Qwt开发笔记（二）：Qwt基础框架介绍、折线图介绍、折线图Demo以及代码详解

前言

  QWT开发笔记系列整理集合，这是目前使用最为广泛的Qt图表类（Qt的QWidget代码方向只有QtCharts，Qwt，QCustomPlot），使用多年，系统性的整理，本系列旨在系统解说并逐步更新其各种Demo示例
  本片文章主要讲解折线图，借助折线图展现一个基础流程框架。

 

Demo

  
  
  

 

QwtPlot

简介

  QwtPlot是一个用于绘制二维图形的小部件。画布上可以显示无限数量的绘图项目。绘图项目可以是曲线（QwtPlotCurve）、标记（QwtPlotMarker）、网格（QwtPrintGrid）或从QwtPlotItem派生的任何其他内容。一个绘图最多可以有四个轴，每个绘图项目都连接到一个x轴和一个y轴。轴上的比例可以显式设置（QwtScaleDiv），或使用算法（QwtScale Engine）根据绘图项计算，该算法可以为每个轴单独配置。

枚举

enum QwtPlot::LegendPosition：图例相对于画布的位置。

  此枚举描述图表中启用的动画。
  

成员函数（列举常用的）

autoReplot()：自动刷新

bool QwtPlot::autoReplot () const

  如果设置了autoReplot选项，则为true。

axisAutoScale()：自动缩放

bool QwtPlot::axisAutoScale(QwtAxisId axisId) const

  如果启用了自动缩放，则为true。

axisFont()：轴的刻度标签的字体

QFont QwtPlot::axisFont (QwtAxisId axisId) const

  返回指定轴刻度的字体。

axisInterval()：轴的当前间隔

QwtInterval QwtPlot::axisInterval(QwtAxisId axisId) const

  返回指定轴的当前间隔。同axiscaleDiv(axisId)->interval()类似。

axisMaxMajor()：轴的最大主刻度数

int QwtPlot::axisMaxMajor(QwtAxisId axisId) const

  指定轴的最大主刻度数。

axisMaxMinor()：轴的最大次刻度数

int QwtPlot::axisMaxMinor (QwtAxisId axisId) const

  指定轴的最大次刻度数。

axisScaleDiv()：轴的比例分割

const QwtScaleDiv & QwtPlot::axisScaleDiv(QwtAxisId axisId) const

  返回指定轴的比例分割。
  axiscaleDiv(axisId).lowerBound()和axiscaleDiv(axisId).upperBound()是轴比例的当前限制。

axisScaleDraw()：轴的比例绘制

QwtScaleDraw * QwtPlot::axisScaleDraw(QwtAxisId axisId)
const QwtScaleDraw * QwtPlot::axisScaleDraw (QwtAxisId axisId) const

  返回指定轴的比例绘制。

axisScaleEngine()：轴的缩放引擎

QwtScaleEngine * QwtPlot::axisScaleEngine(QwtAxisId axisId)
const QwtScaleEngine * QwtPlot::axisScaleEngine(QwtAxisId axisId) const

  返回轴的缩放引擎

axisStepSize()：轴的步长

double QwtPlot::axisStepSize(QwtAxisId axisId) const

  返回在setAxisScale中设置的步长参数。这不一定是当前比例的步长。

axisTitle()：轴标题

QwtText QwtPlot::axisTitle(QwtAxisId axisId) const

axisWidget()：缩放控件

QwtScaleWidget * QwtPlot::axisWidget(QwtAxisId axisId)
const QwtScaleWidget * QwtPlot::axisWidget(QwtAxisId axisId) const

