深入剖析 Qt QMultiMap ：原理、应用与技巧-阿里云开发者社区

引言

随着软件开发的不断演进，数据结构在程序设计中扮演着至关重要的角色。它们为开发人员提供了丰富的工具来有效地管理和操纵数据。在这个博客中，我们将重点关注一种特殊的数据结构——QMultiMap，这是Qt框架中提供的一个强大且实用的容器类。在接下来的文章中，我们将深入探讨QMultiMap的特性、用途以及如何在实际项目中应用。现在，让我们先了解一下QMultiMap的基本概念。

简介：

QMultiMap是Qt框架中的一个关联容器类，它可以存储具有相同键的多个值。它基于QMap，但允许存储具有相同键的项。QMultiMap在实际应用中非常有用，尤其是当我们需要管理具有相同键的多个对象时。这种数据结构典型的用例包括但不限于：管理分组的数据、实现多值字典、存储键值对数据等。

在接下来的博客文章中，我们将详细介绍QMultiMap的操作方法，如插入、删除、查找和遍历等。此外，我们还将通过实际示例和案例分析，展示如何在现实项目中有效地利用QMultiMap来解决各种问题。敬请期待！

QMultiMap 的基本用法

QMultiMap 是 QMap 的子类，它允许存储多个具有相同键的键值对。以下是 QMultiMap 的主要接口，按功能进行分类：

构造和析构：

QMultiMap()
QMultiMap(const QMap &other)
QMultiMap(const QMultiMap &other)
~QMultiMap()

插入和删除：

void insert(const Key &key, const T &value)
iterator insertMulti(const Key &key, const T &value)
int remove(const Key &key, const T &value)
void clear()

查找：

T value(const Key &key, const T &defaultValue = T()) const
QList values(const Key &key) const
int count(const Key &key) const
iterator find(const Key &key)
const_iterator find(const Key &key) const
iterator begin()
const_iterator begin() const
iterator end()
const_iterator end() const
iterator erase(iterator pos)

大小和容量：

bool isEmpty() const
int size() const
int count() const

键和值：

QList keys() const
QList keys(const T &value) const
QList values() const
void unite(const QMultiMap &other)

比较操作：

bool operator==(const QMultiMap &other) const
bool operator!=(const QMultiMap &other) const

STL 风格迭代器：

iterator begin()
const_iterator begin() const
const_iterator constBegin() const
iterator end()
const_iterator end() const
const_iterator constEnd() const
iterator erase(iterator pos)
iterator insertMulti(const Key &key, const T &value)

接口的用途和实际应用场景

构造和析构：

QMultiMap 提供了构造函数和析构函数，用于创建和销毁 QMultiMap 对象。

插入和删除：

insert：向 QMultiMap 中插入一个键值对。如果已经存在具有相同键的键值对，则新的键值对将被添加到已有键值对之后。
insertMulti：类似于 insert，但返回指向新插入键值对的迭代器。
remove：从 QMultiMap 中删除与指定键和值匹配的所有键值对。返回被删除键值对的数量。
clear：清除 QMultiMap 中的所有键值对。

查找：

value：返回与指定键关联的第一个值。如果找不到匹配的键，则返回默认值。
values：返回与指定键关联的所有值的列表。
count：返回与指定键关联的值的数量。
find：返回指向与指定键关联的第一个值的迭代器。如果找不到匹配的键，则返回 end()。
begin、end：返回指向 QMultiMap 开始或结束位置的迭代器。
erase：删除指定位置的键值对，并返回指向下一个键值对的迭代器。

大小和容量：

isEmpty：判断 QMultiMap 是否为空。
size、count：返回 QMultiMap 中的键值对数量。

键和值：

keys：返回 QMultiMap 中所有键的列表。可以通过传入一个值参数来获得与指定值关联的所有键。
values：返回 QMultiMap 中所有值的列表。
unite：将另一个 QMultiMap 的键值对添加到当前 QMultiMap 中。如果两个 QMultiMap 中具有相同的键，则将值合并到一个键下。

比较操作：

operator==、operator!=：比较两个 QMultiMap 是否相等或不等。

STL 风格迭代器：

QMultiMap 提供了类似 STL 的迭代器接口，如 begin、end、constBegin、constEnd 等，使得用户可以方便地遍历和操作键值对。

通过熟悉和使用这些接口，您可以更有效地利用 QMultiMap 来解决实际问题，例如在处理具有多个相同键的数据结构时，QMultiMap 可以提供更灵活的操作方式。

