Qt Core 之 QString

QString 是 Qt 框架中用于处理字符串的核心类，在 Qt 开发中，涉及到与 Qt 的库交互时，使用 QString，往往会比标准库的 std::string更方便些。

Tips：使用 utf-8 编码格式，可以规避中文乱码的情况。

表格速览

一、 为什么是 QString？

在 C++ 中，处理字符串通常使用 std::string（或更古老的 char*）。Qt 提供了 QString，并非重复造轮子，而是为了解决一些关键问题：

1. Unicode 支持：QString 内部使用 UTF-16 编码，这意味着它可以无缝地存储和显示世界上几乎所有书写系统的字符（如英文、中文、阿拉伯文、表情符号 😊）。这是它与 std::string（本质是字节数组）最根本的区别。
2. 隐式共享（写时复制）：QString 使用了隐式共享技术来优化内存和性能。多个 QString 对象可以共享同一份字符串数据，只有在某个对象需要修改数据时，才会真正执行复制操作。这对传递大型字符串非常高效。
3. 丰富的 API：QString 提供了大量便捷的成员函数，用于字符串拼接、分割、查找、替换、大小写转换等操作，大大简化了字符串处理。
4. 与 Qt 框架的无缝集成：几乎所有 Qt 的 API 都接受和返回 QString，这使得它在 Qt 生态中是无可替代的。
5. 编码转换： 内置多种编码转换功能。

简单来说：在 Qt 项目中，应该始终使用 QString 而不是 std::string 来处理用户可见的文本。

二、 创建与初始化

QString 有多种创建方式，使用前需要#include <QString>。
通常使用 构造函数 初始化字符串。

常用：

#include <QString>
#include <QDebug>

int main(){
	// 1. 仅声明
	QString Str;
	
	// 方式一：调用构造函数
	QString qstr1 = QString("Hello from C-string");
	
	// 方式二：隐式调用构造函数（常见，有微小的开销）
	QString qstr2 = "Hello from C-string";
	return 0;
}

方法二中，编译器会在背后悄悄地调用了 QString(const char*) 这个构造函数，创建一个临时的 QString对象，然后再通过拷贝构造函数初始化 qstr，因此会有一点点开销。

补充：

#include <QString>
#include <QDebug>

int main(){
	// 1. 空字符串
	QString emptyStr;
	
	// 2. 隐式调用构造函数，类似于C风格的字符串（const char*）构造
	// Qt会自动将const char*从本地编码转换为UTF-16。
	// Tips：在源文件中直接写中文等非ASCII字符，需确保文件编码为UTF-8（推荐）。
	QString str1 = "Hello, 世界！";
	
	// 3. 从另一个QString构造（拷贝构造，受益于隐式共享，开销很小）
	QString str2 = str1;
	
	// 4. 重复一个字符
	QString str3(5, 'Q'); // "QQQQQ"
	
	// 5. 使用 QStringLiteral 宏（推荐用于编译期字符串常量）
	// 此宏在编译期将字符串字面量直接转换为QString的内部格式，避免运行时的转换开销，性能最佳。
	QString str4 = QStringLiteral("性能更好的字符串常量");
	
	// 6. 使用 u"" 字面量（C++11及以上）
	// 这是另一种高效的初始化方式，直接从Unicode字面量创建QString。
	QString str5 = u"Unicode字符串";
	return 0;
}

三、 常用操作与成员函数

1. 字符串拼接

支持以下语法：

• +运算符
• append() 函数：追加
• arg() 函数：格式化拼接。 ✅推荐
• sprintf() 函数：格式化

为什么推荐方法三：

1. 类型安全：在编译时由编译器检查参数类型是否正确，杜绝了因类型不匹配导致的运行时崩溃。
2. 多语种翻译的支持：通过编号占位符（%1, %2）而非顺序占位符，让翻译人员能根据目标语言的语法灵活调整句子结构，实现地道的本地化，无需程序员修改代码。

   简而言之，有利于翻译达到“信达雅”中的“达”，读起来不拗口。

具体用法案例：

#include <QString>
#include <QDebug>

QString str1 = "Hello";
QString str2 = "World";

int main(){
	// 方法1：使用 `+` 运算符
	QString result1 = str1 + " " + str2 + "!";
	
	// 方法2：使用 `append()` 函数（会修改原对象）
	str1.append(" ").append(str2).append("!");
	
	// 方法3：使用 `arg()` 函数（格式化拼接，推荐）
	// %1, %2 是占位符，会被后面的参数按顺序替换。
	QString name = "Alice";
	int age = 25;
	QString message = QString("Name: %1, Age: %2").arg(name).arg(age);
	// message = "Name: Alice, Age: 25"
	
