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Qt 是一个跨平台C++图形界面开发库，利用Qt可以快速开发跨平台窗体应用程序，在Qt中我们可以通过拖拽的方式将不同组件放到指定的位置，实现图形化开发极大的方便了开发效率，本章将重点介绍QCharts二维绘图组件的常用方法及灵活运用。
Qt Charts 提供了一个强大且易于使用的工具集，用于在 Qt 应用程序中创建各种类型的图表和图形可视化，该模块提供了多种类型的图表，包括折线图、散点图、条形图、饼图等。这使得开发人员能够轻松地将数据以直观的方式呈现给用户，增强应用程序的可视化效果。
Qt Charts 组件基于GraphicsView架构，核心由QChartView和QChart两个组件构成。其中，QChartView的父类是QGraphicsView，它负责管理数据集的显示。而QChart则是图表的主要类，用于定义图表的结构和样式。整体来说，QChartView通过显示QChart来呈现图表视图。其中QChart的继承关系如下图所示；
如果要在项目中使用绘图模块，则必须在项目的*.pro文件中引用Qt+=charts并在主函数中包含绘图头文件，如下所示；
#include <QtCharts>
using namespace QtCharts;
或者直接使用宏定义的方式；
#include <QtCharts>
Qt_CHARTS_USE_NAMESPACE
此外，为了能够让界面支持中文汉字，我们通常会直接引入如下代码至mainwindow.h头文件中；
#include <QMainWindow>
#include <QtCharts>QT_CHARTS_USE_NAMESPACE// 解决MSVC编译时，界面汉字乱码的问题
#if _MSC_VER >= 1600
#pragma execution_character_set("utf-8")
#endif
以下是 QChart 类的一些常用方法的概述，说明和表格：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
setTitle(const QString &title) | 设置图表的标题 |
setTitleFont(const QFont &font) | 设置图表标题的字体 |
setTitleBrush(const QBrush &brush) | 设置图表标题的画刷（颜色和填充） |
setTheme(QChart::ChartTheme theme) | 设置图表的主题，包括颜色和样式 |
addSeries(QAbstractSeries *series) | 向图表中添加数据系列 |
removeSeries(QAbstractSeries *series) | 从图表中移除指定的数据系列 |
createDefaultAxes() | 创建默认的坐标轴 |
setAxisX(QAbstractAxis *axis, QAbstractSeries *series = nullptr) | 设置图表的 X 轴。如果未指定系列，则应用于所有系列 |
setAxisY(QAbstractAxis *axis, QAbstractSeries *series = nullptr) | 设置图表的 Y 轴。如果未指定系列，则应用于所有系列 |
legend() | 返回图表的图例对象 |
setAnimationOptions(QChart::AnimationOptions options) | 设置图表的动画选项 |
createDefaultGraphicsView() | 创建默认的图形视图（QGraphicsView），用于显示图表 |
addAxis(QAbstractAxis *axis, Qt::Alignment alignment) | 将指定的坐标轴添加到图表中，并指定对齐方式 |
removeAxis(QAbstractAxis *axis) | 从图表中移除指定的坐标轴 |
axisX(QAbstractSeries *series = nullptr) | 返回图表的 X 轴。如果未指定系列，则返回第一个 X 轴 |
axisY(QAbstractSeries *series = nullptr) | 返回图表的 Y 轴。如果未指定系列，则返回第一个 Y 轴 |
setPlotAreaBackgroundBrush(const QBrush &brush) | 设置图表绘图区域的背景画刷 |
setPlotAreaBackgroundVisible(bool visible) | 设置图表绘图区域的背景是否可见 |
setBackgroundBrush(const QBrush &brush) | 设置整个图表的背景画刷 |
setBackgroundRoundness(qreal diameter) | 设置图表背景的圆角直径 |
setMargins(const QMargins &margins) | 设置图表的外边距 |
setTheme(QChart::ChartTheme theme) | 设置图表的主题 |
注意，上述表格中的方法并非 exhaustive，只是介绍了一些常见的和常用的方法。在实际使用中，可以根据需要查阅官方文档获取更详细的信息。
1.1 绘制折线图
接着我们来创建一个最基本的折线图，首先需要使用图形界面中的Graphics View组件做好UI布局，但由于该组件并不是用于绘制图形的，所以如果需要绘制图形则要在组件上右键，选中提升为按钮将其提升为绘图组件，如下图；
此时会弹出如下所示的提示框，我们直接输入QChartView类名称，并点击添加按钮，最后选择提升按钮，此时组件将将被支持绘制图形；
