Qt学习之路(37): Qt容器类之关联存储容器

今天我们来说说Qt容器类中的关联存储容器。所谓关联存储容器，就是容器中存储的一般是二元组，而不是单个的对象。二元组一般表述为，也就是“键-值对”。

 

首先，我们看看数组的概念。数组可以看成是一种形式的键-值对，它的Key只能是int，而值的类型是Object，也就是任意类型(注意，这里我们只是说数组可以是任意类型，这个Object并不必须是一个对象)。现在我们扩展数组的概念，把Key也做成任意类型的，而不仅仅是int，这样就是一个关联容器了。如果学过数据结构，典型的关联容器就是散列(Hash Map，哈希表)。Qt提供两种关联容器类型：QMap和QHash。

 

QMap是一种键-值对的数据结构，它实际上使用跳表skip-list实现，按照K进行升序的方式进行存储。使用QMap的insert()函数可以向QMap中插入数据，典型的代码如下：

QMap<QString, int> map;
map.insert("eins", 1);
map.insert("sieben", 7);
map.insert("dreiundzwanzig", 23);

同样，QMap也重载了[]运算符，你可以按照数组的复制方式进行使用：

map["eins"] = 1;
map["sieben"] = 7;
map["dreiundzwanzig"] = 23;

[]操作符同样也可以像数组一样取值。但是请注意，如果在一个非const的map中，使用[]操作符取一个不存在的Key的值，则这个Key会被自动创建，并将其关联的value赋予一个空值。如果要避免这种情况，请使用QMap的value()函数：

int val = map.value("dreiundzwanzig");

如果key不存在，基本类型和指针会返回0，对象类型则会调用默认构造函数，返回一个对象，与[]操作符不同的是，value()函数不会创建一个新的键-值对。如果你希望让不存在的键返回一个默认值，可以传给value()函数第二个参数：

int seconds = map.value("delay", 30);

这行代码等价于：

int seconds = 30;
if (map.contains("delay"))
        seconds = map.value("delay");

QMap中的K和T可以是基本数据类型，如int，double，可以是指针，或者是拥有默认构造函数、拷贝构造函数和赋值运算符的类。并且K必须要重载<运算符，因为QMap需要按K升序进行排序。

 

QMap提供了keys()和values()函数，可以获得键的集合和值的集合。这两个集合都是使用QList作为返回值的。

 

Map是单值类型的，也就是说，如果一个新的值分配给一个已存在的键，则旧值会被覆盖。如果你需要让一个key可以索引多个值，可以使用QMultiMap。这个类允许一个key索引多个value，如：

QMultiMap<int, QString> multiMap;
multiMap.insert(1, "one");
multiMap.insert(1, "eins");
multiMap.insert(1, "uno");
 
QList<QString> vals = multiMap.values(1);

QHash是使用散列存储的键-值对。它的接口同QMap几乎一样，但是它们两个的实现需求不同。QHash的查找速度比QMap快很多，并且它的存储是不排序的。对于QHash而言，K的类型必须重载了==操作符，并且必须被全局函数qHash()所支持，这个函数用于返回key的散列值。Qt已经为int、指针、QChar、QString和QByteArray实现了qHash()函数。

 

QHash会自动地为散列分配一个初始大小，并且在插入数据或者删除数据的时候改变散列的大小。我们可以使用reserve()函数扩大散列，使用squeeze()函数将散列缩小到最小大小(这个最小大小实际上是能够存储这些数据的最小空间)。在使用时，我们可以使用reserve()函数将数据项扩大到我们所期望的最大值，然后插入数据，完成之后使用squeeze()函数收缩空间。

 

QHash同样也是单值类型的，但是你可以使用insertMulti()函数，或者是使用QMultiHash类来为一个键插入多个值。另外，除了QHash，Qt也提供了QCache来提供缓存，QSet用于仅存储key的情况。这两个类同QHash一样具有K的类型限制。

 

遍历关联存储容器的最简单的办法是使用Java风格的遍历器。因为Java风格的遍历器的next()和previous()函数可以返回一个键-值对，而不仅仅是值，例如：

QMap<QString, int> map;
...
int sum = 0;
QMapIterator<QString, int> i(map);
while (i.hasNext())
        sum += i.next().value();

如果我们并不需要访问键-值对，可以直接忽略next()和previous()函数的返回值，而是调用key()和value()函数即可，如：

QMapIterator<QString, int> i(map);
while (i.hasNext()) {
        i.next();
        if (i.value() > largestValue) {
                largestKey = i.key();
                largestValue = i.value();
        }
}

Mutable遍历器则可以修改key对应的值：

QMutableMapIterator<QString, int> i(map);
while (i.hasNext()) {
        i.next();
        if (i.value() < 0.0)
                i.setValue(-i.value());
}

如果是STL风格的遍历器，则可以使用它的key()和value()函数。而对于foreach循环，我们就需要分别对key和value进行循环了：

QMultiMap<QString, int> map;
...
foreach (QString key, map.keys()) {
        foreach (int value, map.values(key)) {
                doSomething(key, value);
        }
}