综合示例展示QMultiMap的所有用法

#include <QCoreApplication>
#include <QMultiMap>
#include <QDebug>
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    // 1. 创建一个空的 QMultiMap 对象
    QMultiMap<QString, int> ageMap;
    // 2. 使用 insert 插入键值对
    ageMap.insert("Alice", 25);
    ageMap.insert("Bob", 30);
    ageMap.insert("Charlie", 22);
    ageMap.insert("Bob", 35); // 允许有相同的键
    // 3. 使用 insertMulti 插入键值对
    ageMap.insertMulti("Alice", 26);
    // 4. 遍历 QMultiMap
    for (auto it = ageMap.begin(); it != ageMap.end(); ++it) {
        qDebug() << it.key() << ": " << it.value();
    }
    // 5. 使用 value 获取第一个匹配的值
    qDebug() << "First value for Alice: " << ageMap.value("Alice");
    // 6. 使用 values 获取所有匹配的值
    QList<int> aliceAges = ageMap.values("Alice");
    qDebug() << "All values for Alice: " << aliceAges;
    // 7. 使用 count 获取键的数量
    qDebug() << "Count for Alice: " << ageMap.count("Alice");
    // 8. 使用 find 获取匹配键的迭代器
    auto it = ageMap.find("Bob");
    if (it != ageMap.end()) {
        qDebug() << "Found Bob: " << it.value();
    }
    // 9. 使用 erase 删除一个键值对
    ageMap.erase(ageMap.find("Charlie"));
    // 10. 使用 remove 删除所有匹配的键值对
    ageMap.remove("Alice");
    // 11. 检查 QMultiMap 是否为空
    qDebug() << "Is empty: " << ageMap.isEmpty();
    // 12. 获取 QMultiMap 的大小
    qDebug() << "Size: " << ageMap.size();
    // 13. 获取所有键和值
    qDebug() << "Keys: " << ageMap.keys();
    qDebug() << "Values: " << ageMap.values();
    // 14. 使用 unite 合并两个 QMultiMap
    QMultiMap<QString, int> anotherAgeMap;
    anotherAgeMap.insert("Diana", 28);
    ageMap.unite(anotherAgeMap);
    qDebug() << "After unite: " << ageMap;
    // 15. 清空 QMultiMap
    ageMap.clear();
    qDebug() << "Size after clear: " << ageMap.size();
    return a.exec();
}

迭代器：遍历 QMultiMap 中的元素（Iterators: Traversing Elements in QMultiMap ）

在 Qt 中，迭代器提供了一种访问容器元素的方法。对于 QMultiMap，可以使用以下两种类型的迭代器：

QMultiMap::iterator：用于非常量 QMultiMap 实例，可以修改元素。
QMultiMap::const_iterator：用于常量 QMultiMap 实例，无法修改元素。

以下是一个示例，展示如何使用迭代器遍历 QMultiMap 中的元素：

#include <QMultiMap>
#include <QDebug>
int main() {
    QMultiMap<QString, int> multiMap;
    // 添加元素
    multiMap.insert("Alice", 25);
    multiMap.insert("Bob", 30);
    multiMap.insert("Alice", 28);
    multiMap.insert("Charlie", 23);
    // 使用 QMultiMap::iterator 遍历非常量 QMultiMap 实例
    qDebug() << "Using QMultiMap::iterator:";
    for (QMultiMap<QString, int>::iterator it = multiMap.begin(); it != multiMap.end(); ++it) {
        qDebug() << it.key() << ":" << it.value();
        // 修改元素的值
        it.value() = it.value() + 1;
    }
    // 使用 QMultiMap::const_iterator 遍历常量 QMultiMap 实例
    qDebug() << "Using QMultiMap::const_iterator:";
    for (QMultiMap<QString, int>::const_iterator it = multiMap.constBegin(); it != multiMap.constEnd(); ++it) {
        qDebug() << it.key() << ":" << it.value();
        // 以下语句是错误的，因为 const_iterator 无法修改元素
        // it.value() = it.value() + 1;
    }
    // 使用 C++11 范围遍历
    qDebug() << "Using C++11 range-based loop:";
    for (const auto &pair : multiMap) {
        qDebug() << pair.first << ":" << pair.second;
    }
    return 0;
}

在此示例中，我们分别使用 QMultiMap::iterator 和 QMultiMap::const_iterator 遍历了 QMultiMap 中的元素。请注意，当使用 QMultiMap::iterator 时，可以修改元素的值；而使用 QMultiMap::const_iterator 时，无法修改元素的值。此外，我们还展示了如何使用 C++11 的范围遍历来遍历 QMultiMap。

