach宏。

5.QPair

QPair是Qt框架中的一个类模板，用于存储两个值的有序对。它提供了一种简单的方式来组织和操作两个相关的值，且支持多种数据类型，能够与其他Qt容器类如QVector和QMap良好配合。以下是关于QPair的详细介绍：

一、基本特性

模板类：QPair是一个模板类，可以存储一对值（key,value），这两个值可以是任意类型。
成员变量：QPair有两个公开的成员变量first和second，分别用于存储和访问配对中的第一个值和第二个值。
操作符重载：QPair支持多种操作符重载，包括赋值、比较（等于、不等于、小于、小于等于、大于、大于等于）以及数据流操作（从数据流中读取和写入QPair对象）。

二、创建和初始化

QPair可以通过多种方式进行创建和初始化：

默认构造函数：创建一个空的QPair对象。
值初始化：通过直接传入两个值来初始化QPair对象。
拷贝构造函数：从一个已存在的QPair对象复制数据到当前对象。
移动构造函数：从另一个QPair对象移动数据到当前对象。
辅助函数：Qt提供了一个辅助函数qMakePair，用于简化QPair的创建。

三、访问和修改

访问值：通过first和second成员变量来访问QPair中存储的值。
修改值：直接修改first和second成员变量的值来改变QPair存储的内容。

四、比较和操作

比较操作：QPair支持多种比较操作，先比较first，如果相同则再比较second。
数据流操作：支持从数据流中读取和写入QPair对象，但需要对T1和T2实现重载>>和<<。
交换操作：提供了一个swap成员函数，用于交换当前对象和另一个QPair对象的数据。

五、使用场景

QPair广泛应用于多种场景，包括但不限于：

函数返回值：当函数需要返回两个相关值时，可以使用QPair。
存储关联数据：在数据结构中存储关联数据对，例如键值对等。
临时组合值：在需要临时将两个值组合在一起进行某些操作时。

六、示例代码

以下是一个简单的示例代码，展示了QPair的基本用法：

#include <QPair>  
#include <QDebug>  
  
int main() {  
    // 创建并初始化QPair  
    QPair<int, QString> pair(1, "Hello");  
  
    // 访问和修改值  
    qDebug() << "First value:" << pair.first; // 输出: First value: 1  
    qDebug() << "Second value:" << pair.second; // 输出: Second value: Hello  
  
    pair.first = 2;  
    pair.second = "World";  
  
    // 再次访问和输出修改后的值  
    qDebug() << "Modified first value:" << pair.first; // 输出: Modified first value: 2  
    qDebug() << "Modified second value:" << pair.second; // 输出: Modified second value: World  
  
    // 使用qMakePair创建QPair  
    auto anotherPair = qMakePair(3, QString("three"));  
  
    // 比较QPair  
    QPair<int, QString> pair1(1, "one");  
    QPair<int, QString> pair2(1, "two");  
  
    qDebug() << "pair1 == pair2:" << (pair1 == pair2); // 输出: false  
    qDebug() << "pair1 < pair2:" << (pair1 < pair2); // 输出: true，因为 "one" < "two"  
  
    return 0;  
}

综上所述，QPair是Qt框架中一个非常实用且灵活的类模板，它提供了一种简单有效的方式来组织和操作两个相关的值。

3.关于容器的深浅拷贝

1.QList 拷贝的时候，是深拷贝还是浅拷贝

QList在拷贝时，默认的行为是浅拷贝（Shallow Copy）。浅拷贝意味着在拷贝过程中，QList中的元素本身不会被复制，而是复制了元素的引用或指针。因此，如果QList中存储的是自定义类型的对象，且这些对象是可变的，那么在浅拷贝后，原始列表和拷贝列表中的元素将指向同一对象。这意味着在一个列表中修改元素的内容，也会影响到另一个列表中的对应元素。

具体来说，当你在Qt中使用类似QList<T> list2 = list1;的语句时，这里发生的就是浅拷贝。如果T是一个自定义类型，并且你希望在拷贝时能够完全独立地复制对象，那么你需要手动实现深拷贝的逻辑。这通常意味着在自定义类型T中提供深拷贝的构造函数或方法，然后在需要深拷贝QList时，遍历列表并逐个调用这些对象的深拷贝方法。

