QT5简易坐标系和折线图的绘制

1. QT坐标系统。

在画坐标系之前，我们得先了解一下QT5的坐标系统。

QT5的坐标设定左上角为原点(0,0)，向右为x轴正方向，向下为y轴正方向，这点与生活中常见的直角坐标系不同。

2. 绘制直角坐标系

    2.1 添加头文件

     #include<QPaintEvent> //用于绘画事件

  #include<QtGui> //引入用到的控件

   

    2.2  添加画布

    我们选择在一个画布上进行绘画。

    在mainwindow.h处添加一个QImage对象image如下：

private:
    Ui::MainWindow *ui;
    QImage image;

<span style="font-size:12px;"> 
然后在Mainwindow的构造函数中，对画布image进行初始化。</span>

<span style="font-size:12px;">MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    image = QImage(600,300,QImage::Format_RGB32);  //画布的初始化大小设为600*500，使用32位颜色
    QColor backColor = qRgb(255,255,255);    //画布初始化背景色使用白色
    image.fill(backColor);//对画布进行填充
}</span>

这样，我们就添加好了一块宽度为600，高度300的白色画布。

2.3 重载绘画函数paintEvent

   在Mainwindow.h 处添加：

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *){
        QPainter painter(this);
        painter.drawImage(0,0,image);
    }

表示每当界面有变，便在在(0,0)处开始绘制之前好的image图像。

运行程序查看效果：

将界面拉大，可以看到存在一片白色区域，这就是我们定义的image的图像。而外围的灰色部分为没有被覆盖到的区域。

2.4 利用QPainter在画布image上绘图

新建一个Paint函数如下：

voidMainWindow::Paint()
{
    QPainter painter(&image);
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);//设置反锯齿模式，好看一点
    int pointx=35,pointy=280;//确定坐标轴起点坐标，这里定义(35,280)
    int width=580-pointx,height=260;//确定坐标轴宽度跟高度 上文定义画布为600X300，宽高依此而定。
    //绘制坐标轴 坐标轴原点(35，280)
    painter.drawRect(5,5,600-10,300-10);//外围的矩形，从(5,5)起，到(590,290)结束，周围留了5的间隙。
    painter.drawLine(pointx,pointy,width+pointx,pointy);//坐标轴x宽度为width
    painter.drawLine(pointx,pointy-height,pointx,pointy);//坐标轴y高度为height
}

然后在Mainwindow的构造函数中调用(方便起见，实际上哪里需要画图就在哪里调用)

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    image = QImage(600,300,QImage::Format_RGB32);  //画布的初始化大小设为600*500，使用32位颜色
    QColor backColor = qRgb(255,255,255);    //画布初始化背景色使用白色
    image.fill(backColor);//对画布进行填充
    Paint();
}

运行程序，可以看到，此时已经画出了一个外围的矩形框，以及未标刻度的x，y轴。注意坐标轴原点位于左下方，但是他的坐标并不是近似(35,0)而是(35,280)。由于要绘制折线图，而折线图的数据量和大小是不确定的，而坐标刻度要由此而定，所以暂时先不绘制刻度，而是先处理折线图数据。

3. 绘制折线图

3.1 折线图原理与处理数据

绘制折线图只要将所有数据对应的点按顺序连起来即可。即将(i,a[i])和(i+1,a[i+1])连接。

拿到一组数据，首先找出其最大值和最小值，并将其位置记录下来。另外还可选择记录数据总和、平均值等情况。

这里采用随机生成数据的方法为数组a赋值。

srand(time(NULL));
    //获得数据中最大值和最小值、平均数
    int n=30;//n为数据个数
    double sum=0;
    double ave=0;
    int _ma=0;//数组里的最大值
    int _mi=inf;//inf为 #define inf 0x3f3f3f3f
    int a[n];//数据储存在数组a中，大小为n
    for(int i=0;i<n;i++)
        a[i]=rand()%40+20;
    int maxpos=0,minpos=0;
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        sum+=a[i];
        if(a[i]>_ma){
            _ma=a[i];
            maxpos=i;
        }
        if(a[i]<_mi){
            _mi=a[i];
            minpos=i;
        }
    }
    ave=sum/n;//平均数