  指定轴的缩放控件，如果axisId无效，则为NULL。

canvasBackground()：画布背景

QBrush QwtPlot::canvasBackground() const

  绘图区域的背景画笔。

canvasMap()：画布贴图

  QwtScaleMap QwtPlot::canvasMap(QwtAxisId axisId) const virtual

  返回画布上轴的贴图。使用该贴图，像素坐标可以转换为绘图坐标，反之亦然。

drawCanvas()：重绘画布

void QwtPlot::drawCanvas(QPainter * painter) virtual

  重新绘制画布。drawCanvas调用同样用于打印的drawItems。喜欢添加单个绘图项的应用程序更好地重载drawItems()。

drawItems()：重绘指定区域画布元素

void QwtPlot::drawItems(QPainter * painter,
                     const QRectF &canvasRect,
                     const QwtScaleMap
                     maps[QwtAxis::AxisPositions]) const virtual

  通常canvasRect是绘图画布的contentsRect()。由于Qt中的错误，此矩形对于某些框架样式(例如QFrame::Box)可能是错误的，可能需要使用QWidget::setContentsMargins()手动修复边距

footer()：页脚文本

QwtText QwtPlot::footer() const

  页脚文本

footerLabel()：页脚标签

QwtTextLabel * QwtPlot::footerLabel()
const QwtTextLabel * QwtPlot::footerLabel() const

  页脚标签小部件。

getCanvasMarginsHint()：获取画布边距

void QwtPlot::getCanvasMarginsHint(const QwtScaleMap maps[],
                               const QRectF & canvasRect,
                               double & left,
                               double & top,
                               double & right,
                               double & bottom) const virtual

  计算画布边距。

insertLegend()：插入图例

void QwtPlot::insertLegend(QwtAbstractLegend * legend,
                        QwtPlot::LegendPosition pos = wtPlot::RightLegend,
                        double ratio = -1.0)

  插入图例。
  如果位置图例是QwtPlot::LeftLegend或QwtPlot::RightLegend，则图例将从上到下组织在一列中。否则，图例项将放置在从左到右具有最佳列数的表中。
insertLegend()将把绘图小部件设置为图例的父项。图例将在绘图的析构函数中删除，或在插入另一个图例时删除。
  未插入绘图小部件布局的图例需要连接到legendDataChanged()信号。调用updateLegend()将为初始更新启动此信号。当应用程序代码想要实现自己的布局时，也需要将绘图渲染到文档中。

invTransform()：轴坐标转换

double QwtPlot::invTransform(QwtAxisId axisId, double pos ) const

  将绘图区域中位置的x或y坐标转换为值。

isAxisValid()：轴有效

bool QwtPlot::isAxisValid (QwtAxisId axisId) const

isAxisVisible()：轴可见

bool isAxisVisible (QwtAxisId) const

replot()：重绘

void QwtPlot::replot() virtual slot

 

QwtPlotGrid

简介

  绘制坐标网格的类。
  QwtPlotGrid类可用于绘制坐标网格。坐标轴网由主要和次要的垂直和水平轴网线组成。网格线的位置由X和Y比例划分确定，可以使用setXDiv()和setYDiv()指定。draw()成员在边界矩形内绘制网格。

成员函数（列举常用的）

enableX()：启用或禁用垂直网格线。

void QwtPlotGrid::enableX(bool on)

enableY()：启用或禁用水平网格线。

void QwtPlotGrid::enableY(bool on)

enableXMin()：启用或禁用次要垂直网格线。

void QwtPlotGrid::enableXMin(bool on)

enableYMin()：启用或禁用次要水平网格线。

void QwtPlotGrid::enableYMin(bool on)

majorPen()：主要网格线的笔

const QPen & QwtPlotGrid::majorPen() const

minorPen()：用于次要网格线的笔

const QPen & QwtPlotGrid::minorPen() const

 

QwtLegend

简介

  图例小部件。
  QwtLegend小部件是图例项的表格排列。图例项可以是任何类型的小部件，但通常它们都是QwtLegendLabel。
  可设置只显示、显示可选择，显示可点击并抛出对应的信号。
  使用时，直接new即可，没啥可说的。

 

QwtSymbol

简介

  用于绘制符号的类，作用于实际数据点。

枚举

enum QwtSymbol::Style：绘制的数据点符号样式

  

