c++ - 为什么在调用 QXYSeries::replace() 后，当 size() 尚未超过capacity() 时，QVector 的地址会发生变化？

Question

我有一个小型测试程序，可以将值插入到 QVector 中。 QVector 在启动时被保留，以分配最小量的内存。我验证容量是否正确，并且 QVector 的大小没有超过容量。

我观察到将数据附加到 QVector 不会更改第一个元素的地址。 到目前为止一切都很好。

然后，我使用 QSplineSeries 类的 Replace() 方法将数据从 vector 复制到图表。调用此方法后，我再次检查 QVector 中第一个元素的地址，令我惊讶的是地址已更改!

每次调用此方法时都会发生这种情况，我想了解为什么会发生这种情况。我怀疑可能与 Qt 容器的隐式共享有关，但我不明白为什么这应该更改该容器的地址。

示例代码和输出如下所示。

#include <QApplication>
#include <QDebug>
#include <QtCharts/QChart>
#include <QtCharts/QChartView>
#include <QtCharts/QSplineSeries>
#include <memory>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    auto chart = std::make_unique<QtCharts::QChartView>(new QtCharts::QChart());
    chart->chart()->addSeries(new QtCharts::QSplineSeries);

    QVector<QPointF> vector;
    vector.reserve(1000);

    while (true) {
        vector.append(QPointF(0, 0));
        qDebug() << "1. Size: " << vector.size() << " Capacity: " << vector.capacity();
        qDebug() << "1. Address of first element: " << &vector[0];
        auto series = dynamic_cast<QtCharts::QSplineSeries*>(chart->chart()->series().at(0));
        series->replace(vector);
        qDebug() << "2. Size: " << vector.size() << " Capacity: " << vector.capacity();
        qDebug() << "2. Address of first element: " << &vector[0];
    }

    return a.exec();
}

输出

1. Size: 1 Capacity: 1000
2. Address of first element: 0x222725d61e8
3. Size: 1 Capacity: 1000
4. Address of first element: 0x222725dc0d8
5. Size: 2 Capacity: 1000
6. Address of first element: 0x222725dc0d8
7. Size: 2 Capacity: 1000
8. Address of first element: 0x222725d61e8
9. Size: 3 Capacity: 1000
10. Address of first element: 0x222725d61e8
11. Size: 3 Capacity: 1000
12. Address of first element: 0x222725dc0d8
13. Size: 4 Capacity: 1000
14. Address of first element: 0x222725dc0d8
15. Size: 4 Capacity: 1000
16. Address of first element: 0x222725d61e8
17. Size: 5 Capacity: 1000
18. Address of first element: 0x222725d61e8
19. Size: 5 Capacity: 1000
20. Address of first element: 0x222725dc0d8

Link to the source code of the QSplineSeries::replace(QVector) call here

编辑

我刚刚意识到 QVector 的赋值运算符在 QSplineSeries::replace 中被调用，看起来像 this 。这意味着 QSplineSeries 中的内部 vector 复制了我传入的 QVector，但我仍然不明白为什么我传入的 QVector 会改变它的地址。

Answer 1

您已经遇到了 Qt 容器与标准库容器的不同之处之一。具体来说，Qt 使用implicit sharing和写时复制。这意味着当创建容器的拷贝时，拷贝和原始数据都指向相同的数据。仅当尝试更改其中一个容器的内容时​​，才会进行深层复制。 (被更改的容器会获取其数据的新地址，即使它是原始容器。)

让我们将其应用到您的示例中。首先，您获得 QVector 的统计数据。接下来您调用QSplineSeries::replace(QVector<QPointF>) 。这个函数的重点是复制提供的 QVector进入QSplineSeries的数据。该拷贝将在函数返回后继续存在。 (该参数还创建 vector 的拷贝 - 它不是通过引用传递的 - 但该拷贝在函数返回时被销毁。)因此，当您到达下一行时， vector正在与另一个容器共享数据，特别是 chart 深处的容器。到目前为止，一切顺利。

检查 vector 的大小和容量还是不错的。但是然后你使用 operator[] 。这将返回对 vector 元素的非常量引用。这意味着您可以写入它。你是否真的写信给它并不重要。该对象无法知道您将如何处理该引用，因此它必须为潜在的写入做好准备。由于数据是共享的，所以会触发深拷贝。 vector中的数据被复制到新的内存块中，您可以覆盖该内存块而不影响 chart 。因此内存地址发生变化。

如果您想在不触发深层复制的情况下完成分析，请更改 &vector[0]至&vector.at(0)或发送至vector.constData() 。这些提供const - 对数据的限定访问，因此它们不会触发深层复制。

注意: operator[] 的版本由 const QVector 使用返回一个常量引用，这样就不会触发深拷贝。非const vector的性质是这里的一个因素。