为了能让后续的代码能够更更容易的被读着理解，此处还需要为读者提供一份QGraphicsView组件的常用方法，如下表格是QGraphicsView的一些常用方法的概述：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
QGraphicsView(QWidget *parent = nullptr) | 默认构造函数，创建一个QGraphicsView对象。 |
setScene(QGraphicsScene *scene) | 将指定的QGraphicsScene设置为视图的场景。 |
scene() const | 获取当前视图关联的场景。 |
setRenderHint(QPainter::RenderHint hint, bool on = true) | 设置渲染提示，例如抗锯齿等。 |
setRenderHints(QPainter::RenderHints hints) | 设置多个渲染提示。 |
renderHints() const | 获取当前的渲染提示。 |
setViewportUpdateMode(ViewportUpdateMode mode) | 设置视口更新模式，决定何时重绘视口。 |
setSceneRect(const QRectF &rect) | 设置场景矩形，指定在视图中可见的场景区域。 |
setSceneRect(qreal x, qreal y, qreal w, qreal h) | 设置场景矩形，指定在视图中可见的场景区域。 |
sceneRect() const | 获取当前场景矩形。 |
setTransform(const QTransform &matrix, bool combine = false) | 设置视图的坐标变换矩阵。 |
resetTransform() | 重置视图的坐标变换矩阵为单位矩阵。 |
translate(qreal dx, qreal dy) | 将视图进行平移。 |
rotate(qreal angle) | 将视图进行旋转。 |
scale(qreal sx, qreal sy) | 将视图进行缩放。 |
resetMatrix() | 将视图的坐标变换矩阵重置为单位矩阵。 |
setViewportMargins(int left, int top, int right, int bottom) | 设置视口的边缘，以保留用于显示视图的场景区域之外的空间。 |
setBackgroundBrush(const QBrush &brush) | 设置视图的背景刷。 |
viewport() const | 获取视口窗口部件，即视图的直接子部件。 |
setOptimizationFlag(OptimizationFlag flag, bool enabled = true) | 启用或禁用指定的优化标志，以提高性能。 |
optimizationFlag(OptimizationFlag flag) const | 获取指定的优化标志状态。 |
centerOn(const QGraphicsItem *item) | 将视图中心对准指定的图形项。 |
centerOn(const QPointF &pos) | 将视图中心对准指定的场景坐标。 |
setInteractive(bool allowed) | 启用或禁用与场景中的项的交互。 |
setDragMode(DragMode mode) | 设置拖动模式，用于选择或移动项。 |
setViewportMargins(int left, int top, int right, int bottom) | 设置视口的边缘，以保留用于显示视图的场景区域之外的空间。 |
viewport() const | 获取视口窗口部件，即视图的直接子部件。 |
这些方法提供了对QGraphicsView的各种设置和操作，用于管理视图的外观和行为。可以根据实际需要选择适当的方法进行使用。
接着，我们来实现一个简单的绘图功能，在MainWindow构造函数中我们首先通过new QChart()创建一个图表类，接着通过使用ui->graphicsView->setChart方法可以将QChart()类附加到QGraphicsView图形组件上，当有了组件指针以后，就可以动态的通过折线图的规则来创建图例，当有了图例以后则就可以通过series0->append()方法依次向图形表格中追加记录。
以下是对功能的概述：
- 创建图表和序列：
- 创建一个
QChart对象，并设置图表标题。 - 将图表添加到
QChartView中，以便在UI中显示。 - 创建两个曲线序列
QLineSeries，分别代表一分钟和五分钟的系统负载。 - 将这两个序列添加到图表中。
- 创建一个
- 设置图表属性：
- 设置图表的渲染提示，以提高图表的渲染质量。
- 设置图表的主题色。
- 创建坐标轴：
- 创建 X 轴和 Y 轴对象，并设置它们的范围、标题、格式和刻度。
- 为每个序列设置相应的坐标轴。
- 初始化数据：
- 使用
QRandomGenerator生成介于0和100之间的随机整数，模拟系统负载的变化。 - 将生成的随机整数添加到两个曲线序列中，分别对应一分钟和五分钟的负载。
- 在X轴上递增，以模拟时间的推移。
- 使用
- 清空图例和赋予数据：
- 获取序列的指针。
- 清空曲线序列的数据，以便重新加载新的数据。
- 通过循环生成的随机数填充曲线序列。
总体来说，这段代码创建了一个简单的系统性能统计图，其中包括两条曲线，每条曲线代表不同时间段的系统负载。通过使用Qt Charts模块，可以轻松创建并显示这样的图表。
