QT之QHash简介

 QHash 是Qt的通用容器类之一。它存储(键,值)对,并提供与键关联的值的快速查找。

1,QHash提供与QMap非常相似的功能。

不同之处在于:

(1)QHash提供比QMap更快的查找,但所需空间更大。

(2)QMap默认按照键值升序排序;。使用QHash按照键值任意排序。

(3)QMap的键类型必须提供operator <()。QHash的键类型必须提供operator ==()和称为qHash()的全局哈希函数。


2,一个QHash每个键只允许一个值。

如果使用QHash中已存在的键调用insert(),则先前的值将被删除,如:

    hash.insert("plenty", 100);
    hash.insert("plenty", 2000);
    // hash.value("plenty") == 2000

3,如果只需要从哈希中提取值(而不是键),则也可以使用foreach:

    QHash hash;
    ...
    foreach (int value, hash)
        cout << value << Qt::endl;

Qt进入foreach循环时会自动获取容器的副本,如果在迭代时修改容器,则不会影响循环(如果不修改容器,则仍会进行复制,但是由于隐式共享,复制容器非常快)。由于foreach会创建容器的副本,因此对变量使用非常量引用将不允许您修改原始容器,它只会影响副本。

Qt foreach循环的替代方法for是C ++ 11和更高版本中的基于范围的。但是,基于范围的for可能会强制Qt容器分离,而foreach不会。使用foreachAlways复制容器,对于STL容器通常并不容易。建议使用foreach Qt容器,并使用基于范围的forSTL 容器。

4,qHash()函数

QHash的键类型除了是可分配的数据类型外,还具有其他要求:它必须提供operator ==(),并且该类型的名称空间中还必须有一个qHash()函数,该函数返回键类型的参数的哈希值。该qHash()函数计算基于密钥的数值。只要给定相同的参数,它总是返回相同的值,它就可以使用任何可以想象的算法。换句话说,如果e1 == e2,则qHash(e1) == qHash(e2)也必须成立。但是,为了获得良好的性能,qHash()函数应尝试最大程度地为不同的键返回不同的哈希值。例如:

#ifndef EMPLOYEE_H
#define EMPLOYEE_H

class Employee
{
public:
    Employee() {}
    Employee(const QString &name, QDate dateOfBirth);
    ...

private:
    QString myName;
    QDate myDateOfBirth;
};

inline bool operator==(const Employee &e1, const Employee &e2)
{
    return e1.name() == e2.name()
           && e1.dateOfBirth() == e2.dateOfBirth();
}

inline uint qHash(const Employee &key, uint seed)
{
    return qHash(key.name(), seed) ^ key.dateOfBirth().day();
}

#endif // EMPLOYEE_H

注意:如果是自定义类型或是第三方库类型作为哈希表的键值时perator ==()和qHash()函数的定义必须是全局要定义在使用QHash之前,如果有命名空间,则是定义在命名空间之外的,否则qt模板函数是无法通过自定义模板::类名::qHash来调用自定义的哈希函数,会出现如下错误:

 error C2665: “qHash”: 25 个重载中没有一个可以转换所有参数类型   

5,QHash实现的键值哈希函数

Q_CORE_EXPORT Q_DECL_PURE_FUNCTION uint qHashBits(const void *p, size_t size, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW;

Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(char key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW { return uint(key) ^ seed; }
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(uchar key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW { return uint(key) ^ seed; }
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(signed char key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW { return uint(key) ^ seed; }
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(ushort key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW { return uint(key) ^ seed; }
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(short key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW { return uint(key) ^ seed; }
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(uint key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW { return key ^ seed; }
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(int key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW { return uint(key) ^ seed; }
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(ulong key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW{return (sizeof(ulong) > sizeof(uint))? (uint(((key >> (8 * sizeof(uint) - 1)) ^ key) & (~0U)) ^ seed) : (uint(key & (~0U)) ^ seed);}
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(long key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW { return qHash(ulong(key), seed); }
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(quint64 key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW{ return uint(((key >> (8 * sizeof(uint) - 1)) ^ key) & (~0U)) ^ seed;}
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(qint64 key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW { return qHash(quint64(key), seed); }
Q_CORE_EXPORT Q_DECL_CONST_FUNCTION uint qHash(float key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW;
Q_CORE_EXPORT Q_DECL_CONST_FUNCTION uint qHash(double key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW;
#ifndef Q_OS_DARWIN
Q_CORE_EXPORT Q_DECL_CONST_FUNCTION uint qHash(long double key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW;
#endif
Q_DECL_CONST_FUNCTION Q_DECL_CONSTEXPR inline uint qHash(const QChar key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW { return qHash(key.unicode(), seed); }
Q_CORE_EXPORT Q_DECL_PURE_FUNCTION uint qHash(const QByteArray &key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW;
Q_CORE_EXPORT Q_DECL_PURE_FUNCTION uint qHash(const QString &key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW;
Q_CORE_EXPORT Q_DECL_PURE_FUNCTION uint qHash(const QStringRef &key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW;
Q_CORE_EXPORT Q_DECL_PURE_FUNCTION uint qHash(const QBitArray &key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW;
Q_CORE_EXPORT Q_DECL_PURE_FUNCTION uint qHash(QLatin1String key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW;
Q_CORE_EXPORT Q_DECL_PURE_FUNCTION uint qt_hash(const QString &key) Q_DECL_NOTHROW;
Q_CORE_EXPORT Q_DECL_PURE_FUNCTION uint qt_hash(const QStringRef &key) Q_DECL_NOTHROW;

template  inline uint qHash(const T *key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW
{
    return qHash(reinterpret_cast(key), seed);
}
template inline uint qHash(const T &t, uint seed)
    Q_DECL_NOEXCEPT_EXPR(noexcept(qHash(t)))
{ return (qHash(t) ^ seed); }

template  inline uint qHash(const QPair &key, uint seed = 0)
    Q_DECL_NOEXCEPT_EXPR(noexcept(qHash(key.first, seed)) && noexcept(qHash(key.second, seed)))
{
    uint h1 = qHash(key.first, seed);
    uint h2 = qHash(key.second, seed);
    return ((h1 << 16) | (h1 >> 16)) ^ h2 ^ seed;
}

qHash中关于处理指针键值的哈希函数,如下:

Q_CORE_EXPORT Q_DECL_PURE_FUNCTION uint qHashBits(const void *p, size_t size, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW; 

template inline uint qHash(const T *key, uint seed = 0) Q_DECL_NOTHROW
{
    return qHash(reinterpret_cast(key), seed);
}

指针哈希函数应用如下:(其中handle为第三方库智能指针,1、3例指针转int可能会溢出)

    inline uint qHash(const Handle(AIS_Shape)& key)
	{
		return qHash(reinterpret_cast(key.get()));
		//return qHashBits(key.get(), sizeof(AIS_Shape*), 0);
		//return qHash((int)key.get());
	}

6,Qt关联容器和集合的算法复杂性:

 

                                    关键字查找

                                   插入

平均

最差

平均

最差

QMap

O(log n)

O(log n)

O(log n)

O(log n)

QMultiMap

O(log n)

O(log n)

O(log n)

O(log n)

QHash

Amort. O(1)

O(n)

Amort. O(1)

O(n)

QSet

Amort. O(1)

O(n)

Amort. O(1)

O(n)

 

使用QVector,QHash和QSet,附加项的性能摊销为O(log n)。在插入项目之前,可以通过调用QVector :: reserve(),QHash :: reserve()(或QSet :: reserve()并使用预期的项目数将其降至O(1)。

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