学习QT之QString详解

学习QT之QString详解

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QString类保存16位Unicode值，提供了丰富的操作、查询和转换函数。该类还进行了使用隐式共享、高效的内存分配策略等多方面的优化。

一、字符串常用操作

字符串的操作：

函数	说明
str.append(“xxx”)	在一个字符串的末尾追加另一个字符串
str.sprintf("%s",“HelloWorld”)	给字符串赋值为HelloWorld
str=QString("%1 is good").arg(“Bike”)	arg()函数占位后填
str.insert(1,“Hello”)	在字符串第二个字符处插入"Hello"
str.prepend(“Hello”)	在源字符串的开头插入另一个字符串
str.replace()	用指定的字符串代替原字符串中的某些字符串
QString::trimmed()	移除字符串两端的空白字符
QString::simplified()	移除字符串两端的空白字符，使用单个空白字符" "代替字符串中出现的空白字符

字符串的查询：

函数	说明
str.startWith(’@’,Qt::CaseSensitive)	是否以特定字符开头
str.endWith(’#’,Qt::CaseSensitive)	是否以特定字符结尾
str.indexof(’*’,Qt::CaseSensitive)	返回字符串中特定字符的索引
str.contains(‘Welcome’,Qt::CaseSensitive)	查询字符串中是否包含特定字符串

字符串的转换：

函数	说明
str.toInt(&ok,16) //16为进制，默认为10	将字符串转换为整型值
str.toAscii()	返回一个ASCII编码的8位字符串
str.Latin1()	返回一个Latin-1编码的8位字符串
str.toUtf8() //UTF-8是ASCII码的超集	返回一个UTF-8编码的8位字符串
str.toLocal8Bit()	返回一个系统本地编码的8位字符串

NULL字符串和空字符串的区别：一个NULL字符串就是使用QString的默认构造函数或者使用"(const char*)0"作为参数的构造函数创建的QString字符串对象；而一个空字符串是一个大小为0的字符串。一个NULL字符串一定是一个空字符串，而一个空字符串未必是一个NULL字符串。

二、字符串的隐式共享

隐式共享又称回写复制。当两个对象共享同一份数据（通过浅拷贝实现数据块的共享）时，如果数据不改变，则不进行数据的复制。而当某个对象需要改变数据时，则进行深拷贝。

程序在处理共享对象时，使用深拷贝和浅拷贝这两种方法复制对象。所谓深拷贝，是指生成对象的一个完整的复制品，执行一个深拷贝的代价是比较昂贵的，要占用更多的内存和CPU资源；而浅拷贝的效率则很高，它仅需设置一个指向共享数据块的指针及修改引用计数的值。

隐式共享可以降低对内存和CPU资源的使用率，提高程序的运行效率。它使得在函数（如参数、返回值）中使用值传递更有效率。

QString类采用隐式共享计数，将深拷贝和浅拷贝邮寄地结合起来，下面通过一个例子来说明。

QString str1="data";
QString str2=str1;      //(a)
str2[3]='e';            //(b)
str2[0]='f';            //(c)
str1=str2;              //(d)

（a）QString str2=str1：将该字符串对象str1赋值给另一个字符串str2（由QString的复制构造函数完成str2的初始化），此时，str2=“data”。在对str2赋值的时候，将发生一次浅拷贝，导致两个QString对象都指向同一个数据结构。该数据结构除保存字符串"data"外，还保存了一个引用计数器，以记录字符串数据的引用次数。在这里，因为str1和str2指向同一个数据结构，所有计数器的值为2。

（b）str2[3]=‘e’：对QString对象str2的修改将会导致一次深拷贝，使得str2对象指向一个新的、不同于str1所指的数据结构（该数据结构的引用计数为1，因为只有str2指向这个数据结构），同时修改原来的str1指向的数据结构，设置它的引用计数为1（此时，只有QString对象str1指向该数据结构）。鸡儿在这个str2指向的、新的数据结构上完成数据的修改。引用计数为1意味着这个数据没有被共享。此时，str2=“date”,str1=“data”。

（c）str2[0]='f‘：进一步对QString对象str2进行修改，但这个操作不会引起任何形式的复制，因为str2指向的数据结构没有被共享。此时，str2=“fate”,str1=“data”。

（d）str1=str2：将str2赋值给str1。此时，str1将它指向的数据结构的引用计数器的值修改为0，也就是说，没有QString对象再使用这个数据结构了。因此，str1指向的数据结构会从内存中释放掉。该操作的结果是，QString对象str1和str2都指向字符串为"fate"的数据结构，该数据结构的引用计数为2。

Qt中支持隐式共享的类，还包括：

1. 所有的容器类。
2. QByteArray、QBrush、QPen、QPalette、QBitmap、QImage、QPixmap、QCursor、QDir、QFont和QVariant等。

三、字符串的内存分配策略

QString在一个连续的内存块中保存字符串数据。当字符串的长度不断增长是，QString需要重新分配内存空间，以便有足够的控件保存增加的字符串。QString使用的内存分配策略如下：

1. 每次分配4个字符空间，直到大小为20。
2. 在20~4084之间，QString分配的内存块大小以2倍的速度增长。
3. 从4084开始，每次以2048个字符大小（4096字节，即4KB）的步长增长。

下面举例说明QString在后台是如何运行的：

QString test()
{
    QString str;
    for(int i=0;i<9000;++i)
        str.append("a");
    
    return str;
}

说明：首先定义一个QString对象str，然后为它追加9000个字符。根据QString的内存分配策略。这个循环操作将导致14次内存重分配：4、8、16、20、52、116、244、500、1012、2036、4084、6132、8180、10228。最后一次内存重分配操作后，QString对象str具有一个10228个Unicode字符大小的内存块（20456字节），其中9000个字符空间被使用（18000字节）。