Qt 树形控件 QTreeView QTreeWidget深入剖析
众众众所大家们周知，QTreeWidget性能差、QTreeView配合QStandardItemModel性能也差、不够灵活等等，需要自定义Model来配合QTreeView使用。那么为何这么多问题Qt官方却不进行改进？本文结合Qt源码，经过一周的深入分析，对如何设计自定义Model提出了自己的一些想法。
1. QTreeWidget分析
QTreeWidget使用起来比较简单，代码就不在这里罗列了。QTreeWidget使用时所依赖的类：
QTreeWidgetItem 没有从任何类继承
QTreeModel 继承自QAbstractItemModel
QTreeWidget 继承自QTreeView
在QTreeWidget的构造中，调用了QTreeView::setModel(new QTreeModel(1, this));，这样我们在使用时，其实只关心QTreeWidget 和QTreeWidgetItem这两个类即可。那么接下来，分析一下这三个类的成员变量，基本就能看出是如何存储我们的数据，也就知道了为何效率比较低。
1.2 QTreeWidget成员
只有一个用Q_DECLARE_PRIVATE(QTreeWidget)修饰的p指针，成员都在QTreeWidgetPrivate中，经过查看里面没什么有用的东西。
1.3 QTreeModel
成员简化如下：
private:
QTreeWidgetItem *rootItem;
QTreeWidgetItem *headerItem; //这两个和根节点有关
private:
Q_DECLARE_PRIVATE(QTreeModel) //p指针
存储了根节点的信息，别的也没啥东西。
1.4 QTreeWidgetItem
关键成员如下：
QList<QList<QWidgetItemData>> values; //关键！
QTreeWidget *view = nullptr;
QTreeWidgetItemPrivate *d; //d指针，关键！
QTreeWidgetItem *par = nullptr; //父Item
QList<QTreeWidgetItem*> children; //子Item列表
//d指针的成员：
QTreeWidgetItem *q;
QVariantList display; //关键！
uint disabled : 1;
uint selected : 1;
uint hidden : 1;
int rowGuess;
- values关键成员，存储了各个Role相关相关的数据，比如背景
Qt::BackgroundColorRole、对齐Qt::TextAlignmentRole等等，当然，当你设置的时候，才会存储这些信息。但每个Item都存储了一遍，这个占用了大量空间。 - QVariantList display关键成员，它会存储你树上要显示的所有内容，也就是说，如果你的原始数据存储在
Qt::UserRole中，但显示的数据会存储在这个成员中，相当于存了至少两份内容！所有占用空间大很大一部分原因也在这里。
这两个问题就是占用空间大，效率低的决定性因素，那如何解决这个问题呢？
干掉这两个成员就完事了！重载QAbstractItemModel的data()函数，用到的时候动态返回，这个后面详细说。
2. QTreeView配合QStandardItemModel使用分析
使用时所依赖的类：
QStandardItem 没有从任何类继承
QStandardItemModel 继承自QAbstractItemModel
QTreeView
这里直接看使用示例：
// 创建一个标准项目模型
QStandardItemModel model;
// 添加顶级节点
QStandardItem* itemRootTop = new QStandardItem("Top");
model->appendRow(itemRootTop);
// 添加子节点
QList<QStandardItem*> items;
QStandardItem* item0 = new QStandardItem("item0");
QStandardItem* item1 = new QStandardItem("item1");
itemRootTop->appendRow(items);
// 创建一个QTreeView对象
QTreeView treeView;
treeView.setModel(&model);
treeView.show();
可以看到，这里new了大量个QStandardItem，比treewidget都多，treewidget每个行只对应了一个TreeWidgetItem对象啊！
看一下成员：
QStandardItemPrivate的：
QStandardItem *parent;
QList<QStandardItemData> values; //使用std::pair存储了role相关数据
QList<QStandardItem *> children; //存储了当前行所有Item
