Qt - 保持指向存储在 QList 中的内容的指针的最佳方法是什么？

Question

我对 Qt 和 C++ 很陌生（我一生都在研究 C# 和 Java），而且我几乎一直在阅读我不应该再使用原始指针的所有内容（除了构造函数和析构函数中的指针，遵循 RAII 原则)。

我没问题，但有一个问题，如果没有指针，我无法轻松解决。

我会尽力解释我的问题。

我正在创建一个由我创建的自定义类 (MyClass) 的 QList，它将充当我的应用程序的模型：

QList<MyClass> modelList;

此 QList 由工作线程根据来自网络的信息进行更新（添加、删除或更新项目）。

到目前为止一切顺利。

现在我有另一个线程（GUI 线程），它有一个可绘制项目的 QList（MyDrawableItem）。这些项目中的每一个都有一个成员，该成员必须指向第一个 QList (modelList) 中的一个项目，如下所示：

QList<MyDrawableItem> listToDraw;

地点：

class MyDrawableItem
{
private:
    MyObject *pointedObject;

    //List of many other members related to drawing
}

因为每次 GUI 线程中的计时器到期时，我都必须根据指向的对象更新绘图相关成员。必须注意，按照文档中的说明，保留指向 QList 成员的指针是安全的：

注意：QLinkedList 中的迭代器和堆分配中的引用 只要引用的项目仍在 容器。这不适用于迭代器和对 a 的引用 QVector 和非堆分配 QLists。

在内部，如果 sizeof(T)

如果不使用指针，这怎么可能可行？或者更好的是，做这种工作的最佳方式应该是什么？

我找到了三种可能的解决方案：

1. 不要将pointedObject 保留为MyDrawableItem 的成员，而是将指向对象的索引保留在modelList 中。然后在更新中查看 QList 内部。但是如果列表中的项目被删除了怎么办？我可以发出信号，但如果更新发生在调用插槽之前？

2. 不要将任何东西保留为成员，并将两个信号连接到 MyDrawableItem。一个信号是updateDrawing(const MyObject&)，它更新与绘图相关的成员，另一个信号是removeDrawing()，它只是删除对象。这样我就不必担心线程之间的同步，因为 MyDrawableItem 对象永远不会查看 QList 的内容。在这种情况下，我可能会经常使用大量信号更新项目，而我只想偶尔更新一次 GUI（500 毫秒的计时器）。

3. 只需使用指针。

4. 发展并使用 QSharedPointers，但我从未使用过这些，我不知道这是否是最佳选择。

我认为这些解决方案都不是完美的，所以我在这里寻求您的帮助。

Qt 中的标准视图（tableview、listview、ecc.）如何处理这个问题？

我应该如何处理？

请帮帮我，我从昨天开始就在想这个，我不想弄得一团糟。

非常感谢！

Answer 1

@Benjamin T 回答的补充：

如果您决定选择选项 4 并使用 QSharedPointer（或 std 变体），您实际上可以使用“弱指针”在一定程度上控制所有权。弱指针存储对对象的引用，但不拥有它。一旦最后一个“强指针”被销毁，所有弱指针都会放弃引用并将自己重置为nullptr。

对于您的具体示例，您可以为模型使用QList<QSharedPointer<MyClass>>，并在可绘制类中使用QWeakPointer<MyClass>。在绘图之前，您将在绘图函数中创建一个本地QSharedPointer<MyClass>并检查它是否有效。

我仍然建议您按照 Benjamin 的建议使用 2/3。只是一个小小的补充。

Answer 2

这是 C++ 社区的当前趋势，特别是如果您查看所有 CppCon 会议来劝阻使用原始指针。

这种趋势并非没有销售基础，因为使用std::shared_ptr 和std::unique_ptr 以及std::make_unique 和std::make_shared 可以帮助很多内存管理并防止一些陷阱（比如在运行期间抛出异常）调用构造函数）。

然而，在这种“不使用原始指针”的趋势中并没有什么绝对的，原始指针仍然可以使用，而智能指针并不能解决所有的内存管理问题。

关于 Qt 的情况，如果您正在处理 QObject 派生类并且您正确地为您的对象提供父级，那么您是安全的，因为您有一个 owning hierarchy 并且父母 QObjects 会破坏他们的孩子。如果您还使用QThread，这一点非常重要，因为QObject 实例与QThread 相关联，并且QObject 层次结构中的所有实例都与同一线程相关联。

关于您的解决方案：

1. 坏主意，您需要一直同步列表和索引。
2. 这可能是一个想法，但它会改变您软件的架构。 MyObject 真的需要了解 MyObject 吗？如果答案是否定的，那么信号/插槽似乎是一个更好的解决方案。确实可能需要一些工作来解决您的刷新率问题，但这是题外话。
3. 这看起来是个好主意，尤其是当您的对象继承QObject 时。此外，您可能希望使用QVector<T *> 和std::vector<T *> 并让QObject 层次结构处理对象的生命周期。您可以收听destroyed() 信号以了解对象何时被销毁，或使用QPointer。但是，它并不能解决消费者端的线程安全问题，因为该对象可能随时从另一个线程中删除。
4. 如果您不能执行 2，则可以选择此选项。你只需要注意不要有循环依赖，否则你会泄漏内存。但是，如果您希望在删除列表中的对象时将其从 GUI 对象中删除，这可能不是一个好主意。如果您只是保留一个共享指针，您将永远不会知道它已从列表中删除。正如@Felix 所说，您可以存储弱指针并仅在需要时将它们转换为共享指针，但如果您在多个线程中有消费者，那么您可能永远不会删除该对象。此外，您必须使 MyObject 线程安全，因为您正在从一个线程改变它的状态并从另一个线程读取它。使用选项 4 确实会改变软件的拥有模型：在当前状态下，QList 拥有实例，使用选项 4，所有权与任何获得共享指针的人共享。

我个人的选择是将 QList 替换为 QVector 指针。 如果您的对象继承自 QObject，那么我会将 QVector 中的所有对象作为拥有 QList/QVector 的对象的父级。这是为了确保正确的父级和线程关联。 然后我会尝试选项2，只有在选项2失败时才出于选项4。

这是一个例子：

class MyClass : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit MyClass(QObject *parent = nullptr);

signals:
    void stateChanged(int state);
};

class Owner : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit Owner(QObject *parent = nullptr);
    void addObject(MyClass *obj) {
        obj->setParent(this);
        m_objects.append(obj);
    }

    void removeObject() {
        delete m_objects.takeFirst();
    }

private:
    QVector<MyClass *> m_objects;
};



class Consumer : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit Consumer(QObject *parent = nullptr);

public slots:
    void onStateChanged(int state) {
        m_cachedState = state;
    }

private:
    int m_cachedState = 0;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication app(argc, argv);

    QThread thread;
    thread.start();

    Owner owner;
    Consumer consumer;
    consumer.moveToThread(&thread);

    MyClass *object = new MyClass();
    owner.addObject(object);
    QObject::connect(object, &MyClass::stateChanged, &consumer, &Consumer::onStateChanged);

    return app.exec();
}