QMultiMap 的高级用法

QMultiMap 是一个基于平衡二叉树（红黑树）的容器类，允许一个键值与多个项关联。除了基本的插入、查找和删除操作，QMultiMap 还提供了一些高级用法。在这里，我们将介绍一些 QMultiMap 的高级用法：

自定义排序：QMultiMap 默认按照键的升序排序。要自定义排序，您可以提供一个自定义比较器。例如，您可以创建一个降序排序的 QMultiMap：

struct CustomComparator {
    bool operator()(const KeyType &a, const KeyType &b) const {
        return a > b;
    }
};
QMultiMap<KeyType, ValueType, CustomComparator> customSortedMap;

迭代器和反向迭代器：QMultiMap 提供了迭代器和反向迭代器，允许您以不同的顺序遍历容器。例如，您可以使用 constBegin() 和 constEnd() 以只读方式遍历 QMultiMap，或使用 rbegin() 和 rend() 反向遍历 QMultiMap：

// 正向遍历
for (auto it = map.constBegin(); it != map.constEnd(); ++it) {
    qDebug() << it.key() << it.value();
}
// 反向遍历
for (auto it = map.rbegin(); it != map.rend(); ++it) {
    qDebug() << it.key() << it.value();
}

获取键值范围：QMultiMap 提供了 lowerBound() 和 upperBound() 函数，允许您获取指定键值范围的元素。例如，要获取所有键值在 [minKey, maxKey] 范围内的元素，您可以这样做：

auto lowerIt = map.lowerBound(minKey);
auto upperIt = map.upperBound(maxKey);
for (auto it = lowerIt; it != upperIt; ++it) {
    qDebug() << it.key() << it.value();
}

插入和删除多个值：使用 insertMulti() 函数，您可以一次插入多个键值对。同时，可以使用 remove() 函数删除与给定键关联的所有值：

QMultiMap<QString, int> map;
map.insertMulti("apple", 3);
map.insertMulti("apple", 5);
map.insertMulti("orange", 7);
// 删除所有 "apple" 键值对
map.remove("apple");

使用 C++11 范围 for 循环：您可以使用 C++11 的范围 for 循环遍历 QMultiMap，这使得代码更简洁易读：

for (const auto &item : map) {
    qDebug() << item.key() << item.value();
}

QMultiMap 的优点和局限性

QMultiMap 是 Qt 提供的一个关联容器，它允许多个键值对拥有相同的键。QMultiMap 继承自 QMap，因此可以使用 QMap 提供的大部分功能。下面我们来看看 QMultiMap 的优点和局限性：

优点

支持重复键值对：与 QMap 不同，QMultiMap 允许键值对具有相同的键。这对于需要根据相同键值存储多个条目的场景非常有用，例如电话簿应用程序可能需要根据同一个姓氏存储多个联系人。
有序容器：QMultiMap 是一个有序容器，根据键值进行排序。这使得在 QMultiMap 中查找、添加和删除元素具有相对较快的速度（平均 O(log n) 复杂度）。
高效的内存利用：QMultiMap 基于红黑树实现，因此内存利用和扩展性较好。尤其是在包含大量元素的数据集时，与哈希表实现相比（如 QMultiHash），QMultiMap 通常具有更低的内存开销。
良好的 API 兼容性：QMultiMap 继承自 QMap，因此可以使用 QMap 提供的 API。这为在不同的数据结构之间切换提供了很好的灵活性。

局限性

较慢的查找性能：与基于哈希表的 QMultiHash 相比，QMultiMap 在大型数据集中的查找性能较慢。QMultiHash 通常可以在常数时间内找到一个键值对，而 QMultiMap 的查找时间与元素数量成对数关系。
需要可比较的键类型：QMultiMap 要求键类型具有可比较的特性。对于那些没有定义比较操作符的自定义类型，这可能会导致问题。在这种情况下，QMultiHash 可能是更好的选择，因为它不需要键的比较操作，只需要哈希函数和相等操作。
线程安全：与其他 Qt 容器一样，QMultiMap 在多线程环境下仅提供读操作的线程安全性。在多线程应用程序中使用 QMultiMap 时，需要采用同步原语（例如 QMutex 或 QReadWriteLock）以确保线程安全。