	// 方法4：使用sprintf（不推荐，Qt5后建议使用arg）
	QString msg;
	msg.sprintf("Score: %d, Ratio: %.2f", 100, 0.95);
	return 0;
}

2. 字符串查询 与 判断

常用功能：

• 获取长度
• 是否空字符串
• 子串检查
• 子串开头或结束
• 查找子串位置
• 比较字符串是否相等

#include <QString>
#include <QDebug>

QString s = "Hello Qt";

int main(){
	// 获取长度
	int len = s.length(); // or s.size(), s.count()
	
	// 是否为空/为空字符串
	bool isEmpty = s.isEmpty();
	bool isNull = s.isNull(); // 注意：isEmpty返回true不一定isNull返回true
	
	// 判断是否包含子串
	bool hasQt = s.contains("Qt"); // true
	bool hasQtCase = s.contains("qt", Qt::CaseInsensitive); // true， 大小写不敏感
	
	// 判断是否以某子串开始/结束
	bool starts = s.startsWith("Hello"); // true
	bool ends = s.endsWith("World"); // false
	
	// 查找子串位置
	int index = s.indexOf("l"); // 2， 第一个'l'的位置
	int lastIndex = s.lastIndexOf("l"); // 3， 最后一个'l'的位置
	
	// 比较
	int cmp = s.compare("hello qt", Qt::CaseInsensitive); // 0，表示相等
	bool eq = (s == "Hello Qt"); // true
	return 0;
}

3. 字符串修改 与 截取

常用功能：

• 替换子串
• 去除空白
• 大小写转换
• 插入与删除
• 截取子串：可配合 查找字串位置*IndexOf函数 一起使用。

具体用法案例：

#include <QString>
#include <QDebug>

QString s = "I like apples";
int main(){
	// 替换
	s.replace("apples", "oranges"); // "I like oranges"
	
	// 去除首尾空白字符（非常常用，处理用户输入）
	QString userInput = "  hello  \n";
	QString trimmed = userInput.trimmed(); // "hello" (不修改原对象)
	// userInput.trim(); // 这会修改原对象本身
	
	// 改变大小写
	QString lower = s.toLower(); // "i like apples"
	QString upper = s.toUpper(); // "I LIKE APPLES"
	
	// 插入与删除
	s.insert(2, "really "); // "I really like apples"
	s.remove(2, 7); // 从索引2开始删除7个字符 -> "I like apples"
	
	// 截取子串
	QString sub1 = s.mid(2); // "like apples" (从索引2到结尾)
	QString sub2 = s.mid(2, 4); // "like" (从索引2开始，截取4个字符)
	QString left = s.left(5); // "I lik"
	QString right = s.right(6); // "apples"
	return 0;
}

4. 字符串分割 与 列表拼接成字符串

常用功能：

• 字符串的分割：返回给 QStringList对象。
• 字符串列表的拼接：将字符串列表中的元素拼接成字符串。

具体用法案例：

#include <QString>
#include <QDebug>

QString path = "usr/local/bin";

int main(){
	// 分割：字符串 -> QStringList
	QStringList list = path.split('/');
	// list: ["usr", "local", "bin"]
	
	// 拼接：QStringList -> 字符串
	QString newPath = list.join('\\');
	// newPath: "usr\\local\\bin"
	return 0;
}

5. 数字与字符串的转换

QString 配备了数字与QString之间的转换函数。

#include <QString>
#include <QDebug>
int main(){
	// 数字 -> QString
	QString s1 = QString::number(42); // "42"
	QString s2 = QString::number(3.14, 'f', 2); // "3.14" (格式'f', 精度2位)
	
	// QString -> 数字
	bool ok;
	int i = s1.toInt(&ok); // i=42, ok=true
	double d = s2.toDouble(&ok); // d=3.14, ok=true
	float f = s2.toFloat(&ok);
	
	// 如果转换失败，ok会被设为false，数字值设为0
	int bad = QString("hello").toInt(&ok); // bad=0, ok=false
	return 0;
}

四、 与其他字符串类型的转换

其他的常见需求，主要包括：

• QString 与 std::string 之间
• QByteArray 与 QString 之间

推荐规范示例：

#include <QString>
#include <QDebug>
int main(){
	QString qstr = "Hello, Qt";
	
	// 1. QString -> std::string
	// 注意：toStdString() 返回 UTF-8 编码的 std::string。
	std::string std_str = qstr.toStdString();
	
	// 2. std::string -> QString
	QString from_std = QString::fromStdString(std_str);
	
	// 3. QString -> const char* (QByteArray)
	// 注意：toUtf8() 返回一个临时的 QByteArray 对象。
	// 不要保存这个data()指针，它的生命周期只在当前行！
	const char* c_str = qstr.toUtf8().constData(); // 正确用法：立即使用
	QByteArray byteArray = qstr.toUtf8(); // 如果需要持久化，保存QByteArray
	const char* persistent_c_str = byteArray.constData();
	