#include <QRandomGenerator>MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);// ---------------------------------------------------// 创建图表的各个部件// ---------------------------------------------------QChart *chart = new QChart();chart->setTitle("系统性能统计图");// 将Chart添加到ChartViewui->graphicsView->setChart(chart);ui->graphicsView->setRenderHint(QPainter::Antialiasing);// 设置图表主题色ui->graphicsView->chart()->setTheme(QChart::ChartTheme(0));// 创建曲线序列QLineSeries *series0 = new QLineSeries();QLineSeries *series1 = new QLineSeries();series0->setName("一分钟负载");series1->setName("五分钟负载");// 序列添加到图表chart->addSeries(series0);chart->addSeries(series1);// 其他附加参数series0->setPointsVisible(false); // 设置数据点可见series1->setPointLabelsVisible(false); // 设置数据点数值可见// 创建坐标轴QValueAxis *axisX = new QValueAxis; // X轴axisX->setRange(1, 100); // 设置坐标轴范围axisX->setTitleText("X轴标题"); // 标题axisX->setLabelFormat("%d %"); // 设置x轴格式axisX->setTickCount(3); // 设置刻度axisX->setMinorTickCount(3);QValueAxis *axisY = new QValueAxis; // Y轴axisY->setRange(0, 100); // Y轴范围(-0 - 20)axisY->setTitleText("Y轴标题"); // 标题axisY->setLabelFormat("%d %"); // 设置y轴格式axisY->setTickCount(3); // 设置刻度axisY->setMinorTickCount(3);// 设置X于Y轴数据集chart->setAxisX(axisX, series0); // 为序列设置坐标轴chart->setAxisY(axisY, series0);chart->setAxisX(axisX, series1); // 为序列设置坐标轴chart->setAxisY(axisY, series1);// ---------------------------------------------------// 开始初始化数据// ---------------------------------------------------// 获取指针series0=(QLineSeries *)ui->graphicsView->chart()->series().at(0);series1=(QLineSeries *)ui->graphicsView->chart()->series().at(1);// 清空图例series0->clear();series1->clear();// 赋予数据qreal t=0,intv=1;for(int i=1;i<100;i++){// 生成一个介于0和100之间的随机整数int randomInt = QRandomGenerator::global()->bounded(101);int randomInt2 = QRandomGenerator::global()->bounded(84);series0->append(t,randomInt2); // 设置轴粒度以及数据series1->append(t,randomInt); // 此处用随机数替代t+=intv; // X轴粒度}
}
当程序被编译运行后，读着可看到如下图所示的模拟数据输出；
1.2 绘制饼状图
接着来实现饼状图的绘制，此处我们增加两个graphicsView组件来分别绘制两个不同的饼状图，饼状图A用于统计CPU利用率，由于只有两个数据集，所以只需要构建两个QPieSlice即可，代码如下所示；
void MainWindow::printA()
{// 构造数据 [已用CPU%] [剩余CPU%]QPieSlice *slice_1 = new QPieSlice(QStringLiteral("已使用"), 0.6, this);slice_1->setLabelVisible(true);QPieSlice *slice_2 = new QPieSlice(QStringLiteral("可用"), 0.4, this);slice_2->setLabelVisible(true);// 将两个饼状分区加入seriesQPieSeries *series = new QPieSeries(this);series->append(slice_1);series->append(slice_2);// 创建Chart画布QChart *chart = new QChart();chart->addSeries(series);// 设置显示时的动画效果chart->setAnimationOptions(QChart::AllAnimations);chart->setTitle("系统CPU利用率");// 将参数设置到画布ui->graphicsView_A->setChart(chart);ui->graphicsView_A->setRenderHint(QPainter::Antialiasing);ui->graphicsView_A->chart()->setTheme(QChart::ChartTheme(0));
