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QT开发：深入详解 Qt 核心类：QMap的基本概念和使用方法

article 2024/9/30 1:30:25

1. 基本概念

2. QMap 的特性

3. 基本使用方法

3.1 创建和初始化 QMap

3.2 添加和访问元素

3.3 查找和删除元素

3.4 遍历 QMap

4. 深入功能

4.1 QMap 的键排序

4.2 QMap 的多键支持

4.3 查找所有值

. 性能考虑

6. 总结

参考文档

1. 基本概念

QMap 是 Qt 框架中的一个重要容器类，用于存储键值对（key-value pair）。它类似于 C++ 标准库中的 std::map，提供了快速的键值查找、插入和删除操作。QMap 使用平衡二叉树（通常是红黑树）作为其底层数据结构，这意味着所有的操作都在 O(log n) 时间复杂度内完成。

QMap 允许存储任意类型的键和值，并且键的类型必须支持 < 运算符，用于键的排序和比较。

2. QMap 的特性

键值对存储：每个元素包括一个键和一个对应的值。
有序存储：内部使用平衡二叉树存储元素，键按升序排序。
多键支持：同一个键可以存在多个不同的值，具体使用 QMultiMap 类。
高效操作：查找、插入和删除操作时间复杂度为 O(log n)。

3. 基本使用方法

下面将通过一些示例代码详细介绍 QMap 的常见操作。

3.1 创建和初始化 QMap

创建 QMap 对象非常简单，只需指定键和值的类型即可：

#include <QMap>
#include <QString>
#include <QDebug>

int main() {
    // 创建一个存储 QString 键和 int 值的 QMap
    QMap<QString, int> map;

    // 初始化 QMap
    map["one"] = 1;
    map["two"] = 2;
    map["three"] = 3;

    // 输出初始映射表
    qDebug() << "Initial map:" << map;

    return 0;
}

3.2 添加和访问元素

QMap 提供了多种方法来添加和访问元素：

#include <QMap>
#include <QString>
#include <QDebug>

int main() {
    QMap<QString, int> map;

    // 添加元素到 QMap
    map.insert("one", 1);
    map.insert("two", 2);

    // 使用 [] 操作符添加元素
    map["three"] = 3;

    // 访问元素
    qDebug() << "Value for key 'one':" << map.value("one");
    qDebug() << "Value for key 'two':" << map["two"];

    // 修改元素
    map["two"] = 22;
    qDebug() << "Modified map:" << map;

    return 0;
}

3.3 查找和删除元素

QMap 支持多种查找和删除元素的方法：

#include <QMap>
#include <QString>
#include <QDebug>

int main() {
    QMap<QString, int> map;
    map["one"] = 1;
    map["two"] = 2;
    map["three"] = 3;

    // 查找元素
    if (map.contains("two")) {
        qDebug() << "Map contains key 'two' with value:" << map.value("two");
    }

    // 删除元素
    map.remove("two");
    qDebug() << "Map after removing key 'two':" << map;

    return 0;
}

3.4 遍历 QMap

有多种方法可以遍历 QMap 中的元素：

#include <QMap>
#include <QString>
#include <QDebug>

int main() {
    QMap<QString, int> map;
    map["one"] = 1;
    map["two"] = 2;
    map["three"] = 3;

    // 使用迭代器遍历 QMap
    qDebug() << "Using iterator:";
    QMap<QString, int>::const_iterator it = map.constBegin();
    while (it != map.constEnd()) {
        qDebug() << it.key() << ":" << it.value();
        ++it;
    }

    // 使用 range-based for 循环遍历
    qDebug() << "Using range-based for loop:";
    for (auto it = map.cbegin(); it != map.cend(); ++it) {
        qDebug() << it.key() << ":" << it.value();
    }

    return 0;
}

4. 深入功能

4.1 QMap 的键排序

QMap 会自动按照键的升序进行排序。如果需要自定义排序行为，可以重载键类型的 < 运算符。

#include <QMap>
#include <QString>
#include <QDebug>

struct CaseInsensitiveString {
    QString str;
    CaseInsensitiveString(const QString &s) : str(s) {}
    bool operator<(const CaseInsensitiveString &other) const {
        return str.toLower() < other.str.toLower();
    }
};

int main() {
    QMap<CaseInsensitiveString, int> map;
    map["one"] = 1;
    map["Two"] = 2;
    map["three"] = 3;

    // 遍历 QMap
    for (auto it = map.cbegin(); it != map.cend(); ++it) {
        qDebug() << it.key().str << ":" << it.value();
    }

    return 0;
}

4.2 QMap 的多键支持

如果需要一个键对应多个值，可以使用 QMultiMap 类：

#include <QMultiMap>
#include <QString>
#include <QDebug>

int main() {
    QMultiMap<QString, int> multiMap;
    multiMap.insert("one", 1);
    multiMap.insert("one", 11);
    multiMap.insert("two", 2);

    // 遍历 QMultiMap
    for (auto it = multiMap.cbegin(); it != multiMap.cend(); ++it) {
        qDebug() << it.key() << ":" << it.value();
    }

    return 0;
}

4.3 查找所有值

QMap 提供了 values() 方法来获取某个键对应的所有值：

#include <QMap>
#include <QString>
#include <QDebug>

int main() {
    QMap<QString, int> map;
    map.insert("one", 1);
    map.insert("two", 2);
    map.insert("one", 11);

    // 获取某键对应的所有值
    QList<int> values = map.values("one");
    qDebug() << "Values for key 'one':" << values;

    return 0;
}