三、Qt常用容器之QList

1、QList介绍

介绍个锤子，有点累，摊牌了，这篇是水的，但是我觉得质量很高，因为我自己写不了这么详细，对，感谢某不知名网站编程指南，我直接白嫖，这篇实在是太多了，说句实话日常使用不久存个指针，然后遍历查找之类的，怎么能写这么多！

在开始讲解 QList 之前，我们先明确一下 Qt 数据容器能存储什么，不能存储什么。
Qt 提供的数据容器都是模板类，构造时要带数据类型，比如下面这句定义整型数列表：

QList integerList;

Qt 数据容器有支持的数据类型，也有不支持的类型，不仅是 QList ，其他数据容器都有不支持的数据类型。
存储在 Qt 数据容器里面的数据，必须是可赋值类型！
比如 C++ 基本数据类型，int、double、指针等可以存储在 Qt 数据容器里；
Qt 的数据类型，比如 QString、QDate、QTime 等，我们在 Qt Assistant 帮助文档里面查询 QDataStream 支持的可串行化的数值类型，关键字索引为“Serializing Qt Data Types”，这些基本都是可以存到 Qt 数据容器里面的。

还有不能存储在数据容器里的：窗体 QWidget、对话框 QDialog、定时器 QTimer 等等， 凡是 QObject 类和所有 QObject 派生类的对象都不允许直接存储在数据容器里面 。如果代码里新建 QList 列表，那么编译器会报错，QWidget 的复制构造函数和赋值运算符 = 函数都是禁用的。因为窗口不算数据类型，窗口里有线程、指针、句柄、信号和槽函数等等非常复杂的东西，不能当普通数据类型使用。如果确实要存储窗口列表，那么只能存储指 针，比如 QList>。
**
如果希望自定义数据类型能存储在 Qt 数据容器里面，那么自定义类型必须至少满足三个条件：
①定义默认构造函数，比如 MyData() ;
②定义复制构造函数，比如 MyData(const MyData &d);
③定义赋值运算符 = 函数，比如 MyData& operator=(const MyData &d)。*
讲完可以存储和不能存储的类型之后，我们开始列表类 QList 的学习。

QList 就是存储 T 类型数据的列表，类似 T 的数组，可以通过数据下标访问各个元素， QList 针对数据的插入、列表头部添加元素、列表尾部添加元素等等做过优化，访问也非常高效。 QList 应用非常广泛， QList 可以模拟队列操作，比如入队 append() ，出队 takeFirst()；也可以模拟栈工作，比如入栈 append() ，出栈 takeLast()；模拟数组就更简单了，直接用用下标形式，如 aList[0] 。

2、构造函数

（1）构造函数

QList() //默认构造函数
QList(const QList & other) //复制构造函数
QList(QList && other) //移动构造函数
QList(std::initializer_list args) //初始列表构造函数
~QList() //析构函数

第一个是默认构造函数，不带任何参数，可以支持嵌套的列表或与其他数据容器嵌套。
第二个是复制构造函数，将 other 里面的元素均复制到新对象里面。
第三个是 C++11 新特性，配合 std::move 语句使用，将 other 里面的元素全部移动给新建对象，other 本身清空。
第四个也是 C++11 新特性，使得列表对象可以用大括号列举元素初始化，比如 {1, 3, 6, 8} 可以用于初始化整型数列表。
项目里启用 C++11 特性，需要在 *.pro 项目文件里添加一行配置代码：

CONFIG += c++11

3、插入函数

void append(const T & value)
void append(const QList & value)
void push_back(const T & value) //同第一个 append()，STL风格添加到队尾

append() 是追加元素到列表的末尾，第一个追加函数添加一个元素到列表末尾，第二个追加函数将一个列表中所有元素追加到列表末尾。

void insert(int i, const T & value)

