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Qt迭代器(Java类型和STL类型)详解

迭代器为访问容器类里的数据项提供了统一的方法,Qt 有两种迭代器类:Java 类型的迭代器STL 类型的迭代器

两者比较,Java 类型的迭代器更易于使用,且提供一些高级功能,而 STL 类型的迭代器效率更高。

Java 类型迭代器

对于每个容器类,有两个 Java 类型迭代器:一个用于只读操作,一个用于读写操作,各个Java 类型的容器类见表 1。

表 1 Java类型的迭代器类
容器类 只读迭代器 读写迭代器
QList<T>, QQueue<T>  QListItcrator<T> QMutableListItcrator<T>
QLinkedList<T> QLinkedListIterator<T> QMutableLinkedListIterator<T>
QVector<T>, QStack<T> QVectorllcrator<T> QMutableVectorIterator<T>
QSet<T> QSetItcrator<T> QMutableSetItcrator<T>
QMap<Key, T>, QMultiMap<Key, T> QMapIterator<Key, T> QMutableMapIterator<Key, T>
QHash<Key, T>, QMultiHash<Key, T> QHashIterator<Key, T> QMutablcHashlterator<Key, T>

QMap 和 QHash 等关联容器类的迭代器用法相冋,QList 和 QLinkedList、QSet 等容器类的用法相同,所以下面只以 QMap 和 QList 为例介绍迭代器的用法。

顺序容器类的迭代器的使用

Java 类型迭代器的指针不是指向一个数据项,而是在数据项之间,迭代器指针位置示意图如图 2 所示。

Java类型迭代器位置示意图
图 2 Java类型迭代器位置示意图

下面是遍历访问一个 QList<QString> 容器的所有数据项的典型代码:
QList<QString> list;
list << "A" << "B" << "C" << "D";
QListIterator<QString> i (list);
while (i.hasNext())
    qDebug () << i.next ();
QList<QString> 容器对象 list 作为参数传递给 QListIterator<QString> 迭代器 i 的构造函数,i 用于对 list 作只读遍历。起始时刻,迭代器指针在容器第一个数据项的前面(图 2 中数据项“A” 的前面),调用 hasNext() 判断在迭代器指针后面是否还有数据项,如果有,就调用 next() 跳过一个数据项,并且 next() 函数返回跳过去的那个数据项。

也可以反向遍历,示例代码如下:
QListIterator<QString> i (list);
i.toBack();
while (i.hasPrevious())
    qDebug() << i.previous();
QListItemtor 用于移动指针和读取数据的函数见表 3。

表 3 QListIterator 常用函数
函数名  功能
void toFront()  迭代器移动到列表的最前面(第一个数据项之前)
void toBack()   迭代器移动到列表的最后面(最后一个数据项之后)
bool hasNext()  如果迭代器不是位于列表最后位罝,返回true
const T& next() 返回下一个数据项,并且迭代器后移一个位置
const T& peekNext() 返回下一个数据项,但是不移动迭代器位置
bool hasPrevious() 如果迭代器不是位于列表的最前面,返回true
const T& previous()  返回前一个数据项,并且迭代器前移一个位置
const T& peekPrevious()  返回前一个数椐项,但是不移动迭代器指针

QListIterator 是只读访问容器内数据项的迭代器,若要在遍历过程中对容器的数据进行修改, 需要使用 QMutableListlterator。例如下面的示例代码为删除容器中数据为奇数的项:
QList<int> list;
list <<1<<2<<3<<4<<5;
QMutableListIterator<int> i (list);
while (i.hasNext()) {
    if (i.next() % 2 != 0)
        i.remove();
}
remove() 函数移除 next() 函数刚刚跳过的一个数据项,不会使迭代器失效。setValue() 函数可以修改刚刚跳过去的数据项的值。

关联容器类的迭代器的使用

对于关联容器类 QMap<Key T>,使用 QMapIterator 和 QMutableMapIterator 迭代器类,它们具有表 3 所示的所有函数,主要是增加了 key() 和 value() 函数用于获取刚刚跳过的数据项的键和值。

例如,下面的代码将删除键(城市名称)里以“City”结尾的数据项:
QMap<QString, QString> map;
map.insert("Paris", "France");
map.insert("New York", "USA");
map.insert("Mexico City", "USA");
map.insert("Moscow", "Russia");
...
QMutableMapIterator<QString, QString> i(map);
while (i.hasNext ()) {
    if (i.next().key().endsWith("City"))
        i.remove();
}
如果是在多值容器里遍历,可以用 findNext() 或 findPrevious() 查找下一个或上一个值,如下面的代码将删除上一示例代码中 map 里值为“USA”的所有数据项:
QMutableMapIterator<QString, QString> i(map);、
while (i.findNext("USA"))
    i.remove();