	// 4. const char* -> QString
	QString from_c_str = QString::fromUtf8(c_str);
	
	// 5. QString -> 平台相关的本地编码 (Local 8-bit)，依赖操作系统
	// 通常不推荐，除非与某些老旧的本地API交互。
	QByteArray localBytes = qstr.toLocal8Bit();
	
	// 6. 平台相关的本地编码 -> QString
	QString from_local = QString::fromLocal8Bit(localBytes);
	return 0;
}

五、 应用与实践

应用场景：

1. 处理用户界面文本：所有 QLabel、QPushButton 等控件设置的文本都应使用 QString。
2. 文件路径操作：QFile, QDir 等类都使用 QString 表示路径，完美支持中文等 Unicode 路径名。
3. 网络数据接收：从网络接收的 UTF-8/UTF-16 数据，可以方便地用 QString::fromUtf8() 等进行转换。
4. 拼接复杂消息：使用 arg() 方法进行格式化，易于阅读和后续的国际化翻译。
5. 处理用户输入：使用 trimmed() 去除用户输入的首尾空白字符。

实践建议：

• 性能：对于编译期的字符串常量，优先使用 QStringLiteral("text")。
• 编码：确保源代码文件保存为 UTF-8 编码，以避免中文乱码问题。
• 转换：与 C 库或系统 API 交互时，注意使用 toUtf8()、toLocal8Bit() 进行正确的编码转换，并注意指针的生命周期。
• 隐式共享：放心地以值传递方式返回或传递 QString，隐式共享机制保证了其高性能。

关于性能方面的补充：

• 避免不必要的复制：使用 const引用传递 QString 参数
• 预留空间：对于需要频繁追加操作的大字符串，使用 reserve() 预留空间
• 使用 QStringView：对于只读操作，使用 QStringView 避免复制
• 批量操作：尽量使用批量操作函数而不是多次调用单个操作
• 避免中间对象：链式调用可以减少临时对象的创建

// 不好的做法：创建多个临时对象
QString result = str1 + str2 + str3 + str4;
// 好的做法：使用 append 或 reserve
QString result;
result.reserve(str1.size() + str2.size() + str3.size() + str4.size());
result.append(str1).append(str2).append(str3).append(str4);

高级用法

// 使用 QStringRef 避免复制（Qt 5）
QString longString = "This is a very long string...";
QStringRef subString(&longString, 5, 10);  // 不复制数据

// 使用 QStringView（Qt 5.10+）
QStringView view(longString);
QStringView subView = view.mid(5, 10);

// 迭代器访问
QString str = "Hello";
for (QChar ch : str) {
    qDebug() << ch;
}

// 使用反向迭代器
for (auto it = str.rbegin(); it != str.rend(); ++it) {
    qDebug() << *it;
}

// 内存管理
QString str1 = "Shared string";
QString str2 = str1;  // 共享数据
str2[0] = 's';        // 写时复制，现在数据分离

正则表达式

QString text = "My email is example@example.com and phone is 123-456-7890";

// 使用正则表达式查找
QRegularExpression emailRegex(R"(\b[A-Z0-9._%+-]+@[A-Z0-9.-]+\.[A-Z]{2,}\b)", 
                             QRegularExpression::CaseInsensitiveOption);
QRegularExpressionMatch match = emailRegex.match(text);
if (match.hasMatch()) {
    QString email = match.captured(0);  // "example@example.com"
}

// 使用正则表达式替换
QRegularExpression phoneRegex(R"(\d{3}-\d{3}-\d{4})");
QString result = text.replace(phoneRegex, "XXX-XXX-XXXX");
// "My email is example@example.com and phone is XXX-XXX-XXXX"

// 分割字符串
QString data = "apple,orange,banana";
QStringList fruits = data.split(QRegularExpression("\\s*,\\s*"));
// ["apple", "orange", "banana"]

六、 注意点

1. constData() 指针的生命周期：

   // 错误！temp对象在这一行结束后就被销毁，c_str成了悬空指针！
   const char* c_str = myQString.toUtf8().constData();
   
   // 正确！先将QByteArray保存到一个变量，延长其生命周期。
   QByteArray ba = myQString.toUtf8();
   const char* safe_c_str = ba.constData();
   

2. “空”与“null”的区别：
   • 默认构造的 QString() 既是 null 也是 empty。
   • QString("") 是 empty 但不是 null。
   • 在大多数情况下，你应该使用 isEmpty() 来判断字符串是否有效。
3. 跨线程操作：QString 是可重入（Reentrant） 的，但不是线程安全（Thread-safe） 的。多个线程同时修改同一个 QString 对象需要外部同步机制（如互斥锁）。

持续更新中。。。。。。。