成员函数（列举常用的）

setStyle() ：设置点样式（配合上面枚举Style）

void QwtSymbol::setStyle (QwtSymbol::Style style)

setSize()：设置点大小

void QwtSymbol::setSize(const QSize & size)
void QwtSymbol::setSize(int	width, int height = -1)

  指定符号的大小。
  如果“h”参数被忽略或小于0，而“w”参数大于或等于0，则符号大小将设置为（w，w）。

 

QwtPlotCurve

  （注意：本文只列Demo举用到的，下一篇文章将会着重讲解QwtPlotCurve类）

简介

  表示一系列点的绘图项。
  曲线是x-y平面中一系列点的表示。它支持不同的显示样式、插值（例如样条曲线）和符号。

指定曲线特性

  创建曲线时，将配置为使用QwtPlotCurve::lines样式绘制黑色实线，而不使用符号。您可以通过调用setPen()、setStyle()和setSymbol()来更改此符号，使用QwtSymbol类来实现。

连接/分配数据

  QwtPlotCurve使用QwtSeriesData对象获取其点，该对象为点的实际存储提供桥梁（如QAbstractItemModel）。
  有几个从QwtSeriesData派生的便利类，它们也在内部存储点（如QStandardItemModel）。
  QwtPlotCurve还提供了setSamples()的一些变体，它们从内部数组构建QwtSeriesData对象。

将曲线附加到绘图

  将QwtPlotItem附加到QwtPlot。它将首先将QwtPlotItem从任何绘图中分离出来（如果需要）。如果传递了NULL参数，它将从它所附加的任何QwtPlot分离。(可以判断出，它只能附属一个绘图)

成员函数

setTitle()：设置曲线的名称

void QwtPlotItem::setTitle(const QString & title)
void QwtPlotItem::setTitle(const QwtText & title)

setPen()：设置曲线的画笔

void QwtPlotCurve::setPen(const QColor & color,
                       qreal width = 0.0,
                       Qt::PenStyle style = Qt::SolidLine)
void QwtPlotCurve::setPen(const QPen & pen)

  指定画笔，宽度，线型等。

setXAxis()：关联X轴

void QwtPlotItem::setXAxis(QwtAxisId axisId)

  该项目将根据其坐标轴绘制。

setYAxis()：关联Y轴

void QwtPlotItem::setYAxis(QwtAxisId axisId)

  该项目将根据其坐标轴绘制。

setRenderHint()：设置曲线渲染模式

void QwtGraphic::setRenderHint(RenderHint hint,
                            bool on = true);

  只能设置QwtPlotItem::RenderAntialiased，然后参数为开启或者关闭。

setSamples()：设置曲线数据

void QwtPlotCurve::setSamples(const QVector< double > & xData,
                           const QVector< double > & yData)

  使用x和y数组初始化数据（显式共享）。

void QwtPlotCurve::setSamples(const double * xData,
                           const double * yData,
                           int size)

  通过从指定的内存块复制x和y值来设置数据。与setRawSamples（）相反，此函数生成数据的“深度副本”。

attach()：关联曲线到绘图

void QwtPlotItem::attach(QwtPlot * plot)

  将项目附着到绘图。
  此方法将QwtPlotItem附加到QwtPlot参数。它将首先将QwtPlotItem从任何绘图中分离出来（如果需要）。如果传递了NULL参数，它将从它所附加的任何QwtPlot分离。

 

Demo源码

LineChartWidget.h

#ifndef LINECHARTWIDGET_H
#define LINECHARTWIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QTimer>

