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QtConcurrent入门

news 2025/7/7 7:51:44

QtConcurrent 是 Qt 提供的一个高级并发编程框架，它简化了并行算法的实现，让开发者能够更容易地利用多核处理器的优势。

1. QtConcurrent 基础

基本概念

QtConcurrent 提供了几种并行编程模式：

并行映射：对容器中的每个元素应用函数
并行过滤：基于条件筛选容器元素
并行归约：将容器元素合并为单个结果
并行运行：简单地在后台运行函数

准备工作

使用 QtConcurrent 前需要：

#include <QtConcurrent>

并在项目文件(.pro)中添加：

QT += concurrent

2. 基本用法

并行运行函数 (run)

最简单的用法是在另一个线程中运行函数：

// 定义一个普通函数
int computeSomething(int x) {return x * x;
}// 在后台线程中运行
QFuture<int> future = QtConcurrent::run(computeSomething, 10);// 获取结果（会阻塞直到结果可用）
int result = future.result();

也可以使用 lambda 表达式：

QFuture<int> future = QtConcurrent::run([](int x) {return x * x;
}, 10);

并行映射 (map)

对容器中的每个元素应用函数：

QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};// 原地修改每个元素
QtConcurrent::map(list, [](int &x) {x *= 2;
});// list 现在是 {2, 4, 6, 8, 10}

并行映射并返回新容器 (mapped)

QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};QFuture<QList<int>> future = QtConcurrent::mapped(list, [](int x) {return x * 2;
});QList<int> result = future.result();
// result 是 {2, 4, 6, 8, 10}

并行过滤 (filter)

QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};// 原地过滤
QtConcurrent::filter(list, [](int x) {return x % 2 == 0; // 只保留偶数
});// list 现在是 {2, 4}

并行过滤并返回新容器 (filtered)

QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};QFuture<QList<int>> future = QtConcurrent::filtered(list, [](int x) {return x % 2 == 0;
});QList<int> result = future.result();
// result 是 {2, 4}

并行归约 (reduce)

将容器元素合并为单个结果：

QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};int sum = QtConcurrent::blockingReduced(list, [](int &result, int x) {result += x;
});// sum = 15

3. 监控异步操作

使用 QFutureWatcher 监控异步操作进度和结果：

QFutureWatcher<int> *watcher = new QFutureWatcher<int>();// 连接信号
connect(watcher, &QFutureWatcher<int>::finished, []() {qDebug() << "计算完成";
});connect(watcher, &QFutureWatcher<int>::progressValueChanged, [](int progress) {qDebug() << "进度:" << progress;
});// 启动异步计算
QFuture<int> future = QtConcurrent::run([]() {int result = 0;for (int i = 0; i < 100; ++i) {QThread::msleep(50); // 模拟耗时操作result += i;}return result;
});watcher->setFuture(future);

4. 高级特性

取消操作

QFuture<void> future = QtConcurrent::run([]() {while (!QThread::currentThread()->isInterruptionRequested()) {// 执行工作}
});// 取消操作
future.cancel();

设置线程池

QThreadPool::globalInstance()->setMaxThreadCount(4); // 设置最大线程数QtConcurrent::run(QThreadPool::globalInstance(), []() {// 使用全局线程池
});

链式操作

QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};QFuture<int> future = QtConcurrent::mapped(list, [](int x) {return x * x; // 平方}).filtered([](int x) {return x % 2 == 0; // 只保留偶数}).reduced([](int &result, int x) {result += x; // 求和});int result = future.result();

5. 注意事项

线程安全：确保被调用的函数是线程安全的
GUI操作：不能在非主线程中直接操作GUI组件
异常处理：QtConcurrent 中抛出的异常需要通过 QFuture 捕获
性能考虑：对于非常小的任务，线程创建的开销可能超过并行化的收益

6. 简单示例

下面是一个完整的示例，演示如何使用 QtConcurrent 处理图像：

#include <QCoreApplication>
#include <QtConcurrent>
#include <QDebug>
#include <QImage>// 图像处理函数
QImage processImage(const QImage &image) {QImage result = image;for (int y = 0; y < result.height(); ++y) {for (int x = 0; x < result.width(); ++x) {QColor color = result.pixelColor(x, y);color.setRed(255 - color.red());   // 反色color.setGreen(255 - color.green());color.setBlue(255 - color.blue());result.setPixelColor(x, y, color);}}return result;
}int main(int argc, char *argv[]) {QCoreApplication a(argc, argv);// 加载图像列表QList<QImage> images = {QImage("image1.png"), QImage("image2.png")};// 并行处理图像QFuture<QImage> future = QtConcurrent::mapped(images, processImage);// 监控进度QFutureWatcher<QImage> watcher;watcher.setFuture(future);QObject::connect(&watcher, &QFutureWatcher<QImage>::progressValueChanged,[](int progress) {qDebug() << "处理进度:" << progress;});QObject::connect(&watcher, &QFutureWatcher<QImage>::finished, [&]() {qDebug() << "所有图像处理完成";a.quit();});return a.exec();
}

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http://www.lryc.cn/news/581530.html