3.2 计算x，y轴比例系数，描点连线

doublekx=(double)width/(n-1);//x轴的系数
    double ky=(double)height/_ma;//y方向的比例系数

    QPen pen,penPoint;
    pen.setColor(Qt::black);
    pen.setWidth(2);
    penPoint.setColor(Qt::blue);
    penPoint.setWidth(5);

    for(int i=0;i<n-1;i++)
    {
        //由于y轴是倒着的，所以y轴坐标要pointy-a[i]*ky 其中ky为比例系数
        painter.setPen(pen);//黑色笔用于连线
        painter.drawLine(pointx+kx*i,pointy-a[i]*ky,pointx+kx*(i+1),pointy-a[i+1]*ky);
        painter.setPen(penPoint);//蓝色的笔，用于标记各个点
        painter.drawPoint(pointx+kx*i,pointy-a[i]*ky);
    }

    painter.drawPoint(pointx+kx*(n-1),pointy-a[n-1]*ky);//绘制最后一个点

把x轴评分给n个数据，所以kx=width/(n-1)（第一个数据在y轴上，所以总共有n-1个间隔）。

这里假设数据均为正数，所以ky这样定义、，如果存在负数，或者只想显示最小值和最大值之间的那一段数据，可以将ky改为

double ky=(double)/(_ma-_mi);//y方向的比例系数

如果只想在坐标轴的某一部分显示图像，还可为将ky改为带有length的等等，如：

double ky=(double)length*0.4/(_ma-_mi);//y方向的比例系数

3.3 画上平均值，标记上最大值和最小值

//绘制平均线
    QPen penAve;
    penAve.setColor(Qt::red);//选择红色
    penAve.setWidth(2);
    penAve.setStyle(Qt::DotLine);//线条类型为虚线
    painter.setPen(penAve);
    painter.drawLine(pointx,pointy-ave*ky,pointx+width,pointy-ave*ky);

    //绘制最大值和最小值
    QPen penMaxMin;
    penMaxMin.setColor(Qt::darkGreen);//暗绿色
    painter.setPen(penMaxMin);
    painter.drawText(pointx+kx*maxpos-kx,pointy-a[maxpos]*ky-5,
                     "最大值"+QString::number(_ma));
    painter.drawText(pointx+kx*minpos-kx,pointy-a[minpos]*ky+15,
                     "最小值"+QString::number(_mi));
    penMaxMin.setColor(Qt::red);
    penMaxMin.setWidth(7);
    painter.setPen(penMaxMin);

    painter.drawPoint(pointx+kx*maxpos,pointy-a[maxpos]*ky);//标记最大值点
    painter.drawPoint(pointx+kx*minpos,pointy-a[minpos]*ky);//标记最小值点

4. 根据数据为坐标轴添加刻度

//绘制刻度线

    QPen penDegree;
    penDegree.setColor(Qt::black);
    penDegree.setWidth(2);
    painter.setPen(penDegree);

    //画上x轴刻度线
    for(int i=0;i<10;i++)//分成10份
    {
        //选取合适的坐标，绘制一段长度为4的直线，用于表示刻度
        painter.drawLine(pointx+(i+1)*width/10,pointy,pointx+(i+1)*width/10,pointy+4);
        painter.drawText(pointx+(i+0.65)*width/10,
                         pointy+10,QString::number((int)((i+1)*((double)n/10))));
    }

    //y轴刻度线
    double _maStep=(double)_ma/10;//y轴刻度间隔需根据最大值来表示
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        //主要就是确定一个位置，然后画一条短短的直线表示刻度。
        painter.drawLine(pointx,pointy-(i+1)*height/10,
                         pointx-4,pointy-(i+1)*height/10);
        painter.drawText(pointx-20,pointy-(i+0.85)*height/10,
                         QString::number((int)(_maStep*(i+1))));
    }

刻度的间隔可自由掌控，比如：

double ky=(double)length*0.4/(_ma-_mi);//y方向的比例系数

等...

至此，一个简易的QT坐标系和折线图就绘制完成了

源码可在此处下载

链接：http://pan.baidu.com/s/1hqkyVEc 密码：a58k