总之，QMultiMap 是一个功能丰富的关联容器，允许使用相同的键存储多个值，并提供良好的内存利用和有序存储。然而，在大型数据集中查找性能相对较慢，并且需要采用适当的同步原语以确保线程安全。

QMultiMap和QMap的区别

QMultiMap 和 QMap 都是 Qt 框架中的关联容器，用于存储键值对数据。它们之间有一些关键区别：

唯一键和多键： QMap 允许每个键关联一个值，即每个键都是唯一的。如果尝试插入一个已经存在的键，那么 QMap 会替换掉原来的值。 QMultiMap 则允许多个相同的键存在，每个键可以关联多个值。这意味着您可以将多个条目插入到 QMultiMap 中，即使这些条目具有相同的键。
适用场景： QMap 适用于需要确保键唯一的情况，例如，当您需要使用键快速查找值时。在这种情况下，QMap 通常比 QMultiMap 更有效。 QMultiMap 适用于需要存储具有相同键的多个值的情况，例如，需要对具有相同键的值进行排序和分组的应用程序。这时，QMultiMap 提供了 QMap 没有的额外功能。

除了这些区别，QMultiMap 和 QMap 在基本功能和性能方面非常相似。实际上，QMultiMap 是 QMap 的子类，因此它继承了 QMap 的所有功能。这意味着您可以将 QMultiMap 用于需要 QMap 的任何地方，但反过来则不行。

QMultiMap的性能优化

QMultiMap 是一个基于 QMap 的泛型关联容器，用于存储键值对，并允许一个键与多个值关联。在 QMultiMap 中，键和值按照键的顺序排序。要优化 QMultiMap 的性能，可以尝试以下方法：

选择合适的键类型：QMultiMap 的性能在很大程度上取决于键的比较操作。选择可以快速比较的键类型，例如整数类型，而避免使用复杂对象作为键，这将有助于提高查找和插入性能。
尽量减少插入和删除操作：由于 QMultiMap 是基于 QMap 的，因此在插入和删除元素时需要进行键的平衡。尽量避免在 QMultiMap 中频繁插入和删除元素，以提高性能。如果可能，先将所有数据插入到容器中，然后再进行其他操作。
批量插入：在插入大量数据时，可以使用 unite() 函数将另一个 QMultiMap 的内容合并到当前 QMultiMap 中。这比逐个插入元素更有效率。
利用迭代器进行高效操作：在对 QMultiMap 进行查找、插入或删除操作时，使用迭代器（例如 QMultiMap::iterator 和 QMultiMap::const_iterator）比使用键值对更高效。迭代器可以让你快速访问和修改 QMultiMap 中的元素。
避免频繁的内存分配：在使用 QMultiMap 时，可以预先分配足够的内存空间，以避免频繁的内存分配和重新分配。可以使用 reserve() 函数预先分配空间。
使用 C++11 范围 for 循环：在迭代 QMultiMap 时，使用 C++11 范围 for 循环可以简化代码并提高可读性。例如：

QMultiMap<QString, int> myMultiMap;
// ... 添加数据到 myMultiMap ...
for (const auto &pair : myMultiMap) {
    // 处理每个键值对
}

使用适当的编译器优化：使用适当的编译器优化选项，例如 -O2 或 -O3，可以让编译器为你的代码自动执行某些性能优化。

请注意，实际优化效果可能因编译器、平台和具体用例而异。因此，在进行优化之前，先确保测量程序的性能，以便了解哪些优化对性能有最大影响。这样，你可以专注于实现那些能带来实际改进的优化策略。

QMultiMap的应用场景

QMultiMap 是一个基于 QMap 的关联容器，允许一个键关联多个值。QMultiMap 在以下应用场景中尤为有用：

存储具有多值关联的数据：当你需要将一个键与多个值关联时，QMultiMap 提供了一种简单且高效的解决方案。例如，在表示词典或单词翻译的数据结构时，一个单词可能有多个解释或翻译。
维护多对多关系：QMultiMap 可以用于表示具有多对多关系的数据结构。例如，在社交网络中，用户可以关注其他多个用户，同时也可以被其他多个用户关注。通过使用 QMultiMap，你可以方便地存储和查询这些关系。
分组数据：如果需要根据某个属性对数据进行分组，QMultiMap 可以帮助实现此操作。例如，在处理员工信息时，可以根据部门将员工数据分组，方便进行部门统计和查询。
索引数据：在搜索引擎、数据库等应用中，QMultiMap 可用于存储和维护索引。例如，将文档 ID 与关键字关联，以快速找到包含指定关键字的文档。
事件分发：在事件驱动的应用程序中，QMultiMap 可用于维护事件与事件处理器之间的关系。一个事件可以关联多个处理器，这样在触发事件时，所有关联的处理器都会得到通知。
聚合函数：在对数据执行聚合操作时，QMultiMap 可以帮助整合来自不同数据源的数据。例如，在合并多个数据表时，可以使用 QMultiMap 将相同键的记录连接起来。