QStandardItemModelPrivate的：
QList<QStandardItem *> columnHeaderItems;
QList<QStandardItem *> rowHeaderItems; //存储顶级的Item成员
QHash<int, QByteArray> roleNames;
由此可见，这个比QTreeWidget还差劲呢。
3.自定义Model/Item
通过上面的分析，用QTreeWidget在数据量不是特别大的时候，用着是没什么问题的。QTreeWidget为了兼容各种情况，已经写的很灵活了，但如何更高效呢？答案就是定制化，这样就减少了一部分灵活性。
如何定制化呢？核心就是重写QAbstractItemModel，Qt已经给了我们一个很好的实例，可以自己看一下editabletreemodel这个例子，笔者这里实现的也是在这个例子基础上改的，添加了TreeItem和TreeModel两个类。
- TreeItem：对应了树的一行，每一列的数据存储在成员中，同时还存储父和子
- TreeModel：重新实现关键函数
看这个例子之前，你得先明白QAbstractItemModel的几个关键原理，否则也是一脸懵逼。
3.1 数据刷新机制
qt本身已经实现了一种非常高效的刷新机制，即只刷新在窗口中显示的那部分数据，这个功能是通过在合适的时机调用data()接口来实现的，你自己可以在重写的data函数中加个打印，看看是不是只刷新了窗口显示的那部分数据。
data函数伪代码：
QVariant TreeModel::data(const QModelIndex &index, int role) const
{
TreeItem *item = indexToItem(index);
if (role == Qt::EditRole)
{
//根据行列提取数据并进行转化
return QVariant("编辑时显示的内容")
}
else if (role == Qt::DisplayRole)
{
//xxx
return QVariant("正常显示的内容");
}
else if (role == Qt::TextAlignmentRole)
{
return QVariant(Qt::AlignCenter); //固定居中对齐
}
else if (role == Qt::BackgroundColorRole)
{
}
}
3.2 如何减少存储容量
答案是在TreeItem中只定义原始数据，显示的内容在data()接口中动态计算填充。
比如笔者这里的成员函数的定义：
private:
//父节点
TreeItem *parentItem;
//子节点
QList<TreeItem*> childItems;
//各个列的原始数据 - 非显示数据
QVector<QVariant> itemData;
这里用一个vector存储了每一列的原始数据，如果你想更进一步减少内存，可以用void*指向你本来的原始数据即可，不过这样在更新数据时可能没那么方便。
3.3 QModelIndex怎么算
这个问题折磨了一段时间，来看看创建它的接口：
inline QModelIndex QAbstractItemModel::createIndex(int arow, int acolumn, void *adata) const
{ return QModelIndex(arow, acolumn, adata, this); }
接口很简单，输入行列和要绑定的数据即可，adata我们这里传入对应的TreeItem指针。
但是这里的行有坑，这里高亮一下：
arow行表示TreeItem所在父节点的第几行！
列就是正常的列，无法计算的时候就赋值0。
在笔者的代码中，重写了两个接口来对Item和Index进行互相转换。
3.4 插入数据页面不刷新？
在这个例子中，只需要向模型中更新我们的数据即可，但你会发现插入不会立即刷新，你得切换下页面才刷新，这是因为你得调用beginInsertRows和endInsertRows接口来激发刷新的信号。
3.5 如何写一个更通用的类
不同的树可能显示的display不同，难道每个树都得写个TreeModel?
笔者通过回调函数的方式，通过registerDisplayRule、registerBackgroundColorRule等接口，将规则lambda注入到TreeModel中，这样就实现了用同一套代码，实现不同类的方式。
3.6 排序、编辑、筛选的支持
编辑应该是可以的，但排序、筛选没有添加支持。
4. 源码如下
TreeModel.h
#ifndef TREEMODEL_H
#define TREEMODEL_H
#include TreeModel.cpp
#include TreeItem.h
#ifndef TREEITEM_H
#define TREEITEM_H
#include TreeItem.cpp
#include "treeitem.h"
#include "treemodel.h"
#include