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Qt 容器类详解：顺序容器与关联容器及其遍历方法

news 2025/8/8 20:15:06

在 Qt 开发中，容器类（Container Classes）是存储和管理数据的重要工具。Qt 提供了多种容器类，包括顺序容器（Sequential Containers）和关联容器（Associative Containers），它们分别适用于不同的场景。本文将详细介绍 Qt 中的顺序容器和关联容器，并讲解如何遍历这些容器。

一、顺序容器类（Sequential Containers）

顺序容器类用于按顺序存储和访问数据。Qt 提供了三种主要的顺序容器：QList、QStack 和 QQueue。

1. `QList`：动态数组

QList 是一个动态数组，支持随机访问和高效的插入/删除操作。

特点：

支持在任意位置插入和删除元素。
提供 append()、prepend()、insert() 等方法。
允许使用 [] 运算符进行随机访问。

示例代码：

QList<int> list;
list.append(1);    // 添加元素
list.prepend(0);   // 插入到开头
int first = list[0];  // 随机访问

2. `QStack`：先进后出（LIFO）

QStack 是基于 QList 实现的先进后出（LIFO）容器。

特点：

提供 push()（入栈）、pop()（出栈）和 peek()（查看栈顶）方法。
支持 isEmpty() 和 size() 等常用操作。

示例代码：

QStack<int> stack;
stack.push(1);   // 入栈
stack.push(2);
int top = stack.peek();  // 查看栈顶
stack.pop();   // 出栈

3. `QQueue`：先进先出（FIFO）

QQueue 是基于 QList 实现的先进先出（FIFO）容器。

特点：

提供 enqueue()（入队）、dequeue()（出队）和 isEmpty() 等方法。
支持 front() 和 back() 查看队列的首尾元素。

示例代码：

QQueue<int> queue;
queue.enqueue(1);  // 入队
queue.enqueue(2);
int front = queue.front();  // 查看队首
queue.dequeue();  // 出队

二、关联容器类（Associative Containers）

关联容器类用于通过键快速查找数据。Qt 提供了四种主要的关联容器：QMap、QMultiMap、QHash 和 QMultiHash。

1. `QMap`：有序键值对容器

QMap 是基于红黑树实现的有序键值对容器，键是有序的。

特点：

支持 insert()、remove()、contains() 等操作。
提供 begin()、end() 迭代器，支持按顺序遍历。

示例代码：

QMap<QString, int> map;
map.insert("apple", 1);  // 插入键值对
map.insert("banana", 2);
int value = map["apple"];  // 访问值

2. `QMultiMap`：允许重复键的有序容器

QMultiMap 是允许键重复的有序容器，基于 QMap 实现。

特点：

支持插入重复键。
提供 count() 方法统计某个键的出现次数。

示例代码：

QMultiMap<QString, int> multiMap;
multiMap.insert("fruit", 1);
multiMap.insert("fruit", 2);
int count = multiMap.count("fruit");  // 计数

3. `QHash`：无序键值对容器

QHash 是基于哈希表实现的无序键值对容器，插入和查找操作时间复杂度为 O(1)。

特点：

提供 insert()、remove()、contains() 等操作。
支持 begin()、end() 迭代器，但遍历顺序无序。

示例代码：

QHash<QString, int> hash;
hash.insert("apple", 1);  // 插入键值对
hash.insert("banana", 2);
int value = hash["apple"];  // 访问值

4. `QMultiHash`：允许重复键的无序容器

QMultiHash 是允许键重复的无序容器，基于 QHash 实现。

特点：

支持插入重复键。
提供 count() 方法统计某个键的出现次数。

示例代码：

QMultiHash<QString, int> multiHash;
multiHash.insert("fruit", 1);
multiHash.insert("fruit", 2);
int count = multiHash.count("fruit");  // 计数

三、遍历容器类

1. 顺序容器遍历

QList 遍历：

QList<int> list = {1, 2, 3, 4};
// 迭代器遍历
for (QList<int>::const_iterator it = list.begin(); it != list.end(); ++it) {qDebug() << *it;
}
// foreach 循环
foreach (int value, list) {qDebug() << value;
}

QStack 遍历：

QStack<int> stack;
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push(3);
// 迭代器遍历
for (QStack<int>::const_iterator it = stack.begin(); it != stack.end(); ++it) {qDebug() << *it;
}
// foreach 循环
foreach (int value, stack) {qDebug() << value;
}

QQueue 遍历：

QQueue<int> queue;
queue.enqueue(1);
queue.enqueue(2);
queue.enqueue(3);
// 迭代器遍历
for (QQueue<int>::const_iterator it = queue.begin(); it != queue.end(); ++it) {qDebug() << *it;
}
// foreach 循环
foreach (int value, queue) {qDebug() << value;
}

2. 关联容器遍历

QMap 遍历：

QMap<QString, int> map;
map.insert("apple", 1);
map.insert("banana", 2);
// 迭代器遍历键值对
for (QMap<QString, int>::const_iterator it = map.begin(); it != map.end(); ++it) {qDebug() << "Key: " << it.key() << ", Value: " << it.value();
}
// 遍历键
foreach (QString key, map.keys()) {qDebug() << "Key: " << key << ", Value: " << map.value(key);
}

QMultiMap 遍历：

QMultiMap<QString, int> multiMap;
multiMap.insert("fruit", 1);
multiMap.insert("fruit", 2);
// 迭代器遍历键值对
for (QMultiMap<QString, int>::const_iterator it = multiMap.begin(); it != multiMap.end(); ++it) {qDebug() << "Key: " << it.key() << ", Value: " << it.value();
}
// 遍历键
foreach (QString key, multiMap.keys()) {foreach (int value, multiMap.values(key)) {qDebug() << "Key: " << key << ", Value: " << value;}
}

QHash 遍历：

QHash<QString, int> hash;
hash.insert("apple", 1);
hash.insert("banana", 2);
// 迭代器遍历键值对
for (QHash<QString, int>::const_iterator it = hash.begin(); it != hash.end(); ++it) {qDebug() << "Key: " << it.key() << ", Value: " << it.value();
}
// foreach 循环遍历键
foreach (QString key, hash.keys()) {qDebug() << "Key: " << key << ", Value: " << hash.value(key);
}

QMultiHash 遍历：

QMultiHash<QString, int> multiHash;
multiHash.insert("fruit", 1);
multiHash.insert("fruit", 2);
// 迭代器遍历键值对
for (QMultiHash<QString, int>::const_iterator it = multiHash.begin(); it != multiHash.end(); ++it) {qDebug() << "Key: " << it.key() << ", Value: " << it.value();
}
// 遍历键
foreach (QString key, multiHash.keys()) {foreach (int value, multiHash.values(key)) {qDebug() << "Key: " << key << ", Value: " << value;}
}