总之，在需要处理具有多值关联、多对多关系、分组、索引、事件分发和聚合等场景时，QMultiMap 是一个非常有用的数据结构。通过使用 QMultiMap，你可以简化代码实现，提高程序可读性和可维护性。

QMultiMap 的底层原理和内存管理

QMultiMap 是 Qt 容器类的一种，它继承自 QMap 类。QMultiMap 允许一个键关联多个值，也就是说一个键可以在 QMultiMap 中出现多次。QMap 和 QMultiMap 底层使用红黑树实现。红黑树是一种自平衡的二叉查找树，它能够保证插入、删除和查找操作具有相对稳定的性能。

QMultiMap 和 QMap 的区别在于插入和查找元素的处理。QMultiMap 可以容纳具有相同键的多个元素，而 QMap 不允许相同的键。QMultiMap 提供了额外的成员函数，如 insertMulti()，以方便插入多个具有相同键的元素。

内存管理方面，QMultiMap 使用引用计数技术，以提高内存利用率和性能。引用计数允许多个 QMultiMap 实例共享相同的数据，只有在需要修改数据时才会创建新的副本（即写时复制，Copy-On-Write 策略）。这种策略避免了不必要的内存分配和数据拷贝，提高了程序的运行效率。

总之，QMultiMap 是一个使用红黑树实现的高效、自平衡的键值对容器，它允许一个键关联多个值。QMultiMap 使用引用计数技术和写时复制策略进行内存管理，以提高内存利用率和性能。

使用 QMultiMap 可能遇到的问题和解决方案.

使用 QMultiMap 时，您可能会遇到一些问题。以下是一些常见问题及其解决方案：

性能问题：由于 QMultiMap 是基于红黑树实现的，插入、删除和查找操作的平均时间复杂度为 O(log n)。对于大型数据集，这可能导致性能瓶颈。解决方案是选择更适合特定场景的容器，如 QMultiHash（平均时间复杂度为 O(1)），或优化 QMultiMap 使用方式。
内存占用：QMultiMap 的内存占用可能会高于其他容器，因为它为每个键值对存储额外的信息。优化内存使用的方法包括删除不再需要的条目，压缩数据结构，或使用更节省内存的数据结构。
线程安全问题：如前所述，QMultiMap 不是线程安全的。解决方案是使用互斥锁、读写锁等同步机制确保线程安全。在某些情况下，可以考虑使用线程安全的容器，如 QHash 和 QMap 的并发版本 QConcurrentHash 和 QConcurrentMap。
键值排序问题：QMultiMap 默认按键升序排序。如果需要按不同顺序排序，可以使用自定义排序函数。例如，可以使用 std::sort() 算法对 QMultiMap 的键或值进行排序。
查找特定值的问题：QMultiMap 允许一个键关联多个值，因此查找特定值可能需要遍历所有与给定键关联的值。解决方案是使用 find() 函数获取值范围的迭代器，然后遍历迭代器以找到所需值。
插入或删除操作导致的迭代器失效：在 QMultiMap 中插入或删除元素时，可能导致指向其他元素的迭代器失效。为避免问题，请在插入或删除操作后更新迭代器，或使用 QMap 的 const_iterator 遍历容器以保证迭代器不失效。
数据不一致：当使用 QMultiMap 时，可能出现数据不一致，特别是在多线程环境中。确保使用适当的同步措施以防止数据不一致和竞争条件。

遇到其他问题时，请参考 Qt 文档和相关资源，以找到针对特定问题的解决方案。在实践中，请务必注意线程安全性和性能优化，以确保 QMultiMap 的高效、安全使用。

QMultiMap 的性能分析：查找、插入与删除操作

QMultiMap 是一个基于平衡二叉树（红黑树）的容器类，它允许一个键值与多个项关联。在这里，我们将分析 QMultiMap 的性能，特别是查找、插入和删除操作。