}
饼状图B的构建与A保持一致，只需要根据规则定义对图表中的元素进行增减即可，但需要注意由于饼状图100%是最大值，所以再分配时需要考虑到配额的合理性。
void MainWindow::printB()
{// 构造数据 [C盘%] [D盘%] [E盘%]QPieSlice *slice_c = new QPieSlice(QStringLiteral("C盘"), 0.2, this);slice_c->setLabelVisible(true);QPieSlice *slice_d = new QPieSlice(QStringLiteral("D盘"), 0.3, this);slice_d->setLabelVisible(true);QPieSlice *slice_e = new QPieSlice(QStringLiteral("E盘"),0.5,this);slice_e->setLabelVisible(true);// 将两个饼状分区加入seriesQPieSeries *series = new QPieSeries(this);series->append(slice_c);series->append(slice_d);series->append(slice_e);// 创建Chart画布QChart *chart = new QChart();chart->addSeries(series);// 设置显示时的动画效果chart->setAnimationOptions(QChart::AllAnimations);chart->setTitle("系统磁盘信息");// 将参数设置到画布ui->graphicsView_B->setChart(chart);ui->graphicsView_B->setRenderHint(QPainter::Antialiasing);// 设置不同的主题ui->graphicsView_B->chart()->setTheme(QChart::ChartTheme(3));
}
运行上述程序，则可以输出两个不同的饼状图，如下图所示；
1.3 绘制柱状图
与饼状图的绘制方法一致，在绘制柱状图时只需要根据QBarSeries类的定义对特有元素进行填充即可，当数据集被填充后既可以直接调用绘图方法将数据刷新到组件上。
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);// 创建人名QBarSet *set0 = new QBarSet("张三");QBarSet *set1 = new QBarSet("李四");QBarSet *set2 = new QBarSet("王五");// 分别为不同人添加bu不同数据集*set0 << 1 << 2 << 8 << 4 << 6 << 6;*set1 << 5 << 2 << 5 << 4 << 5 << 3;*set2 << 5 << 5 << 8 << 15 << 9 << 5;// 将数据集关联到series中QBarSeries *series = new QBarSeries();series->append(set0);series->append(set1);series->append(set2);// 增加顶部提示QChart *chart = new QChart();chart->addSeries(series);chart->setTitle("当前人数统计柱状图");chart->setAnimationOptions(QChart::SeriesAnimations);// 创建X轴底部提示QStringList categories;categories << "周一" << "周二" << "周三" << "周四" << "周五" << "周六";QBarCategoryAxis *axis = new QBarCategoryAxis();axis->append(categories);chart->createDefaultAxes();chart->setAxisX(axis, series);chart->legend()->setVisible(true);chart->legend()->setAlignment(Qt::AlignBottom);// 将参数设置到画布ui->graphicsView->setChart(chart);ui->graphicsView->setRenderHint(QPainter::Antialiasing);// 设置主题ui->graphicsView->chart()->setTheme(QChart::ChartTheme(0));
}
运行代码后则可以输出如下图所示的三个人的柱状统计图；
至此本章内容就结束了，通过本章内容读着应该能掌握GraphicsView绘图组件是如何提升的，并如何利用该组件实现简单的绘制工作，从下一章开始我们将依次深入分析常用的图形类，并实现一个更加实用的小功能，能够让读者学以致用充分发挥Qt图形组件的强大功能。