Жасмин Бланшет - QT 4: программирование GUI на С++

Qt обеспечивает свои собственные классы—контейнеры, поэтому в Qt—программах мы можем использовать как контейнеры Qt, так и контейнеры STL. Главное преимущество Qt—контейнеров — одинаковое поведение на всех платформах и неявное совместное использование данных. Неявное совместное использование или «копирование при записи» — это оптимизация, позволяющая передавать контейнеры целиком без существенного ухудшения производительности. Qt—контейнеры также снабжены простыми в применении классами итераторов в стиле Java; используя QDataStream, они могут быть оформлены в виде потоков данных и обычно приводят к меньшему объему программного кода в исполняемых модулях, чем при применении соответствующих STL—контейнеров. Наконец, для некоторого оборудования, на котором может работать Qtopia Core (версия Qt для мобильных устройств), единственно доступными являются Qt—контейнеры.

Qt предлагает как последовательные контейнеры, например QVector, QLinkedList и QList, так и ассоциативные контейнеры, например QMap и QHash. 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.

Вектор QVector 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 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 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, а также удаление элементов из этих позиций могут быть неэффективны для больших векторов. По этой причине Qt предлагает связанный список QLinkedList — 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 list;

list.append("Clash");

list.append("Ramones");

QLinkedList::iterator i = list.find("Ramones");

list.insert(i, "Tote Hosen");

Более подробно итераторы будут рассмотрены позже в данном разделе.

Последовательный контейнер QList является «массивом—списком», который сочетает в одном классе наиболее важные преимущества QVector и QLinkedList. Он поддерживает произвольный доступ, и его интерфейс основан на индексировании подобно применяемому векторами QVector. Вставка в конец или удаление последнего элемента списка QList 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 обычно будет наиболее подходящим контейнером общего назначения.

Класс QStringList является подклассом QList, 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 и QQueue — еще два примера удобных подклассов: QStack — это вектор, для работы с которым предусмотрены функции push(), pop() и top(). QQueue — 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.