然而，如果QList中存储的是基本数据类型（如int、float等）或指针（特别是指向基本数据类型或不可变对象的指针），那么浅拷贝通常不会引发问题，因为基本数据类型是按值传递的，而指向不可变对象的指针即使复制了，也不会影响到对象本身的内容。

总结来说，QList在拷贝时默认执行浅拷贝，但你可以通过自定义类型的深拷贝方法来实现深拷贝的需求。在处理可变对象时，特别需要注意浅拷贝可能带来的副作用。

2.QList 初始化举例

QList 是 Qt 框架中的一个非常实用的容器类，它提供了一个动态数组的实现。QList 可以存储同一类型的数据项，支持快速的随机访问，并且提供了丰富的成员函数来操作这些数据项。以下是 QList 初始化的几个例子：

1. 使用默认构造函数初始化空的 QList

QList<int> list1; // 初始化一个空的 QList，用于存储 int 类型的数据项

2. 使用列表初始化初始化一个包含固定元素的 QList

QList<int> list2 = {1, 2, 3}; // 初始化一个包含元素 1, 2, 3 的 QList

或者（Qt 5 及以上版本）：

QList<int> list2 = QList<int>() << 1 << 2 << 3; // 使用流操作符初始化

3. 使用复制构造函数从另一个 QList 进行初始化

	`QList<int> originalList = {4, 5, 6}; // 原始 QList`
	`QList<int> newList(originalList); // 从 originalList 复制初始化新的 QList`

4. 使用赋值操作符将一个 QList 赋值给另一个 QList

	`QList<int> originalList = {7, 8, 9}; // 原始 QList`
	`QList<int> list4;`
	`list4 = originalList; // 将 originalList 赋值给 list4`

5. 使用 append 或 push_back 等函数逐个添加元素

	`QList<int> list5;`
	`list5.append(10); // 添加一个元素 10`
	`list5.push_back(11); // 添加一个元素 11（等效于 append）`

6. 返回一个空的 QList

	`QList<QString> emptyListFunction() {`
	`return QList<QString>(); // 返回一个空的 QList<QString> 对象`
	`}`

7. 初始化并插入字符串

对于 QList<QString> 类型，可以使用类似的方式插入字符串：

	`QList<QString> stringList;`
	`stringList << "one" << "two" << "three"; // 使用流操作符初始化并插入字符串`

总结

QList 提供了多种灵活的初始化方式，包括直接使用默认构造函数、列表初始化、复制构造函数、赋值操作符以及通过 append 或 push_back 等成员函数逐个添加元素。这些方式使得 QList 在实际编程中非常易用和强大。

请注意，上述代码示例假设您已经在您的项目中包含了 Qt 相关的头文件，并正确地设置了 Qt 项目的编译环境。在实际使用中，您可能还需要包含 <QList> 头文件（但在 Qt 中，通常包含 <QList> 的功能是通过包含 <QList> 所在的模块头文件，如 <QList> 本身，或者更通用的容器类头文件，如 <QContainerFwd>，来实现的，具体取决于 Qt 的版本和您的项目设置）。不过，在 Qt 5 及更高版本中，直接使用容器类而不需要显式包含特定的容器头文件是很常见的做法，因为 Qt 的模块系统已经为您处理了这些依赖关系。

3.QList指针初始化

记忆要点

当使用容器的时候，我考虑两个问题，容器是否会在退出函数的时候被析构？容器内的对象是否会被析构？对象是否会被析构，影响功能是否可以正常使用？对象是否发生拷贝，那么在不同的函数里操作的对象是否一致？其实关于这一点就两点原则，堆内存自己负责，系统不会动，栈内存离开函数一定会被析构：所以使用的原则是，如果是栈内存创建的对象，离开函数一定要深拷贝，如果是堆上创建的时候，一定不要忘记，不使用的时候析构。

在Qt中，QList是一个模板类，用于存储同类型的元素，并提供了一系列操作这些元素的方法。通常，我们使用QList来直接存储元素，而不是存储指向元素的指针。然而，如果确实需要存储指针，可以通过将QList的模板参数设置为指针类型来实现。