#include "qwt.h"
#include "qwt_plot.h"
#include "qwt_plot_grid.h"
#include "qwt_legend.h"
#include "qwt_plot_curve.h"
#include "qwt_symbol.h"
#include "qwt_spline_curve_fitter.h"

namespace Ui {
class LineChartWidget;
}

class LineChartWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit LineChartWidget(QWidget *parent = 0);
    ~LineChartWidget();

public:
    QColor getBackgroundColor() const;

public:
    void setBackgroundColor(const QColor &backgroundColor);

protected:
    void initControl();
    void initQwtPlot();

protected slots:
    void slot_addDataTimeOut();

protected:
    void resizeEvent(QResizeEvent *event);
    void timerEvent(QTimerEvent *event);

private:
    Ui::LineChartWidget *ui;

private:
    int _timerId;
    qint64 _startTime;              // 启动时间

private:
    QColor _backgroundColor;        // 背景颜色

private:
    QwtPlot *_pQwtPlot;             // qwt图

    QwtPlotGrid *_pGrid;            // 虚线框
    QwtLegend *_pLegend;            // 图例

    QwtPlotCurve *_pCurve1;         // 曲线1
    QwtSymbol *_pSymbol1;           // 曲线1点符号

    QwtPlotCurve *_pCurve2;         // 曲线2

    QVector<double> _vectorX1;      // 曲线1缓存数据
    QVector<double> _vectorY1;      // 曲线1缓存数据

    QVector<double> _vectorX2;      // 曲线2缓存数据
    QVector<double> _vectorY2;      // 曲线2缓存数据

    double _rangeX;                 // 范围

    QTimer *_pTimerAddData;         // 添加数据定时器
};

#endif // LINECHARTWIDGET_H

LineChartWidget.cpp

#include "LineChartWidget.h"
#include "ui_LineChartWidget.h"

#include <QDebug>
#include <QDateTime>
//#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__
//#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__<<__FUNCTION__
//#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__<<QThread()::currentThread()
//#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__<<QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd")
#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__<<QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss:zzz")

LineChartWidget::LineChartWidget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::LineChartWidget),
    _pQwtPlot(0),
    _pGrid(0),
    _pLegend(0),
    _pCurve1(0),
    _pSymbol1(0),
    _pCurve2(0),
    _timerId(-1),
    _pTimerAddData(0),
    _rangeX(10)
{
    ui->setupUi(this);

    // 背景透明，在界面构架时，若为本窗口为其他窗口提升为本窗口时，
    // 则再qss会在主窗口第一级添加frame_all，防止其他窗口提升本窗口而冲掉qss设置
//    setWindowFlag(Qt::FramelessWindowHint);
//    setAttribute(Qt::WA_TranslucentBackground, true);

    initControl();
    initQwtPlot();

    _startTime = QDateTime::currentDateTime().toMSecsSinceEpoch();
    _timerId = startTimer(16);

    timerEvent(0);
}

LineChartWidget::~LineChartWidget()
{
    delete ui;
}

void LineChartWidget::initControl()
{
    _pTimerAddData = new QTimer(this);
    connect(_pTimerAddData, SIGNAL(timeout()),
            this, SLOT(slot_addDataTimeOut()));
    _pTimerAddData->setInterval(1000);
    _pTimerAddData->start();
}

void LineChartWidget::initQwtPlot()
{
    _pQwtPlot = new QwtPlot(this);

    // 设置背景色
    _pQwtPlot->setCanvasBackground(QBrush(QColor(255, 255, 255)));

    // 设置x1坐标轴
    {
        _pQwtPlot->setAxisTitle(QwtPlot::xBottom, "x");
        _pQwtPlot->setAxisAutoScale(QwtPlot::xBottom, true);
    }

    // 设置y1坐标轴
    {
        _pQwtPlot->setAxisTitle(QwtPlot::yLeft, "y");
        _pQwtPlot->setAxisAutoScale(QwtPlot::yLeft, true);
    }

    // 设置y2坐标轴
    {
        _pQwtPlot->setAxisTitle(QwtPlot::yRight, "y");
        _pQwtPlot->setAxisVisible(QwtPlot::yRight, true);
        _pQwtPlot->setAxisAutoScale(QwtPlot::yRight, true);
    }

    // 设置绘图区域网格
    {
        _pGrid = new QwtPlotGrid();
        _pGrid->setMajorPen(Qt::gray, 1, Qt::SolidLine);
        _pGrid->attach(_pQwtPlot);
    }

