Qt基础：数据容器类

1. QList

在Qt中，QList 是一个动态数组容器类，用于存储和管理相同类型的元素。它提供了快速随机访问、动态扩展和丰富的操作方法，是Qt中最常用的容器类之一。

• 功能：实现动态数组，支持快速随机访问和动态增长。
• 底层实现：基于数组，在元素数量超过预分配空间时自动重新分配内存。
• 特点：
  • 支持索引访问（如 list[0]）。
  • 可动态添加、删除元素。
  • 提供多种遍历方式。
  • 元素类型必须是可赋值的（如基本类型、QString、自定义类等）。

性能考虑：

• 随机访问：O(1)，非常高效。
• 尾部插入/删除：平均O(1)，但可能需要重新分配内存。
• 中间插入/删除：O(n)，因为需要移动后续元素。
• 查找：O(n)，线性查找。

如果需要频繁在中间插入/删除元素，可考虑使用 QLinkedList；如果需要键值对存储，可使用 QMap 或 QHash。

1.1 使用

创建和初始化

#include <QList>
#include <QString>

// 创建空列表
QList<int> intList;
QList<QString> stringList;

// 使用初始化列表创建
QList<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
QList<QString> names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};

// 从现有列表复制
QList<int> copyList(numbers);  // 深拷贝

// 指定初始大小和值
QList<QString> emptyNames(5, "");  // 创建包含5个空字符串的列表

添加和删除元素

// 添加元素
QList<QString> list;
list.append("Apple");      // 在末尾添加
list.prepend("Banana");    // 在开头添加
list.insert(1, "Cherry");  // 在索引1处插入

// 删除元素
list.removeAt(1);          // 删除索引1的元素
list.removeFirst();        // 删除第一个元素
list.removeLast();         // 删除最后一个元素
list.removeOne("Apple");   // 删除第一个匹配的元素
list.removeAll("Apple");   // 删除所有匹配的元素

// 清空列表
list.clear();

访问和修改元素

// 通过索引访问（不检查边界）
QString first = list[0];   // 读取
list[0] = "New Value";     // 修改

// 通过at()访问（检查边界，越界时抛出异常）
QString second = list.at(1);

// 获取列表大小
int size = list.size();    // 或 list.count()

// 判断列表是否为空
bool isEmpty = list.isEmpty();  // 或 list.size() == 0

// 获取第一个和最后一个元素
QString firstItem = list.first();  // 或 list.front()
QString lastItem = list.last();    // 或 list.back()

查找和判断元素

// 查找元素位置（返回第一个匹配的索引，未找到返回-1）
int index = list.indexOf("Apple");
int lastIndex = list.lastIndexOf("Apple");

// 判断是否包含元素
bool containsApple = list.contains("Apple");

// 统计元素出现次数
int count = list.count("Apple");

遍历列表

基于索引的遍历

for (int i = 0; i < list.size(); ++i) {
    qDebug() << list[i];
}

基于迭代器的遍历

// 只读迭代器
QList<QString>::const_iterator it;
for (it = list.constBegin(); it != list.constEnd(); ++it) {
    qDebug() << *it;
}

// 读写迭代器
QList<QString>::iterator mutableIt;
for (mutableIt = list.begin(); mutableIt != list.end(); ++mutableIt) {
    *mutableIt = "Modified";
}

C++11范围for循环

for (const QString &item : list) {
    qDebug() << item;
}

// 可修改的版本
for (QString &item : list) {
    item = "Modified";
}

排序和筛选

// 排序（升序）
QList<int> numbers = {3, 1, 4, 2};
std::sort(numbers.begin(), numbers.end());  // 标准库排序

// 自定义排序（降序）
std::sort(numbers.begin(), numbers.end(), [](int a, int b) {
    return a > b;
});

// 筛选元素（使用STL算法）
QList<int> evenNumbers;
std::copy_if(numbers.begin(), numbers.end(), 
             std::back_inserter(evenNumbers),
             [](int num) { return num % 2 == 0; });

与其他容器的转换

// QList 转 QVector
QVector<int> vector = numbers.toVector();

// QList 转 std::list
std::list<int> stdList = numbers.toStdList();

// std::vector 转 QList
std::vector<double> stdVector = {1.1, 2.2, 3.3};
QList<double> qList = QList<double>::fromStdVector(stdVector);

1.2 完整示例

#include <QList>
#include <QDebug>

void listExample() {
    // 创建列表并添加元素
    QList<QString> fruits;
    fruits.append("Apple");
    fruits.append("Banana");
    fruits.prepend("Cherry");
    
    // 遍历列表
    qDebug() << "所有水果:";
    for (const QString &fruit : fruits) {
        qDebug() << fruit;
    }
    
    // 修改元素
    if (fruits.size() > 1) {
        fruits[1] = "Blueberry";
    }
    
    // 查找元素
    int index = fruits.indexOf("Apple");
    if (index != -1) {
        qDebug() << "找到Apple，索引为:" << index;
    }
    
    // 删除元素
    fruits.removeOne("Cherry");
    
    // 排序
    fruits.sort();
    
    // 输出排序后的列表
    qDebug() << "排序后的水果:";
    for (const QString &fruit : fruits) {
        qDebug() << fruit;
    }
}