Qt之Concurrent Filter和Filter-Reduce

简述

QtConcurrent::filter()、QtConcurrent::filtered() 和 QtConcurrent::filteredReduced() 函数对一个序列（例如：QList、QVector ）中的项目并行地进行过滤。QtConcurrent::filter() 就地修改一个序列，QtConcurrent::filtered() 返回一个包含过滤内容的新序列，QtConcurrent::filteredReduced() 返回一个单一的结果。

这些函数是 Qt之Concurrent框架 的一部分。

上述每个函数都有一个 blocking 变量，其返回的是最终结果，而不是一个 QFuture。可以用和异步变量同样的方式来使用它们。

QStringList strings = ...;

// 每次调用都会被阻塞，直到整个操作完成
QStringList lowerCaseStrings = QtConcurrent::blockingFiltered(strings, allLowerCase);

QtConcurrent::blockingFilter(strings, allLowerCase);

QSet<QString> dictionary = QtConcurrent::blockingFilteredReduced(strings, allLowerCase, addToDictionary);

注意：上述的结果类型不是 QFuture 对象，而是实际结果类型（在这种情况下，是 QStringList 和

QSet<QString>

）。

简述

Concurrent Filter

Concurrent Filter-Reduce

附加 API 功能
使用迭代器而不是序列

使用成员函数

使用函数对象

使用绑定函数参数

更多参考

Concurrent Filter

QtConcurrent::filtered() 接受一个输入序列和一个 filter 函数，该 filter 函数被序列中的每一项调用，并返回一个包含过滤值的新序列。

该 filter 函数必须是以下形式：

bool function(const T &t);

T 必须匹配存储在序列中的类型。如果项目应该保留，函数返回 true；如果应该丢弃，则返回 false。

下面示例，介绍了如何保留 QStringList 中的小写字符串:

bool allLowerCase(const QString &string)
{
return string.lowered() == string;
}

QStringList strings = ...;
QFuture<QString> lowerCaseStrings = QtConcurrent::filtered(strings, allLowerCase);

filter 的结果通过 QFuture 提供。有关如何在应用程序中使用 QFuture 的更多信息，请参阅 QFuture 和 QFutureWatcher 文档。

如果想就地修改一个序列，使用 QtConcurrent::filter()：

QStringList strings = ...;
QFuture<void> future = QtConcurrent::filter(strings, allLowerCase);

由于该序列被就地修改，QtConcurrent::filter() 不通过 QFuture 返回任何结果。然而，仍然可以使用 QFuture 和 QFutureWatcher 监控 filter 的状态。

Concurrent Filter-Reduce

QtConcurrent::filteredReduced() 类似于 QtConcurrent::filtered()，但是不是使用过滤的结果来返回一个序列，而是使用 reduce 函数将结果组合成一个单一值。

reduce 函数必须是以下形式：

V function(T &result, const U &intermediate)

T 是最终结果的类型，U 是要过滤项的类型。注意： reduce 函数的返回值、返回类型没有被使用。

调用 QtConcurrent::filteredReduced() 如下所示：

void addToDictionary(QSet<QString> &dictionary, const QString &string)
{
dictionary.insert(string);
}

QStringList strings = ...;
QFuture<QSet<QString> > dictionary = QtConcurrent::filteredReduced(strings, allLowerCase, addToDictionary);

对于由过滤器函数保存的每个结果，reduce 函数将被调用一次，并且应该将中间体合并到结果变量中。QtConcurrent::filteredReduced() 保证一次只有一个线程调用 reduce，所以没有必要用一个 mutex 锁定结果变量。QtConcurrent::ReduceOptions 枚举提供了一种方法来控制 reduction 完成的顺序。

附加 API 功能

使用迭代器而不是序列

上述每个函数都有一个变量，需要一个迭代器范围，而不是一个序列。可以用和序列变量同样的方式来使用它们。

QStringList strings = ...;
QFuture<QString> lowerCaseStrings = QtConcurrent::filtered(strings.constBegin(), strings.constEnd(), allLowerCase);

// filter 仅就地运行在 non-const 迭代器上
QFuture<void> future = QtConcurrent::filter(strings.begin(), strings.end(), allLowerCase);

QFuture<QSet<QString> > dictionary = QtConcurrent::filteredReduced(strings.constBegin(), strings.constEnd(), allLowerCase, addToDictionary);

使用成员函数

QtConcurrent::filter()、QtConcurrent::filtered() 和 QtConcurrent::filteredReduced() 接受成员函数的指针。成员函数类类型必须与存储在序列中的类型匹配：

// 仅保留带 alpha 通道的图像
QList<QImage> images = ...;
QFuture<void> alphaImages = QtConcurrent::filter(strings, &QImage::hasAlphaChannel);

// 仅保留灰度图像
QList<QImage> images = ...;
QFuture<QImage> grayscaleImages = QtConcurrent::filtered(images, &QImage::isGrayscale);

// 创建一个可打印字符的集合
QList<QChar> characters = ...;
QFuture<QSet<QChar> > set = QtConcurrent::filteredReduced(characters, &QChar::isPrint, &QSet<QChar>::insert);

注意：当使用 QtConcurrent::filteredReduced() 时，可以自由地混合使用正常函数和成员函数：

// 可以使用 QtConcurrent::filteredReduced() 混合正常函数和成员函数

// 创建一个所有小写格式字符串的字典
extern bool allLowerCase(const QString &string);
QStringList strings = ...;
QFuture<QSet<int> > averageWordLength = QtConcurrent::filteredReduced(strings, allLowerCase, QSet<QString>::insert);

// 创建一个所有灰度图像的拼贴
extern void addToCollage(QImage &collage, const QImage &grayscaleImage);
QList<QImage> images = ...;
QFuture<QImage> collage = QtConcurrent::filteredReduced(images, &QImage::isGrayscale, addToCollage);

使用函数对象

QtConcurrent::filter()、QtConcurrent::filtered() 和 QtConcurrent::filteredReduced() 接受函数对象，可用于向函数调用添加状态。result_type typedef 必须定义结果函数调用操作符的类型：

struct StartsWith
{
StartsWith(const QString &string)
: m_string(string) { }

typedef bool result_type;

bool operator()(const QString &testString)
{
return testString.startsWith(m_string);
}

QString m_string;
};

QList<QString> strings = ...;
QFuture<QString> fooString = QtConcurrent::filtered(images, StartsWith(QLatin1String("Foo")));

使用绑定函数参数

如果想使用一个接受多个参数的 filter 函数，可以使用 std::bind() 来将其转换到接受一个参数的函数。如果 C++11 支持不可用，boost::bind() 或 std::tr1::bind() 是合适的替代品。

例如，使用 QString::contains()：

bool QString::contains(const QRegExp ®exp) const;

QString::contains() 接受 2 个参数（包括“this”指针），不能直接使用 QtConcurrent::filtered()，因为 QtConcurrent::filtered() 期望一个接受一个参数的函数。为了与 QtConcurrent::filtered() 结合使用 QString::contains()，必须为 regexp 参数提供一个值。

std::bind(&QString::contains, QRegExp("^\\S+$")); // 匹配没有空格的字符串

std::bind() 的返回值是一个具有以下签名的函数对象（functor）：

bool contains(const QString &string)

这符合 QtConcurrent::filtered() 期望的，完整的示例变为：

QStringList strings = ...;
std::bind(static_cast<bool(QString::*)(const QRegExp&)>( &QString::contains ), QRegExp("..." ));

更多参考

Qt之Concurrent框架

Qt之Concurrent Map和Map-Reduce

Qt之Concurrent Run

Qt之QFuture

Qt之QFutureWatcher