QList 上基于 C++11 范围的循环中的 "container detachement" 是什么？这只是性能问题吗？

Question

包含一些解决问题的建议，我想更深入地了解问题的确切原因：

 QList<QString> q;
 for (QString &x: q) { .. }

是不是这样，除非容器被声明const，否则Qt会做一个列表的副本然后遍历该副本？这不在最好的，但如果列表很小（比如 10-20 QString 的).
这只是性能问题还是更深层次的问题问题？假设我们没有 add/remove 个元素，而循环是运行.
是循环中对值的修改（假设是参考）仍然有效的东西或者它从根本上是坏了？

Answer 1

Copy-on-write（=隐式共享）概念

重要的是要了解 copy-on-write (= implicit shared) 类的外部行为与执行数据深拷贝的“正常”类一样。他们只会尽可能长时间地推迟这种（可能）昂贵的复制操作。仅当出现以下序列时才会进行深层复制（=分离）：

列表是隐式共享的，即对象按值复制（并且至少有 2 个实例仍然存在）
在隐式共享对象上访问了 non-const 成员函数。

您的问题

只有当容器被共享时（由这个列表的另一个写入实例复制），列表的一个副本将是made（因为在列表对象上调用了 non-const 成员）。请注意，C++ 范围循环只是基于 for 循环的普通迭代器的简写（请参阅 [1] 了解确切的等价性，这取决于确切使用的 C++ 版本）：
```
for (QList<QString>::iterator& it = q.begin(); x != q.end(); ++it)
{
    QString &x = *it;
    ...
}
```
请注意，当且仅当列表 q 本身被声明为 const 时，begin 方法是一个 const 成员函数。如果你自己写完整的，你应该使用 constBegin 和 constEnd 来代替。

所以，
```
QList<QString> q;
q.resize(10);
QList<QString>& q2 = q; // holds a reference to the same list instance. Modifying q, also modifies q2.
for (QString &x: q) { .. }
```
不执行任何复制，因为列表 q 未与另一个实例隐式共享。

然而，
```
QList<QString> q;
q.resize(10);
QList<QString> q2 = q; // Copy-on-write: Now q and q2 are implicitly shared. Modifying q, doesn't modify q2. Currently, no copy is made yet.
for (QString &x: q) { .. }
```
确实复制了数据。
这主要是性能问题。仅当列表包含一些具有 奇怪副本 constructor/operator 的特殊类型时，情况可能并非如此，但这可能表明设计不当。在极少数情况下，您可能还会遇到 Implicit sharing iterator problem，方法是在迭代器仍处于活动状态时分离（即深拷贝）列表。

因此，在任何情况下避免不必要的副本都是一种很好的做法，方法是：
```
QList<QString> q = ...;
for (QString &x: qAsConst(q)) { .. }
```
或
```
const QList<QString> q = ...;
for (QString &x: q) { .. }
```
循环中的修改没有中断并按预期工作，即它们的行为就好像 QList 不使用隐式共享，但在复制 constructor/operator 期间执行深层复制。例如，
```
QList<QString> q;
q.resize(10);
QList<QString>& q2 = q;
QList<QString> q3 = q;
for (QString &x: q) {x = "TEST";}
```
q 和 q2 相同，都包含 10 次“TEST”。 q3 是一个不同的列表，包含 10 个空 (null) 字符串。

同时检查 Qt 文档本身关于 Implicit Sharing，它被 Qt 广泛使用。在现代 C++ 中，这种性能优化结构可以（部分）替换为新引入的移动概念。

通过检查源代码加深理解

每个 non-const 函数调用 detach，在实际修改数据之前，f.ex。 [2]:

inline iterator begin() { detach(); return reinterpret_cast<Node *>(p.begin()); }
inline const_iterator begin() const noexcept { return reinterpret_cast<Node *>(p.begin()); }
inline const_iterator constBegin() const noexcept { return reinterpret_cast<Node *>(p.begin()); }

然而，detach仅在实际共享列表时才有效detaches/deep复制数据[3]:

inline void detach() { if (d->ref.isShared()) detach_helper(); }

和isShared实现如下[4]:

bool isShared() const noexcept
{
    int count = atomic.loadRelaxed();
    return (count != 1) && (count != 0);
}

即存在超过 1 个副本（= 除了对象本身之外的另一个副本）。

QList 上基于 C++11 范围的循环中的 "container detachement" 是什么？这只是性能问题吗？

What is a "container detachement" in the C++11 ranged based loop over QList? Is it a performance only problem?

c++

foreach

qt

copy-on-write

Copy-on-write（=隐式共享）概念

您的问题

通过检查源代码加深理解