插入函数将 value 插入到序号为 i 的位置，如果 i 为 0，元素插到列表列头部，如果 i 为 size() 数值，那么元素添加到列表末尾。

void prepend(const T & value)
void push_front(const T & value) //STL风格，同 prepend()

prepend() 是将参数里的元素 value 添加到列表头部，等同于 insert(0, value) 。

4、删除和移动类函数

移除函数和删除函数调用之前都要判断列表是否非空，用 ! empty() 或 ! isEmpty() 判断，带有序号 i 的必须保证序号不越界。

T takeAt(int i) //移除序号为 i 元素并返回该元素
T takeFirst() //移除队头元素并返回该元素
T takeLast() //移除队尾元素并返回该元素

take**() 移除函数只是将元素从列表中卸载下来，并不会删除元素内存空间，卸下来的元素作为返回值返回。

void removeAt(int i) //删除序号为 i 的元素，释放该元素内存
void removeFirst() //删除队头元素，释放该元素内存
void pop_front() //同 removeFirst() ，STL风格
void removeLast() //删除队尾元素，释放该元素内存
void pop_back() //同 removeLast()，STL风格

remove**() 函数没有返回值，直接从列表删除元素，并释放该元素内存空间，删除的元素彻底消失。

int removeAll(const T & value) //删除列表中所有等于 value 值的元素，返回删除的数量
bool removeOne(const T & value) //删除列表中第一个等于 value 值的元素，如果列表有等于 value 值的元素，返回 true，否则返回 false

注意 removeAll( value ) 函数不是清空列表，而是删除列表中所有等于 value 值的元素，并返回删除的计数。
removeOne( value ) 函数第一个等于 value 值的元素，如果删除成功返回 true，即列表中存在等于 value 的元素，
如果删除失败返回 false，即列表中不存在等于 value 的元素。需要特别注意的是：
removeAll( value )、removeOne( value )这两个函数必 须要类型 T 存在 operator==() 等于号函数，T 类型能够进行相等判断！

void clear()

clear() 函数才是删除列表所有元素，并释放内存空间。

5、访问和查询函数

``int size() constint length() const //同 size()

获取列表大小，即存储的元素总数量。列表有 size() 函数，但是没有 resize() 函数，不能直接扩展列表大小。
列表只有为新元素提前保留空间的函数：

void reserve(int alloc)

reserve() 函数是在程序员能够提前预估元素总量的情况提前为 alloc 数量的元素申请内存空间，保留使用。
如果 alloc 数值不超过 size() 数值，该函数调用被忽略；如果 alloc 数值大于 size() 数值，那么提前分配空间，保证列表能够存储 alloc 数量的元素。注意 reserve() 函数不会改变列表 size() 数值大小，不会添加任何新元素，仅仅是调整内部存储空间，保留使用，实际并没有使用新分配的空间，列表内的元素个数不变。
列表有两个 count() 计数函数，用途不一样：

int count(const T & value) const
int count() const

第一个 count( value ) 函数统计列表中等于 value 值的元素个数，这个函数也需要类型 T 带有 operator==() 等于号函数。
第二个 count() 函数不带参数，等同于 size() 函数，是列表元素的总数量。

判断列表是否为空列表，使用如下函数：

bool empty() const //空列表返回 true，有元素就返回 false，STL风格
bool isEmpty() const //空列表返回 true，有元素就返回 false ，Qt 风格

注意 empty() /isEmpty() 、size()/length()/count() 函数要牢记经常使用，因 为列表的函数，凡是涉及到序号 i 的，绝大部分函数都不会判断序号 i 是否越界，需要程序员手动判断序号 i 是否越界，列表的很多函数并不安全！
列表函数为了优化访问效率，基本上没有为访问序号 i 的函数添加越界判断，所以一旦越界，程序很可能崩溃！