查找性能：

在 QMultiMap 中查找一个键值的平均时间复杂度为 O(log n)，其中 n 是容器中的元素数量。这是因为红黑树是一种自平衡二叉搜索树，其高度始终保持在对数级别。然而，实际查找性能可能受到树结构和数据分布的影响。

插入性能：

插入一个新的键值对到 QMultiMap 的平均时间复杂度为 O(log n)，其中 n 是容器中的元素数量。插入操作包括查找插入点（O(log n)）和调整树结构以保持平衡（O(log n)）。在最坏情况下，插入时间复杂度仍然为 O(log n)。

删除性能：

从 QMultiMap 中删除一个键值对的平均时间复杂度为 O(log n)，其中 n 是容器中的元素数量。删除操作包括查找要删除的节点（O(log n)）和调整树结构以保持平衡（O(log n)）。在最坏情况下，删除时间复杂度仍然为 O(log n)。

总之，QMultiMap 的查找、插入和删除操作的时间复杂度均为 O(log n)，其中 n 是容器中的元素数量。这使得 QMultiMap 在处理大量数据时具有相对较好的性能。然而，与基于哈希表的容器（如 QHash 或 QMultiHash）相比，QMultiMap 的性能可能较慢，因为哈希表的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度通常接近 O(1)。在选择使用 QMultiMap 还是其他容器时，需要根据实际应用场景和性能需求进行权衡。

QMultiMap和其他容器的对比

在本章节中，我们将比较 QMultiMap 与其他 Qt 容器的性能、用法和适用场景。

QMap：QMap 与 QMultiMap 都是基于红黑树的有序关联容器，具有相似的性能特性。然而，QMap 不允许一个键值与多个项关联，即键值必须是唯一的。如果您不需要处理具有相同键值的多个项，QMap 是一个更适合的选择，因为它具有更简单的 API 和更低的内存消耗。
QHash：QHash 是一个基于哈希表的无序关联容器，具有 O(1) 的平均查找、插入和删除操作性能。与 QMultiMap 相比，QHash 的性能较快，但它不能保持键值对按键有序。与 QMultiMap 类似，QHash 不允许一个键值与多个项关联。如果您需要一个无序容器并且键值必须是唯一的，QHash 是一个更好的选择。
QMultiHash：QMultiHash 与 QHash 类似，都是基于哈希表的无序关联容器。不同之处在于 QMultiHash 允许一个键值与多个项关联。与 QMultiMap 相比，QMultiHash 的查找、插入和删除操作性能较快，但它不能保持键值对按键有序。如果您需要一个无序容器并且需要处理具有相同键值的多个项，QMultiHash 是一个更好的选择。
QList、QVector 和 QLinkedList：这些线性容器与 QMultiMap 的用途和性能特性有很大不同。线性容器主要用于存储和管理序列化数据，而 QMultiMap 用于存储和管理键值对。如果您的应用场景主要涉及到序列化数据的存储和访问，而不是键值对的查找、插入和删除操作，那么线性容器可能是更合适的选择。

在选择合适的容器时，需要根据应用场景和性能需求进行权衡。QMultiMap 适用于需要处理具有相同键值的多个项且需要有序键值对的场景。如果您不需要处理具有相同键值的多个项，可以考虑使用 QMap 或 QHash。如果您需要一个无序容器，可以考虑使用 QHash 或 QMultiHash。对于存储和访问序列化数据的场景，可以考虑使用 QList、QVector 或 QLinkedList。

实战案例：QMultiMap 在实际项目中的应用（Practical Examples: QMultiMap in Real-World Projects）

QMultiMap 是一个功能强大的容器类，可以存储具有相同键的多个值。在实际项目中，QMultiMap 的应用场景非常广泛。以下是两个实际使用 QMultiMap 的示例：

示例1: 多语言翻译

假设您正在开发一个支持多语言的应用程序，需要在应用程序中为不同的单词提供不同语言的翻译。QMultiMap 可以用来存储具有相同键（单词）的多个翻译。

#include <QMultiMap>
#include <QDebug>
#include <QString>
int main() {
    QMultiMap<QString, QString> translations;
    // 添加翻译
    translations.insert("Hello", "Hola"); // 西班牙语
    translations.insert("Hello", "Bonjour"); // 法语
    translations.insert("Hello", "你好"); // 中文
    translations.insert("World", "Mundo"); // 西班牙语
    translations.insert("World", "Monde"); // 法语
    translations.insert("World", "世界"); // 中文
    // 获取 "Hello" 的翻译
    QString word = "Hello";
    QList<QString> wordTranslations = translations.values(word);
    qDebug() << "Translations for" << word << ":";
    for (const QString &translation : wordTranslations) {
        qDebug() << translation;
    }
    return 0;
}