STL类型迭代器

STL 迭代器与 Qt 和 STL 的原生算法兼容,并且进行了速度优化。具体类型见表 4。

表 4 STL 类型的迭代器类
容器类 只读迭代器 读写迭代器
QList<T>, QQueue<T> QList<T>::const iterator QList<T>::iterator
QLinkedList<T> Q1. i nked List<1>: :const_iterator QLinkedList<T>::iterator
QVector<T>, QStack<T> QVector<T>::const_ilerator QVector<T>::iterator
QSet<T> QSet<T>::const_iterator QSet<T>::iterator
QMap<Key, P> QMultiMap<Kcy, T> QMap<Key, T>::const_iterator QMap<Key, T>:: iterator
QHash<Key, T> QMultiHash<Key, T> QHash<Key, T>: :const_iterator QHash<Key, T>::iterator

对于每一个容器类,都有两个 STL 类型迭代器:一个用于只读访问,一个用于读写访问。无需修改数据时一定使用只读迭代器,因为它们速度更快。

注意,在定义只读迭代器和读写迭代器时的区别,它们使用了不同的关健字,const_iterator 定义只读迭代器,iterator 定义读写迭代器。此外,还可以使用 const_reverse_iterator 和 reverse_iterator 定义相应的反尚迭代器。

STL 类型的迭代器是数组的指针,所以“++”运算符使迭代器指向下一个数据项,运算符返回数据项内容。与 Java 类型的迭代器不同,STL 迭代器直接指向数据项,STL 迭代器指向位置示意图如图 5 所示。

STL类型迭代器位置示意图
图 5 STL类型迭代器位置示意图

begin() 函数使迭代器指向容器的第一个数据项,end() 函数使迭代器指向一个虚拟的表示结尾的数据项,end() 表示的数据项是无效的,一般用作循环结束条件。

下面仍然以 QList 和 QMap 为例说明 STL 迭代器的用法,其他容器类迭代器的用法类似。

顺序容器类的迭代器的用法

下面的示例代码将 QList<QString> list 里的数据项逐项输出:
QList<QString> list;
list << "A" << "B" << "C" << "D";
QList<QString>::const_iterator i;
for (i = list.constBegin(); i != list.constEnd(); ++i)
    qDebug() << *i;
constBegin() 和 constEnd() 是用于只读迭代器的,表示起始和结束位置。

若使用反向读写迭代器,并将上面示例代码中 list 的数据项都改为小写,代码如下:
QList<QString>::reverse_iterator i;
for (i = list.rbegin(); i != list.rend(); ++i)
    *i = i->toLower();
}

关联容器类的迭代器的用法

对于关联容器类 QMap 和 QHash,迭代器的操作符返回数据项的值。如果想返回键,使用 key() 函数。对应的,用 value() 函数返回一个项的值。

例如,下面的代码将 QMap<int,int> map 中所有项的键和值输出:
QMap<int, int> map;
...
QMap<int, int>::const_iterator i;
for (i = map.constBegin(); i != map.constEnd(); ++i)
    qDebug () << i.key () << ':' << i.value ();
Qt API 包含很多返回值为 QList 或 QStringList 的函数,要遍历这些返回的容器,必须先复制。由于 Qt 使用了隐式共享,这样的复制并无多大开销。

例如,下面的代码是正确的:
const QList<int> sizes = splitter->sizes();
QList<int>::const_iterator i;
for (i = sizes.begin (); i != sizes.end(); ++i)
    ...

提示:隐式共享是对象的管理方法。一个对象被隐式共享,只是传递该对象的一个指针给使用者,而不实际复制对象数据,只有在使用者修改数据时,才实质复制共享对象给使用者。如在上面的代码中,splitter->sizes() 返回的是一个 QList<int>M 表对象 sizes,但是实际上代码并不将 splitter->sizes() 表示的列表内容完全复制给变量 sizes,只是传递给它一个指针,只有当 sizes 发生数据修改时,才会将共享对象的数据复制给 sizes,这样避免了不必要的复制,减少了资源占用。


而下面的代码是错误的:
QList<int>::const_iterator i;
for (i = splitter->sizes().begin(); i != splitter->sizes().end(); ++i)
对于 STL 类型的迭代器,隐式共享还涉及另外一个问题,即当有一个迭代器在操作一个容器变量时,不要去复制这个容器变量。

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