访问序号为 i 的元素，可以使用如下函数：

const T & at(int i) const

at( i ) 函数返回序号为 i 元素的只读引用，但是不 进行数组越界 判断，需要手动判断，该函数的好处是读取效率高。
比较安全的访问函数是下面两个：

T value(int i) const
T value(int i, const T & defaultValue) const

第一个 value( i ) 函数返回 序号为 i 的元素（数值复制，不是引用），如果 i 越界，那么返回 T 类型默认构造函数生成的数值，比如 int、double、指针 都返回 0（Qt 容器为基本数据类型做了初始化）。
第二个 value( i, value ) 原理是类似的， i 不越界就返回该序号元素值，越界就返回参数里指定的 value 值。
两个 value() 函数因为每次调用都进行数组越界判断，所以访问效率不如 at() 函数高，在知道不越界的情况下使用 at() 更好。

查询数组里是否包含某个数值元素，使用如下函数：

bool contains(const T & value) const

如果包含等于 value 值的元素返回 true，否则返回 false。要统计等于 value 值的元素个数，使用前面的 count( value ) 函数。
如果希望查询等于 value 值的元素的序号，

int indexOf(const T & value, int from = 0) const //从前向后 查找等于 value 值的元素序号
int lastIndexOf(const T & value, int from = -1) const //从后向前查找等于 value 值的元素序号

indexOf( value, from ) 是从前向后查找元素，第一个参数是要匹配的数值，第二个是查询的起始最小序号，默认从 0 序号开始查找。
lastIndexOf( value, from ) 是从后向前查找元素，第一个参数是要匹配的数值，第二个是查询的起始最大序号，默认从队尾开始查找。
这两个查询函数，如果没找到匹配元素就返回 -1，如果找到了就返回值正确的序号。
注意 contains( value )、count( value ) 、indexOf( value, from )、lastIndexOf( value, from ) 函数都要求 T 类型支持 operator==() 等于号函数。

判断队头、队尾元素是否为 value 的函数如下：

bool startsWith(const T & value) const //检查队头是否等于 value
bool endsWith(const T & value) const //检查队尾是否等于 value

startsWith( value ) 检查队头元素，如果等于 value 就返回 true，如果列表为空或队头不等于 value 返回 false。
endsWith( value ) 检查队尾元素，如果等于 value 就返回 true，如果列表为空或末尾不等于 value 返回 false。

获取列表头部、尾部元素引用的函数如下：

T & first() //队头读写引用，可以修改队头数值
const T & first() const //队头只读引用
T & front() //队头读写引用，可以修改队头数值，STL风格
const T & front() const //队头只读引用，STL风格
T & last() //队尾读写引用，可以修改队尾数值
const T & last() const //队尾只读引用
T & back() //队尾读写引用，可以修改队尾数值，STL风格
const T & back() const //队尾只读引用，STL风格

注意区分只读引用和读写引用，只读引用不会改变元素的数值，而读写引用可以修改队头或队尾的数值。
上面获取队头、队尾引用的 8 个函数本身没有进行列表数组非空判断，在调用它们之前，
必须手动用 ! empty() 或 ! isEmpty() 判断列表非空之后才能调用上面 8 个函数。

获取列表的子列表，使用如下函数：

QList mid(int pos, int length = -1) const

mid() 函数新建一个子列表，将本列表从序号 pos 开始位置，复制长度为 length 数量的元素到子列表中并返回。
如果 length 为 -1（或大于后面剩余的元素数量），就返回从 pos 开始的所有元素列表。返回的子列表是独立的新列表，与本列表没有内存共享。

6、替换、移动和交换函数

替换函数就是赋值修改：

void replace(int i, const T & value) // 等同于 list[i] = value;

将 序号为 i 的元素数值修改为新的 value。注意序号 i 不能越界，必须满足 0 <= i < size() 。

void move(int from, int to)

move(from, to) 移动函数是将序号 from 的元素移动到序号为 to 的位置，就是先卸载 from 序号元素，然后插入到 to 序号位置。
两个序号必须都位于 0 到 size() 之间，序号必须合法。

void swap(QList & other)

这是大 swap() 函数，将本列表所有元素与参数 other 列表内所有元素互换，这个函数不会出错，并且互换的效率非常高。

void swap(int i, int j)