下面是如何初始化一个存储指针的QList的示例：

初始化存储`int`指针的`QList`

#include <QList>  
  
int main() {  
    // 初始化一个存储int指针的QList  
    QList<int*> intPointerList;  
  
    // 动态分配int类型的内存，并将指针添加到QList中  
    int* a = new int(10);  
    int* b = new int(20);  
    intPointerList.append(a);  
    intPointerList.append(b);  
  
    // 使用QList中的指针  
    for (int* ptr : intPointerList) {  
        // 做一些操作，比如打印值  
        qDebug() << *ptr;  
    }  
  
    // 清理内存：遍历QList并删除动态分配的内存  
    for (int* ptr : intPointerList) {  
        delete ptr;  
    }  
    intPointerList.clear(); // 可选：清空QList，但此时指针已经无效，所以这一步不是必需的  
  
    return 0;  
}

在这个例子中，我们首先包含了<QList>头文件（实际上，在Qt项目中，你可能包含的是更通用的头文件，比如<QtCore>，它包含了所有Qt核心模块的功能）。然后，我们声明了一个QList<int*>类型的变量intPointerList，它用于存储指向int类型的指针。

接下来，我们使用new操作符动态分配了两个int类型的变量，并将它们的指针添加到了intPointerList中。然后，我们遍历了intPointerList，并使用指针来访问和操作这些动态分配的int变量。

最后，我们遍历了intPointerList，并使用delete操作符释放了动态分配的内存。注意，在释放内存之后，指针变得无效，因此不应该再尝试使用它们。在这种情况下，清空QList（使用clear()方法）是可选的，因为指针已经无效，但这样做可以帮助确保QList的状态是清晰的。

注意事项

内存管理：当在QList中存储指针时，需要特别注意内存管理。确保在适当的时候释放动态分配的内存，以避免内存泄漏。
指针有效性：一旦释放了指针所指向的内存，就不应该再尝试使用该指针。在释放内存后，最好将指针设置为nullptr或从QList中移除。
Qt自动管理内存：对于Qt中的对象（如QString、QWidget等），Qt通常会自动管理它们的内存（通过父子对象关系或智能指针）。因此，在大多数情况下，你不需要手动管理这些对象的内存。但是，对于基本数据类型（如int、float等）或自定义的非Qt对象，你需要自己管理内存。

4.QList<int>* intPointerList = new QList<int>();

在 Qt 中，QVector 是一个模板类，它提供了一个动态数组的功能。对于存储指针的 QVector，比如 QVector<ModSegments*> Segments;，遍历这个向量通常涉及使用索引或者迭代器来访问每一个元素。

下面是几种遍历 QVector<ModSegments*> Segments 的方法：

方法 1：使用索引

你可以通过索引来遍历 QVector，这种方式和遍历普通的数组类似。

	`for (int i = 0; i < Segments.size(); ++i) {`
	`ModSegments* segment = Segments[i];`
	`// 对 segment 进行操作`
	`}`

方法 2：使用迭代器

QVector 也支持 STL 风格的迭代器，这让你可以使用 for 循环和迭代器来遍历向量。

	`for (QVector<ModSegments*>::iterator it = Segments.begin(); it != Segments.end(); ++it) {`
	`ModSegments* segment = *it;`
	`// 对 segment 进行操作`
	`}`

方法 3：使用范围基的 for 循环 (C++11)

如果你的编译器支持 C++11 或更高版本，你可以使用范围基的 for 循环来简化遍历。

	`for (ModSegments* segment : Segments) {`
	`// 对 segment 进行操作`
	`}`

方法 4：使用 const 迭代器（如果不需要修改元素）

如果你不需要修改 QVector 中的元素，使用 const_iterator 是一个更好的选择，因为它可以提供更好的安全性。

	`for (QVector<ModSegments*>::const_iterator it = Segments.cbegin(); it != Segments.cend(); ++it) {`
	`const ModSegments* segment = *it;`
	`// 对 segment 进行只读操作`
	`}`