前言
Qt 库提供了一组基于模板的通用容器类，与 STL 容器相比，这些容器类更轻便、更安全、更易用。容器类是隐式共享的，它们是可重入的，而且它们经过了优化，速度快、内存消耗低、内联代码扩展最少，因此可执行文件更小。此外，在所有用于访问它们的线程都将它们用作只读容器的情况下，它们是线程安全的。
本文重点探讨不同容器在 Qt 5 和 Qt 6 中的实现差异，揭示底层设计变化对性能和使用的影响。通过源码分析，我们将理解 Qt 容器设计的演进逻辑。
Qt 5 版本
QQueue
基于 QList 的队列，继承了 QList。在 QList 基础上中增加了几个方法：
enqueue() → 调用 QList::append()dequeue() → 调用 QList::takeFirst()head() → 调用 QList::first()
qt-everywhere-src-5.15.2\qtbase\src\corelib\tools\qqueue.h 源码：
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| template <class T>
class QQueue : public QList<T>
{
public:
// compiler-generated special member functions are fine!
inline void swap(QQueue<T> &other) noexcept { QList<T>::swap(other); } // prevent QList<->QQueue swaps
#if QT_DEPRECATED_SINCE(5, 14) && !defined(Q_QDOC)
// NOT using QList<T>::swap; it would make swap(QList&) available.
QT_DEPRECATED_VERSION_X_5_14("Use swapItemsAt(i, j) instead")
inline void swap(int i, int j) { QList<T>::swapItemsAt(i, j); }
#endif
inline void enqueue(const T &t) { QList<T>::append(t); }
inline T dequeue() { return QList<T>::takeFirst(); }
inline T &head() { return QList<T>::first(); }
inline const T &head() const { return QList<T>::first(); }
};
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QStack
基于 QVector 的栈，继承了 QVector。在 QVector 基础上增加了几个方法：push ()、pos ()、top ()。
pop() 直接操作内存索引（非简单调用 takeLast()）top() 调用 detach() 确保写时复制
qt-everywhere-src-5.15.2\qtbase\src\corelib\tools\qstack.h 源码：
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| template<class T>
class QStack : public QVector<T>
{
public:
// compiler-generated special member functions are fine!
inline void swap(QStack<T> &other) noexcept { QVector<T>::swap(other); } // prevent QVector<->QStack swaps
inline void push(const T &t) { QVector<T>::append(t); }
T pop();
T &top();
const T &top() const;
};
template<class T>
inline T QStack<T>::pop()
{ Q_ASSERT(!this->isEmpty()); T t = this->data()[this->size() -1];
this->resize(this->size()-1); return t; }
template<class T>
inline T &QStack<T>::top()
{ Q_ASSERT(!this->isEmpty()); this->detach(); return this->data()[this->size()-1]; }
template<class T>
inline const T &QStack<T>::top() const
{ Q_ASSERT(!this->isEmpty()); return this->data()[this->size()-1]; }
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QSet
QSet 是基于 QHash 实现的集合，值部分使用空结构体。
qt-everywhere-src-5.15.2\qtbase\src\corelib\tools\qset.h 源码
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| template <class T>
class QSet
{
typedef QHash<T, QHashDummyValue> Hash;
public:
inline QSet() noexcept {}
inline QSet(std::initializer_list<T> list)
: QSet(list.begin(), list.end()) {}
template <typename InputIterator, QtPrivate::IfIsInputIterator<InputIterator> = true>
inline QSet(InputIterator first, InputIterator last)
{
QtPrivate::reserveIfForwardIterator(this, first, last);
for (; first != last; ++first)
insert(*first);
}
private:
Hash q_hash;
};
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Qt 6 版本
在 Qt 6 之后，容器底层发生了变化。
QVector
QVector 在 Qt 6 版本中，是 QList 的别名。
Qt\6.8.2\msvc2022_64\include\QtCore\qcontainerfwd.h 源码：
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| #ifndef Q_QDOC
template<typename T> using QVector = QList<T>;
using QStringList = QList<QString>;
class QByteArray;
using QByteArrayList = QList<QByteArray>;
#else
template<typename T> class QVector;
class QStringList;
class QByteArrayList;
#endif
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QList
在 Qt 6 中，QList 和 QVector 被统一了。这意味着 QList 并非以链表形式实现，现在是一个提供动态数组的模板类，它将项目存储在相邻的内存位置，并提供基于索引的快速访问。因此如果您需要在常量时间内进行插入、删除、追加或前置操作，请考虑使用 std::list
QStack
在 Qt 6 之后，QStack 实质上是继承 QList 了
Qt\6.8.2\msvc2022_64\include\QtCore\qstack.h 源码：
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| template<class T>
class QStack : public QList<T>
{
public:
// compiler-generated special member functions are fine!
void swap(QStack<T> &other) noexcept { QList<T>::swap(other); } // prevent QList<->QStack swaps
void push(const T &t) { QList<T>::append(t); }
T pop() { return QList<T>::takeLast(); }
T &top() { return QList<T>::last(); }
const T &top() const { return QList<T>::last(); }
};
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总结
容器底层的实现替换，通常是无感的，但是理解这些底层变化，将是有帮助的，可以在日常开发中写出更高效的代码。
Container Classes | Qt Core | Qt 6.9.1