示例2: 多用户社交平台

假设您正在开发一个社交平台，用户可以关注其他用户的发布。使用 QMultiMap，您可以将一个用户与其关注的多个用户关联。

#include <QMultiMap>
#include <QDebug>
#include <QString>
int main() {
    QMultiMap<QString, QString> userFollows;
    // 添加关注关系
    userFollows.insert("Alice", "Bob");
    userFollows.insert("Alice", "Cathy");
    userFollows.insert("Alice", "David");
    userFollows.insert("Bob", "Alice");
    userFollows.insert("Bob", "Eva");
    userFollows.insert("Cathy", "David");
    // 获取 Alice 关注的用户列表
    QString user = "Alice";
    QList<QString> followedUsers = userFollows.values(user);
    qDebug() << user << "follows:";
    for (const QString &followedUser : followedUsers) {
        qDebug() << followedUser;
    }
    return 0;
}

这些示例展示了 QMultiMap 在实际项目中的应用。通过使用 QMultiMap，您可以轻松处理多对一和多对多的关系。

QMultiMap在stl库中的对应关系

在 C++ 标准模板库（STL）中，QMultiMap 的功能对应于 std::multimap 容器。std::multimap 是一个有序关联容器，允许存储具有相同键值的多个项。它通常实现为红黑树，具有 O(log n) 的查找、插入和删除操作性能。

以下是 QMultiMap 与 std::multimap 的一些对比：

实现：QMultiMap 是 Qt 框架的一部分，而 std::multimap 是 C++ 标准库的一部分。这意味着 QMultiMap 可以与 Qt 框架中的其他组件更好地集成，而 std::multimap 在非 Qt 项目中使用可能更方便。
键值对存储：在 QMultiMap 中，键值对存储为 QPair 对象，而在 std::multimap 中，键值对存储为 std::pair 对象。虽然这两种类型在功能上相似，但它们分属于不同的库，因此在使用时需要注意类型转换。
API：QMultiMap 与 std::multimap 的 API 都类似，但有一些区别。例如，QMultiMap 使用 insert() 方法插入元素，而 std::multimap 使用 insert() 或 emplace() 方法。另外，QMultiMap 提供了 Qt 风格的 API，如 contains()、count() 和 remove() 等方法。
迭代器：QMultiMap 使用 Qt 风格的迭代器（如 QMultiMap::iterator 和 QMultiMap::const_iterator），而 std::multimap 使用 STL 风格的迭代器（如 std::multimap::iterator 和 std::multimap::const_iterator）。虽然这两种迭代器在功能上相似，但在使用时需要注意它们的语法和操作区别。

总之，QMultiMap 和 std::multimap 都是用于存储具有相同键值的多个项的有序关联容器。根据您的项目需求和使用场景，可以选择适合的容器。如果您使用 Qt 框架并希望与其他 Qt 组件更好地集成，可以选择 QMultiMap。如果您没有使用 Qt 框架或希望遵循 C++ 标准库的习惯，可以选择 std::multimap。

以下是一个 C++ 示例代码，展示了如何同时使用 QMultiMap 和 std::multimap 进行一些基本操作，以及如何计算和打印它们各种方法的耗时和差值。代码中使用了 C++11 的 chrono 库来测量时间。

