QtInternal 之高效使用QString

注意：本文翻译自 http://developer.qt.nokia.com 中的 UsingQStringEffectively ，中文译文见简体中文版，如果你对翻译wiki感兴趣，请参考Wiki中文帮助

本文解释了QString相关的各个类的用途。

QLatin1String：避免操作符 "==" 中隐含的 malloc

从C字符串创建一个QString可能会涉及到malloc。举例来说，下面的代码可能会有一个隐式malloc调用的代价。

  if (fruit == "apple") { ... } // possibly hidden malloc

QString 为C字符串提供了重载的比较函数 QString::operator==(const char *)。而C字符串的编码是使用QTextCodec::setCodecForCStrings()来确定的。Qt 通过提供一个特殊的比较Unicode字符串(fruit)和Latin-1字符串('apple')的函数来执行上述比较操作。该比较操作很快且不需要malloc。

尽管如此，当QTextCodec::setCodecForCString被设置后，"apple" 将通过 QString::fromAscii() 被转换成一个QString。这意味这QString在执行比较之前将为字符串 "apple" 分配内存并创建C字符串的一个深拷贝！

应用程序开发者在main()函数中设置 QTextCodec::setCodecForCString() 却没有意识到对每一个C风格字符串的比较都有一个malloc的副作用。

由于在程序中和Latin-1编码的C字符串的比较非常常见。Qt提供了一个握有Latin-1编码C字符串指针的被称作 QLatin1String 的特殊的类。除此之外，QString 提供了重载的 QString::operator==(const QLatin1String &) 来调用比较Unicode字符串和Latin1字符串的特殊函数。我们通过写成下面这样可以使上面的代码确定无疑地很快(即无论是是否设置了setCodecForCString)，

    if (fruit== QLatin1String("apple")) { ... } // fast and mentions encoding

在Qt自身代码中，所有的C字符串的比较都使用了QLatin1String，这是因为应用程序可以为C字符串选择任意编码。

QStringRef：没有 malloc 的字符串操作

QString 为字符串操作提供了各种成员比如mid()、left()、right()。它们都创建会一个新的字符串，因此有一个对在已存在QString的malloc和深拷贝。与此相反，QString::midRef()、QString::leftRef()与QString::rightRef()可以用来获取一个QStringRef。QStringRef 是对QString一部分的一个引用。为了优化，QString 也提供了许多重载比如 QString::operator==(const QStringRef &) 来配合QStringRef。

QString::reserve 与 QString::squeeze

最好提前调用 QString::reserve 来分配额外的内存，这样每次调用 QString::append() 不会导致一个 malloc。额外的内存可以使用 QString::squeeze 来回收。

QStringBuilder：字符串的快速连接

下面的代码需要至少两次 malloc。第一次molloc用来存放 "(" + type 的结果。然后另一个malloc用来追加 ")"。随着操作符"+"的增加molloc的书目相应增加。

   if (foo.startsWith("(" + type + ")"))

如果最终字符串的长度提前已知的话，额外的malloc就可以避免。Qt 4.6 引入了一个为单次调用的连接链(concatenation chain)预留内存的名为 QStringBuilder 的内部类。它通过为上面的每个+操作返回一个不同的类(不再是QString)来实现这一点。该类跟踪被追加的每个字符串和每一步需要的内存。在最后一步，当连接操作被转换成一个QString时它将分配一次内存并将所有字符串依次拷贝进来。该特性可以通过QT_USE_FAST_CONCATENATION来启用。有了这个定义，我们可以使用操作符 "%" 而不是 "+"。现在可以这样写，

  if (foo.startsWith("(" % type % ")"))

通过定义 QT_USE_FAST_OPERATOR_PLUS， '+' 而不是 '%' 可以被使用。更多细节详见快速连接

QStringMatcher：字符串快速匹配