第二个是小 swap() 函数，将序号 i 的元素和序号 j 的元素数值互换，序号 i、j 不能越界，必须合法。

7、运算符函数

我们设置三个简单整数列表，在表格中举例说明各个运算符函数用途。三个列表如下：

QList aList = {1, 3, 5};
QList bList = {2, 4, 6};
QList cList;

上面使用 C++11 初始列表构造了列表 aList 和 bList ，cList 是空列表。各个运算符函数举例如下表：

运算符函数	举 例	描述
bool operator!=(const QList & other) const	aList != bList ;	aList 和 bList 两个列表有元素不同，结果为 true。
QList operator+(const QList & other) const	cList = aList + bList;	aList 和 bList 复制拼接后生成新列表，赋值给 cList。
QList & operator+=(const QList & other)	aList += bList ;	复制 bList 所有元素追加到 aList 末尾。
QList & operator+=(const T & value)	aList += 100 ;	添加一个元素 100 到 aList 末尾。
QList & operator<<(const QList & other)	aList<	复制 bList 所有元素追加到 aList 末尾。
QList & operator<<(const T & value)	aList<<100;	添加一个元素 100 到 aList 末尾。
QList & operator=(const QList & other)	cList = aList;	aList 所有元素都复制一份给 cList，aList本身不变。二者相等。
QList & operator=(QList && other) //移动赋值	cList = std::move(aList) ;	aList 所有元素都移动给 cList，aList本身被清空。
bool operator==(const QList & other) const	aList == bList ;	aList 和 bList 有元素不同，结果为 false。 只有两个列表所有元素相等并且顺序一样，它们才能算相等。
T & operator[](int i)	aList[0] = 100;	获取序号为 i 的元素的读写引用，可修改列表元素。
const T & operator[](int i) const	qDebug()<	获取序号为 i 的元素的只读引用。

这里说明一下：operator==() 函数需要左右两个列表的长度、每个序号对应元素全部都相同才返回 true，两个列表的元素次序也都要求一样。列表的等于号函数和不等于号函数都要求元素类型 T 必须有 operator==() 判断各个元素是否相等。
移动赋值与移动构造类似，都是 C++11 的新特性，需要使用 std::move 语句实现，移动后右边列表会被清空，元素只存在左边列表里。
中括号函数（数组下标访问函数）要求序号 i 必须合法， 0 <= i < size() ，如果序号越界，程序会崩溃。

8、迭代器函数

QList 内嵌了 STL 风格的只读迭代器和读写迭代器：

QList::const_iterator //只读迭代器类，STL风格
QList::iterator //读写迭代器类，STL风格
QList::ConstIterator //只读迭代器，Qt命名风格
QList::Iterator //读写迭代器，Qt命名风格

迭代器就像指向元素的指针，可以枚举列表中所有元素，迭代器本身支持各种操作符函数，
比如 ++ 是找寻下一个元素，-- 是倒退一个元素， (* it) 是获取元素。Qt 帮助文档中示范了迭代器的使用：

QList list;
list.append("January");
list.append("February");
...
list.append("December");

QList::const_iterator i;
for (i = list.constBegin(); i != list.constEnd(); ++i)
cout << *i << endl;

上述代码定义了一个字符串列表，为字符串列表添加多个字符串，然后定义字符串列表的迭代器 i；
i 从列表头部迭代器开始，逐个遍历列表元素，打印每个字符串，直到迭代器末尾结束。
list.constBegin() 是指向队头元素的指针，但是注意 list.constEnd() 是指向队尾后面假想元素的指 针，
list.constEnd() 指向的东西根本不存在，仅用于越界判断。

获取指向队头、队尾假想元素的只读迭代器函数如下：

const_iterator begin() const //指向队头迭代 器，STL风格
const_iterator cbegin() const //指向队头迭代器，STL风格
const_iterator constBegin() const //指向队头迭代器，Qt命名风格
const_iterator end() const //指向队尾假想元素迭代器，STL风格
const_iterator cend() const //指向队尾假想元素迭代器，STL风格
const_iterator constEnd() const //指向队尾假想元素迭代器，Qt命名风格

