juce - juce容器

JUCE 框架提供了一系列高效、易用的容器类，用于管理数据集合。这些容器在设计和性能上针对实时音频处理（低延迟、无锁）和跨平台兼容性进行了优化。以下是 JUCE 中常用的容器及其关键用法：

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1. juce::Array<T>

• 用途：动态数组，类似 std::vector，但优化了内存分配策略（适合实时音频场景）。

• 特点：

  • 连续内存存储，支持快速随机访问。

  • 自动内存管理，支持动态扩展。

  • 提供 add(), insert(), remove(), sort() 等方法。

• 示例：

   

  juce::Array<int> numbers;
  numbers.add(10);          // 添加元素
  numbers.add(20, 30);       // 添加多个元素
  numbers.remove(0);        // 删除索引0的元素
  numbers.sort();           // 排序（默认升序）

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2. juce::OwnedArray<T>

• 用途：拥有对象所有权的动态数组，自动管理对象生命周期（类似 std::vector<std::unique_ptr<T>>）。

• 特点：

  • 容器销毁时，自动删除所有元素。

  • 适合管理动态分配的复杂对象（如 UI 组件、音频处理器）。

• 示例：

   

  juce::OwnedArray<juce::Button> buttons;
  buttons.add(new juce::TextButton("Click Me")); // 添加对象
  buttons.clear(); // 自动删除所有按钮对象

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3. juce::ReferenceCountedArray<T>

• 用途：管理引用计数的对象集合（类似 std::vector<std::shared_ptr<T>>）。

• 特点：

  • 元素必须继承自 juce::ReferenceCountedObject。

  • 自动跟踪引用计数，无引用时自动释放对象。

• 示例：

   

  class MyObject : public juce::ReferenceCountedObject {
      // ...
  };
  juce::ReferenceCountedArray<MyObject> refArray;
  refArray.add(new MyObject()); // 添加引用计数对象

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4. juce::HashMap<Key, Value>

• 用途：键值对哈希表，类似 std::unordered_map。

• 特点：

  • 支持快速查找（O(1) 平均复杂度）。

  • 键需实现 hashCode() 和 operator==。

• 示例：

   

  juce::HashMap<juce::String, int> scores;
  scores.set("Alice", 100);     // 插入键值对
  int aliceScore = scores["Alice"]; // 获取值

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5. juce::StringArray

• 用途：专门存储字符串的优化容器。

• 特点：

  • 提供字符串专用的方法（如 joinIntoString(), contains()）。

  • 支持快速字符串匹配和操作。

• 示例：

   

  juce::StringArray names;
  names.add("John");
  names.add("Jane");
  juce::String joined = names.joinIntoString(", "); // "John, Jane"

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6. juce::LinkedListPointer<T>

• 用途：高效的单链表实现，适合频繁插入/删除的场景。

• 特点：

  • 轻量级，无额外内存开销。

  • 需手动管理节点（通常用于底层数据结构）。

• 示例：

   

  struct Node {
      juce::LinkedListPointer<Node> next;
      int data;
  };
  Node head;
  head.next.insertNext(new Node{ {}, 42 }); // 插入节点

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7. juce::Variant

• 用途：存储任意类型的数据（类似 std::any）。

• 特点：

  • 支持基本类型、字符串、自定义对象。

  • 通过 get<T>() 安全获取值。

• 示例：

   

  juce::Variant value = 42;            // 存储整数
  int num = value.get<int>();          // 获取整数
  value = juce::String("Hello");       // 存储字符串

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8. juce::SparseSet

• 用途：存储不连续整数范围的集合（如选中的 MIDI 音符编号）。

• 特点：

  • 高效存储稀疏数据。

  • 支持范围操作（如 addRange(), contains()）。

• 示例：

   

  juce::SparseSet selectedNotes;
  selectedNotes.addRange({60, 72}); // 添加音符60到72
  bool isSelected = selectedNotes.contains(64); // 检查是否包含

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9. juce::AbstractFifo

• 用途：无锁环形缓冲区，用于多线程生产者-消费者模式（如音频线程和GUI线程通信）。

• 特点：

  • 线程安全，适合实时音频处理。

  • 需继承并实现 read() 和 write() 方法。

• 示例：

   

  class AudioBufferFifo : public juce::AbstractFifo {
  public:
      AudioBufferFifo(int size) : juce::AbstractFifo(size) {}
      void write(const float* data, int numSamples) { /* 实现写入逻辑 */ }
      void read(float* output, int numSamples) { /* 实现读取逻辑 */ }
  };

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10. juce::ValueTree

• 用途：树形结构数据容器，支持序列化、撤销重做和监听（常用于插件状态管理）。

• 特点：

  • 类似 XML 或 JSON 的结构化数据。

  • 可附加监听器（juce::ValueTree::Listener）监听数据变化。

• 示例：

   

  juce::ValueTree state("PluginState");
  state.setProperty("volume", 0.8, nullptr); // 设置属性
  float volume = state["volume"];            // 获取属性

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选择容器的最佳实践

1. 实时音频线程：优先使用 juce::Array 或 juce::AbstractFifo（避免动态内存分配）。

2. 对象所有权管理：使用 OwnedArray（自动释放）或 ReferenceCountedArray（共享所有权）。

3. 键值对存储：HashMap 或 juce::NamedValueSet（简单键值对）。

4. 跨线程通信：AbstractFifo + 无锁设计。

5. 复杂数据模型：ValueTree（支持序列化和监听）。

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与 STL 容器的对比

JUCE 容器	类似 STL 容器	主要差异
juce::Array	std::vector	内存预分配策略更激进，适合实时场景
juce::OwnedArray	std::vector<std::unique_ptr>	自动释放对象
juce::HashMap	std::unordered_map	接口更简洁，键需实现 hashCode()

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代码示例：遍历 juce::Array

juce::Array<int> values {1, 2, 3, 4, 5};

// 传统遍历
for (int i = 0; i < values.size(); ++i) {
    DBG(values[i]);
}

// 范围遍历（C++11）
for (auto& value : values) {
    DBG(value);
}

通过灵活选择容器，可以显著提升 JUCE 应用的性能和代码可维护性。