Qt容器类的对象模型及应用(线性结构篇)
2013-07-19 00:06
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用Qt做过项目开发的人,肯定使用过诸如QList、QVector、QLinkList这样的模板容器类,它们虽然名字长的不同,但使用方法都大致相同, 因为其使用方法都大体相同,很多人可能随便拿一个容器类来使用,但却不知道这种选择是不是最优,这对于对性能要求不苛刻的应用,这种选择不会有任何影响,但是若性能要求苛刻的应用,无疑直接影响到你的系统的成败。上述提及的容器类本质上是对数据结构中的线性结构的不同的实现,本文通过介绍各容器类的实现原理,让我们知道什么时候该用什么样的容器,让大家不再感到迷茫。
1.QList的对象模型
一个QList 的对象模型如上图,ref表示该对象的引用计数,方便对对象释放,因为当通过append,insert等向对象添加项时,会通过new的方式从堆中分配内存来保存添加的项,若项数据不超过4个字节(即array中能存储下项数据),则最多只需new一次,如果有未存放项的array,则不需要new;若项数据超过4字节,因为array中存储不下超过4个字节的数据,所以至少要new一次,以存放数据项(如上图中的用户数据),当array中的所有项都已使用,这时需要再new一次,以增加array的空间大小,注意这里的array空间是连续的,所以重新分配空间后,需要将原来的空间的内容拷贝到新分配的空间中,并delete到原来的内存空间。上图中的
alloc表示分配的array的尺寸, array[begin]~array[end],表示使用的array,由此我们可以算出,QList的项个数,size() = end - begin + 1。
sharable表是该对象是否共享,在做对象拷贝的时候需要用到,比如有两个QList对象,list1 = list2;将list2赋值给list1,如果sharable为true,则仅将list2的对象指针直接赋值给list1的对象指针,这样的话,当我对list1操作时,实际上是对list2操作,因为两个对象都指向同一块内存,若sharable为false,则list1会首先分配一个和list2一样大小的内存,再把list2的内容拷贝到新分配的内存。
对于QList来说,sharable默认是false的,但对于接下来讲的QVector来说,sharable默认是true,所以QVector对象在做拷贝的时候,对象之间会共用同一个对象内存,这个要注意。
2.QVector的对象模型
QVector与QList的主要区别是QVector直接把要添加的数据项直接放到数组中,不管数据项有多大,它的空间是都是连续的,若数据项尺寸不超过1个指针长,QList与QVector没有什么区别,唯一的区别就是QList采用双向索引(begin和end),这样向前添加和向后添加项的时间复杂度是等同的。因为new操作是比较耗时的,使用QVector的resize事先分配若干空间,这样在append的时候,就不会再new空间了,也省去了空间拷贝的开销。
3.QLinkList的对象模型
QList、QVector是线性结构中的线性表结构,QLinkList的是线性结构中的链表结构,如上图,QLinkList的对象模型实际上是一个双向循环链表(图中循环没有画出来),红色色部分是链表头,包含有链表的尺寸,是否共享,及引用计数信息。对于每一次append操作,都会new出一个节点(图黑色部分)。
4.QVarLengthArray对象模型
5.由QList、QVector派生的对象
1.QList的对象模型
一个QList 的对象模型如上图,ref表示该对象的引用计数,方便对对象释放,因为当通过append,insert等向对象添加项时,会通过new的方式从堆中分配内存来保存添加的项,若项数据不超过4个字节(即array中能存储下项数据),则最多只需new一次,如果有未存放项的array,则不需要new;若项数据超过4字节,因为array中存储不下超过4个字节的数据,所以至少要new一次,以存放数据项(如上图中的用户数据),当array中的所有项都已使用,这时需要再new一次,以增加array的空间大小,注意这里的array空间是连续的,所以重新分配空间后,需要将原来的空间的内容拷贝到新分配的空间中,并delete到原来的内存空间。上图中的
alloc表示分配的array的尺寸, array[begin]~array[end],表示使用的array,由此我们可以算出,QList的项个数,size() = end - begin + 1。
sharable表是该对象是否共享,在做对象拷贝的时候需要用到,比如有两个QList对象,list1 = list2;将list2赋值给list1,如果sharable为true,则仅将list2的对象指针直接赋值给list1的对象指针,这样的话,当我对list1操作时,实际上是对list2操作,因为两个对象都指向同一块内存,若sharable为false,则list1会首先分配一个和list2一样大小的内存,再把list2的内容拷贝到新分配的内存。
对于QList来说,sharable默认是false的,但对于接下来讲的QVector来说,sharable默认是true,所以QVector对象在做拷贝的时候,对象之间会共用同一个对象内存,这个要注意。
2.QVector的对象模型
QVector与QList的主要区别是QVector直接把要添加的数据项直接放到数组中,不管数据项有多大,它的空间是都是连续的,若数据项尺寸不超过1个指针长,QList与QVector没有什么区别,唯一的区别就是QList采用双向索引(begin和end),这样向前添加和向后添加项的时间复杂度是等同的。因为new操作是比较耗时的,使用QVector的resize事先分配若干空间,这样在append的时候,就不会再new空间了,也省去了空间拷贝的开销。
3.QLinkList的对象模型
QList、QVector是线性结构中的线性表结构,QLinkList的是线性结构中的链表结构,如上图,QLinkList的对象模型实际上是一个双向循环链表(图中循环没有画出来),红色色部分是链表头,包含有链表的尺寸,是否共享,及引用计数信息。对于每一次append操作,都会new出一个节点(图黑色部分)。
4.QVarLengthArray对象模型
5.由QList、QVector派生的对象
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