获取指向队头、队尾假想元素的读写迭代器函数如下：

iterator begin() //指向队头迭代器，STL风格
iterator end() //指向队尾假想元素迭代器，STL风格

利用迭代器也可以添加元素或删除元素，通过迭代器插入元素的函数如下：

iterator insert(iterator before, const T & value) //在 before 指向的元素前面插入元素 value

这个 insert() 函数需要注意两点：第一是返回值的迭代器指向新增元素 value ；
第二是执行插入元素操作后，参数里的迭代器 before 失效，不能再使用，只能利用返回值的迭代器进行遍历。
通过迭代器删除一个元素或多个元素的函数如下：

iterator erase(iterator pos) //删除 pos 指向的元素，返回指向下一个元素的迭代器或者 list.end()
iterator erase(iterator begin, iterator end) //删除从 begin 到 end 指向的元素，注意 end 指向的元素不删除

第一个 erase() 函数删除单个元素，它的返回值可能为指向下一个元素或者 list.end() ，要注意判断是否为指向队尾假想元素的迭代器。
第二个 erase() 函数删除多个元素，从 begin 删除到 end，但是 end 指向的元素不删除，这个函数总是返回参数里的 end 迭代器。
由于 QList 自身带有非常多的功能函数，并且支持数组下标形式的访问，实际中几乎不需要使用迭代器操作 QList。因为用迭代器不如用数组下标来操作简单快捷。

9、容器类型转换函数

列表支持将自身对象转换为其他容器类型，比如集合、标准库列表、向量：

QSet toSet() const //转为集合
std::list toStdList() const //转为标准库的列表
QVector toVector() const //转为向量

QList 能够转出，也能使用列表的静态成员函数，把其他三种容器转换为新的列表对象：

QList fromSet(const QSet & set) //静态函数，将集合转为列表
QList fromStdList(const std::list & list) //静态函数，将标准库列表转为 Qt 列表
QList fromVector(const QVector & vector) //静态函数，将向量转为列表

静态成员函数的语法类似下面这样：

QVector v = {1, 2, 3};QList cList = QList::fromVector(v);

（9）其他内容
QList 附带了友元函数 operator<<() 和 operator>>()，用于支持数据流输入和输出：

QDataStream & operator<<(QDataStream & out, const QList & list)
QDataStream & operator>>(QDataStream & in, QList & list)

这些流操作符函数正常运行的前提是 类型 T 也能支持流的输入输出，对于 C++ 基本类型 int、double 等都没问题；
Qt 的数据类型如 QColor、QPoint 一般也都附带了友元函数，用于支持流输入输出。
如果使用自定义类型，希望存储在列表中并支持自动的流输入输出，那么要为自定义类型添加友元函数 operator<<() 和 operator>>() 。

使用 QList 时，需要注意 QList 仅支持存储 值类型、指针类型，不能存储变量的引用。
如果定义列表时类型 T 设置为引用，如 QList ，那么程序无法编译！

Qt 带有全局函数，可以支持容器类对象的排序：

void qSort(Container & container) //排序
void qStableSort(Container & container) //稳定排序

排序函数要求容器的元素类型 T 必须支持 operator<() 小于号函数，用于比较元素大小。
Qt 调用的小于号函数原型是两个参数的全局 operator<() 函数，不是成员函数，应该在类外面声明并定义下面的小于号函数：

bool operator< ( const T &t1, const T &t2 )

一般要将该函数声明为 T 类型的友元函数，方便访问私有变量。

最后我们梳理一下，如果自定义类型希望能够完美地和 QList 配合使用，那么需求如下：
① 必须是可赋值类型，需要默认构造函数、复制构造函数、赋值函数 operator=() ；
② 如果希望支持查询函数，需要双等号函数 operator==()；
③ 如果希望支持排序函数，需要全局小于号函数 operator< ( const T &t1, const T &t2 ) ；
④ 如果希望支持 QDataStream 数据流输入输出，那么添加友元函数 operator<<() 和 operator>>() 。
第一条是必须实现的函数，后面三条是建议实现的函数。