#include <QMultiMap>
#include <QtCore>
#include <iostream>
#include <map>
#include <chrono>
int main(int argc, char *argv[]) {
    QCoreApplication a(argc, argv);
    const int itemCount = 1000;
    // Insertion
    QMultiMap<int, QString> qmultimap;
    std::multimap<int, std::string> std_multimap;
    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    for (int i = 0; i < itemCount; ++i) {
        qmultimap.insert(i, QString::number(i));
    }
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto qmultimap_insert_duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start).count();
    start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    for (int i = 0; i < itemCount; ++i) {
        std_multimap.insert({i, std::to_string(i)});
    }
    end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto std_multimap_insert_duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start).count();
    std::cout << "QMultiMap insertion time: " << qmultimap_insert_duration << " microseconds" << std::endl;
    std::cout << "std::multimap insertion time: " << std_multimap_insert_duration << " microseconds" << std::endl;
    std::cout << "Insertion time difference: " << qmultimap_insert_duration - std_multimap_insert_duration << " microseconds" << std::endl;
    // Finding
    start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto it_qmultimap = qmultimap.find(itemCount / 2);
    end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto qmultimap_find_duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start).count();
    start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto it_std_multimap = std_multimap.find(itemCount / 2);
    end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto std_multimap_find_duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start).count();
    std::cout << "QMultiMap finding time: " << qmultimap_find_duration << " microseconds" << std::endl;
    std::cout << "std::multimap finding time: " << std_multimap_find_duration << " microseconds" << std::endl;
    std::cout << "Finding time difference: " << qmultimap_find_duration - std_multimap_find_duration << " microseconds" << std::endl;
    // Deletion
    start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    qmultimap.remove(itemCount / 2);
    end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto qmultimap_delete_duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start).count();
    start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std_multimap.erase(itemCount / 2);
    end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto std_multimap_delete_duration = std::chrono::duration_caststd::chrono::microseconds(end - start).count();
    std::cout << "QMultiMap deletion time: " << qmultimap_delete_duration << " microseconds" << std::endl;
    std::cout << "std::multimap deletion time: " << std_multimap_delete_duration << " microseconds" << std::endl;
    std::cout << "Deletion time difference: " << qmultimap_delete_duration - std_multimap_delete_duration << " microseconds" << std::endl;
    return a.exec();

这段代码首先创建了一个 QMultiMap 和一个 std::multimap，并插入了一定数量的键值对。接着，代码测量并打印了插入操作的耗时。然后，代码查找了这些容器中特定键值的元素，并测量并打印了查找操作的耗时。最后，代码删除了这些容器中特定键值的元素，并测量并打印了删除操作的耗时。

请注意，由于容器实现和编译器优化的差异，不同平台和编译环境下的性能可能会有所不同。因此，这些结果仅供参考。

QT各版本中QMultiMap 的变化

Qt 5 和 Qt 6 之间的版本迭代中，QMultiMap 的底层实现有一些变化。Qt 5 中，QMultiMap 继承自 QMap 类，而在 Qt 6 中，QMultiMap 不再继承自 QMap，而是采用了一个私有的 QMap 成员变量来保存数据。尽管底层实现发生了变化，但这对于使用 QMultiMap 的用户来说，基本上没有明显的 API 变化。以下是一些注意事项：

迁移过程：在迁移到 Qt 6 时，QMultiMap 的使用方式保持不变。用户可以继续使用 insert()、remove()、contains()、values() 等方法，而不需要担心这些方法在 Qt 6 中发生重大变化。尽管如此，在迁移过程中，你可能会发现一些细微的差异，但这些差异主要涉及 QMultiMap 底层实现的优化，而不是 API。
性能优化：Qt 6 中，QMultiMap 通过使用私有的 QMap 成员变量来存储数据，提高了内存使用效率。此外，Qt 6 对许多容器类（包括 QMultiMap）的内存分配策略进行了优化，从而提高了性能。
模板实例化：Qt 6 中的 QMultiMap 可能在编译时产生更少的模板实例化，因为它不再直接继承自 QMap。这可以在某些情况下提高编译速度。

总的来说，QMultiMap 在 Qt 5 和 Qt 6 之间的变化主要涉及底层实现的优化和改进。这些变化不太可能对用户产生重大影响，但可能提高了 QMultiMap 的性能。在迁移到 Qt 6 时，QMultiMap 的用户可以继续使用相同的 API，而不必担心重大变化。

结语

在我们结束这篇关于 QMultiMap 的博客时，让我们从心理学的角度来看待学习和分享知识的重要性。学习新的技术和工具不仅有助于我们在职业生涯中取得成功，而且还有助于提高我们的自我效能感和成就感。通过研究 QMultiMap，您已经为自己的知识储备添加了宝贵的一笔，这将为您今后的编程项目带来巨大的价值。

分享知识是一种积极的行为，它有助于建立一个互相学习、互相帮助的社群。当您分享博客、点赞和收藏时，您正在为他人提供有价值的信息，激发他们的学习兴趣。这种正向的互动将进一步增强您在编程社群中的影响力和地位。

因此，我鼓励您在学习过程中与他人分享这篇博客，并在文章下方留下您的评论、收藏和点赞。这将有助于我们共同成长，为编程社群创造更美好的明天。在这个过程中，您会发现自己的技能得到了提升，自信心也随之增强。让我们一起努力，互相学习，共同进步！

祝您学习愉快！别忘了分享、收藏和点赞！

深入剖析 Qt QMultiMap ：原理、应用与技巧

引言