    // 设置图例
    {
        _pLegend = new QwtLegend();
        _pLegend->setDefaultItemMode(QwtLegendData::ReadOnly);
        _pQwtPlot->insertLegend(_pLegend);
    }
    // 设置曲线1
    {
        _pCurve1 = new QwtPlotCurve();
        _pCurve1->setTitle("y1");
        _pCurve1->setPen(Qt::blue, 1);
        _pCurve1->setRenderHint(QwtPlotItem::RenderAntialiased, true);
        // 关联轴
        _pCurve1->setXAxis(QwtPlot::xBottom);
        _pCurve1->setYAxis(QwtPlot::yLeft);
    }

    // 曲1符号对象
    {
        _pSymbol1 = new QwtSymbol(QwtSymbol::Ellipse);
        _pSymbol1->setPen(Qt::red);
        _pSymbol1->setBrush(Qt::red);
        _pSymbol1->setSize(2);
        _pCurve1->setSymbol(_pSymbol1);
    }

    // 曲线1数据
    {
        // 这是采用显示共享的方式
        _pCurve1->setSamples(_vectorX1, _vectorY1);
        // 将曲线添加到绘图
        _pCurve1->attach(_pQwtPlot);
    }

    // 曲线2
    {
        _pCurve2 = new QwtPlotCurve();
        _pCurve2->setTitle("y2");
        _pCurve2->setPen(Qt::red, 1);
        _pCurve2->setRenderHint(QwtPlotItem::RenderAntialiased, true);
        // 关联轴
        _pCurve2->setXAxis(QwtPlot::xBottom);
        _pCurve2->setYAxis(QwtPlot::yRight);
    }

    // 曲线2数据
    {
        // 这是采用显示共享的方式
        _pCurve2->setSamples(_vectorX2, _vectorY2);
        // 将曲线添加到绘图
        _pCurve2->attach(_pQwtPlot);
    }

}

void LineChartWidget::slot_addDataTimeOut()
{
    // 计算时间
    double currentTime = QDateTime::currentDateTime().toMSecsSinceEpoch();
    currentTime -= _startTime;
    currentTime /= 1000;
    // 添加曲线1数据
    _vectorX1.append(currentTime);
    _vectorY1.append(qrand() % 20 - 10);
    // 添加曲线2数据
    _vectorX2.append(currentTime);
    _vectorY2.append(qrand() % 50);
    // 数据置换（不知换数据进不去，显示共享无效？）
    _pCurve1->setSamples(_vectorX1, _vectorY1);
    _pCurve2->setSamples(_vectorX2, _vectorY2);
}

void LineChartWidget::resizeEvent(QResizeEvent *event)
{
    if(_pQwtPlot)
    {
        _pQwtPlot->setGeometry(rect());
    }
    QWidget::resizeEvent(event);
}

void LineChartWidget::timerEvent(QTimerEvent *event)
{
    // 计算时间
    double currentTime = QDateTime::currentDateTime().toMSecsSinceEpoch();
    currentTime -= _startTime;
    currentTime /= 1000;
    if(currentTime < 10.0)
    {
        _pQwtPlot->setAxisScale(QwtPlot::xBottom, 0, _rangeX, 1);
    }else{
        _pQwtPlot->setAxisScale(QwtPlot::xBottom, currentTime - _rangeX, currentTime, 1);
    }

    _pQwtPlot->replot();
}

QColor LineChartWidget::getBackgroundColor() const
{
    return _backgroundColor;
}

void LineChartWidget::setBackgroundColor(const QColor &backgroundColor)
{
    _backgroundColor = backgroundColor;
}

 

Demo工程模板v1.1.0

  

 

入坑

入坑一：使用显示setSample关联QVector失败

问题

  显示共享理解为共用数据，但是数据不绘制到图。
  

尝试

  查看曲线是否有更新数据到图的实现，是没有的。
  直接设置可刷新数据

解决

  直接setSample一次来解决。