QT 4: программирование GUI на С++

QList<int> list = splitter->sizes;
QList<int>::const_iterator i = list.begin;
while (i != list.end) {
 do_something(*i);
 ++i;
}

Ниже дается пример неправильного программного кода:

// Неправильный программный код
QList<int>::const_iterator i = splitter->sizes.begin;
while (i != splitter->sizes.end) {
 do_something(*i);
 ++i;
}

Это происходит из-за того, что функция QSplitter::sizes возвращает новый список QList<int> по значению при каждом новом своем вызове. Если мы не сохраняем возвращенное функцией значение, С++ автоматически удалит его еще до начала итерации, оставляя нам «повисший» итератор. Дело еще усугубляется тем, что на каждом новом шаге цикла функция QSplitter::sizes должна генерировать новую копию списка из-за вызова функции splitter->sizes.end. Поэтому используйте общее правило: когда применяются итераторы в стиле STL, всегда следует обрабатывать в цикле копию экземпляра контейнера, возвращаемого по значению.

При использовании итераторов в стиле Java, предназначенных только для чтения, нам не надо создавать копию. Итератор обеспечит копию незаметно для нас, гарантируя всегда просмотр в цикле данных, только что возвращенных функцией. Например:

QListIterator<int> i(splitter->sizes);

while (i.hasNext) {

do_something(i.next);

}

Подобное копирование контейнера может показаться неэффективным, но это не так из-за оптимизации посредством так называемого неявного совместного использования даннъис (implicit sharing). Это означает, что операция копирования Qt—контейнера выполняется почти так же быстро, как копирование одного указателя. Только если скопированная строка изменяется, тогда данные действительно копируются — и все это делается автоматически и незаметно для пользователя. Поэтому неявное совместное использование иногда называют «копированием при записи» (copy on write).

Привлекательность неявного совместного использования данных заключается в том, что эта оптимизация выполняется так, что мы можем не думать о ней; она просто работает сама по себе и не требует от нас какого-то дополнительного программного кода. В то же время неявное совместное использование данных способствует тому, что программист следует четкому стилю, возвращая все объекты по значению. Рассмотрим следующую функцию:

01 QVector<double> sineTable
02 {
03 QVector<double> vect(360);
04 for (int i = 0; i <360; ++i)
05 vect[i] = sin(i / (2 * M_PI));
06 return vect;
07 }

Вызов этой функции выглядит следующим образом:

QVector<double> table = sineTable;

В отличие от этого подхода, STL склоняет нас к передаче вектора в виде неконстантной ссылки, чтобы избежать копирования, происходящего из-за возвращения функцией значения, хранимого в переменной:

01 using namespace std;
02 void sineTable(vector<double> &vect)
03 {
04 vect.resize(360);
05 for (int i = 0; i < 360; ++i)
06 vect[i] = sin(i / (2 * M_PI));
07 }

В результате вызов будет не столь простым и менее понятным:

vector<double> table;
sineTable(table);

В Qt применяется неявное совместное использование данных во всех ее контейнерах и во многих других классах, включая QByteArray, QBrush, QFont, QImage, QPixmap и QString. Это делает применение этих классов очень эффективным при передаче по значению, как аргументов функции, так и возвращаемых функциями значений.

Неявное совместное использование данных в Qt гарантирует, что данные не будут копироваться, если мы их не модифицируем. Чтобы получить максимальные выгоды от применения этой технологии, необходимо выработать в себе две новые привычки при программировании. Одна связана с использованием функции at вместо оператора [ ] при доступе только для чтения к (неконстантному) вектору или списку. Поскольку при применении Qt—контейнеров нельзя сказать, оказывается ли [ ] с левой стороны оператора присваивания или нет, предполагается самое худшее и принудительно выполняется действительное копирование (deep сору), в то время как at не допускается в левой части оператора присваивания.

Подобная проблема возникает при прохождении контейнера с помощью итераторов в стиле STL. Когда вызываются функции begin или end для неконстантного контейнера, Qt всегда принудительно выполняет действительное копирование при совместном использовании данных. Решение, позволяющее избавиться от этой неэффективности, состоит в применении по мере возможности const_iterator, constBegin и constEnd.

В Qt предусмотрен еще один, последний метод прохода по элементам последовательного контейнера — оператор цикла foreach. Он выглядит следующим образом:

QLinkedList<Movie> list;
…
foreach (Movie movie, list) {
 if (movie.title == "Citizen Kane") {
 cout << "Found Citizen Kane" << endl;
 break;
 }
}

Псевдоключевое слово foreach реализуется с помощью стандартного цикла for. На каждом шаге цикла переменная цикла (movie) устанавливается на новый элемент, начиная с первого элемента контейнера и затем двигаясь вперед. Цикл foreach автоматически использует копию контейнера при входе в цикл, и по этой причине модификации контейнера в ходе цикла не влияют на сам цикл.

Поддерживаются операторы цикла break и continue. Если тело цикла состоит из одного оператора, необязательно указывать скобки. Как и для оператора for, переменная цикла может определяться вне цикла, например:

QLinkedList<Movie> list;
Movie movie;
…
foreach (movie, list) {
 if (movie.title == "Citizen Kane") {
 cout << "Found Citizen Kane" << endl;
 break;
 }
}

Определение переменной цикла вне цикла — единственная возможность для контейнеров, содержащих типы данных с запятой (например, QPair<QString, int>).

Как работает неявное совместное использование данных

Неявное совместное использование данных работает автоматически и незаметно для пользователя, поэтому нам не надо в программном коде предусматривать специальные операторы для обеспечения этой оптимизации. Но поскольку хочется знать, как это работает, мы рассмотрим пример и увидим, что скрывается от нашего внимания. В этом примере используются строки типа QString — одного из многих неявно совместно используемых Qt—классов: