曲线图 - QwtPlotCurve¶

QwtPlotCurve 是 Qwt 中最核心的绘图项类，用于在二维坐标系中绘制数据曲线。它支持多种显示样式（折线、阶梯、柱状等）、符号标记、曲线拟合和丰富的样式配置。

主要功能特性¶

特性

✅ 多种曲线样式：折线、阶梯、柱状、散点等多种绘制模式
✅ 符号标记系统：支持在数据点显示各种形状的符号
✅ 曲线拟合插值：内置样条曲线等拟合算法
✅ 高性能渲染：支持大数据量的优化渲染
✅ 填充区域：可设置曲线与基线之间的填充
✅ 图例自定义：可配置图例中曲线的显示样式

基本概念¶

曲线样式类型¶

QwtPlotCurve 支持以下绘制样式：

样式	枚举值	说明
不绘制	`NoCurve`	仅显示符号，不绘制连线
折线	`Lines`	用直线连接各数据点（默认）
柱状	`Sticks`	从基线绘制垂直/水平线条
阶梯	`Steps`	阶梯函数样式连接
散点	`Dots`	仅绘制点（比NoCurve+符号更高效）

曲线属性标志¶

属性	枚举值	说明
反转	`Inverted`	阶梯样式从右向左绘制
拟合	`Fitted`	启用曲线拟合（需设置拟合器）

类继承关系¶

classDiagram
    class QwtPlotItem {
        +attach(plot)
        +setTitle()
        +setRenderHint()
    }

    class QwtPlotSeriesItem {
        +drawSeries()
        +boundingRect()
        +data()
    }

    class QwtSeriesStore~QPointF~ {
        +setSamples()
        +sample(i)
        +size()
    }

    class QwtPlotCurve {
        +setStyle(CurveStyle)
        +setPen()
        +setBrush()
        +setSymbol()
        +setBaseline()
        +setCurveFitter()
        +setCurveAttribute()
    }

    QwtPlotItem <|-- QwtPlotSeriesItem
    QwtPlotSeriesItem <|-- QwtPlotCurve
    QwtSeriesStore <|-- QwtPlotCurve

使用方法¶

曲线绘图的例子位于:examples/2D/curvedemo，展示了多种曲线样式，截图如下：

Curve Demo

1. 创建基本曲线¶

最基本的曲线绘制方式：

#include <QwtPlot>
#include <QwtPlotCurve>

// 创建绘图窗口
QwtPlot* plot = new QwtPlot();
plot->setTitle("曲线示例");
plot->setCanvasBackground(Qt::white);

// 创建曲线对象
QwtPlotCurve* curve = new QwtPlotCurve("数据曲线");

// 设置曲线样式（默认为Lines）
curve->setStyle(QwtPlotCurve::Lines);

// 设置线条颜色和宽度
curve->setPen(QPen(Qt::blue, 2.0));

// 启用抗锯齿渲染
curve->setRenderHint(QwtPlotItem::RenderAntialiased, true);

// 准备数据
QVector<double> xData = {0, 1, 2, 3, 4, 5};
QVector<double> yData = {0, 1, 4, 9, 16, 25};

// 设置数据
curve->setSamples(xData, yData);

// 附加到绘图
curve->attach(plot);

// 刷新显示
plot->replot();

2. 设置数据¶

QwtPlotCurve 提供多种数据设置方法：

// 方法1：使用两个QVector
QVector<double> xData, yData;
curve->setSamples(xData, yData);

// 方法2：使用QPolygonF（QPointF数组）
QPolygonF points;
points << QPointF(0, 0) << QPointF(1, 1) << QPointF(2, 4);
curve->setSamples(points);

// 方法3：使用原始double数组
double x[100], y[100];
curve->setSamples(x, y, 100);

// 方法4：使用原始数组（不复制数据）
curve->setRawSamples(x, y, 100);  // 注意：数组必须保持有效

// 方法5：仅设置Y值（X自动为索引0,1,2...）
QVector<double> yValues;
curve->setSamples(yValues);

setRawSamples 注意事项

使用 setRawSamples() 时，曲线不会复制数据，而是直接引用你提供的数组。你必须确保：
1. 数组在曲线存在期间始终有效
2. 数组内容不应被修改（除非你知道后果）
3. 曲线销毁前不要释放数组

3. 曲线样式配置¶

折线样式（Lines）¶

这是最常用的样式，用直线依次连接数据点：

curve->setStyle(QwtPlotCurve::Lines);
curve->setPen(QPen(Qt::darkBlue, 2.0, Qt::SolidLine));

启用拟合属性可以绘制平滑曲线：

// 启用曲线拟合
curve->setCurveAttribute(QwtPlotCurve::Fitted, true);

// 设置样条拟合器（可选）
QwtSplineCurveFitter* fitter = new QwtSplineCurveFitter();
fitter->setFitMode(QwtSplineCurveFitter::Auto);  // 自动选择拟合模式
curve->setCurveFitter(fitter);

阶梯样式（Steps）¶

阶梯函数样式，用于显示离散数据变化：

curve->setStyle(QwtPlotCurve::Steps);
curve->setPen(QPen(Qt::darkCyan, 2.0));

// 默认从左向右绘制，可以反转
curve->setCurveAttribute(QwtPlotCurve::Inverted, true);

阶梯样式对比：

正常模式：      反转模式：
    ┌──┐          ┌──┐
    │  │          │  │
┌───┘  └───┐  ┌───┘  └───┐
│          │  │          │

柱状样式（Sticks）¶

从基线向每个数据点绘制垂直线条：

curve->setStyle(QwtPlotCurve::Sticks);
curve->setPen(QPen(Qt::red, 1.5));

// 设置基线位置（默认为0）
curve->setBaseline(5.0);

// 设置柱状方向（取决于曲线的orientation）
// Qt::Vertical: 垂直柱状，从Y基线绘制
// Qt::Horizontal: 水平柱状，从X基线绘制

散点样式（Dots）¶

仅绘制数据点，不绘制连线。这比 NoCurve + Symbol 更高效：

curve->setStyle(QwtPlotCurve::Dots);
// Dots样式不需要设置Pen，点的大小固定为1像素

4. 符号配置¶

符号用于在每个数据点位置显示标记：

#include <QwtSymbol>

// 创建符号对象
QwtSymbol* symbol = new QwtSymbol();

// 设置符号形状
symbol->setStyle(QwtSymbol::Ellipse);  // 椭圆形

// 设置符号大小
symbol->setSize(QSize(10, 10));

// 设置符号填充画笔
symbol->setBrush(QBrush(Qt::yellow));

// 设置符号边框画笔
symbol->setPen(QPen(Qt::red, 2));

// 应用到曲线
curve->setSymbol(symbol);

常用符号形状：

形状	枚举值	说明
椭圆	`Ellipse`	圆形或椭圆
矩形	`Rect`	矩形
菱形	`Diamond`	菱形
三角形	`Triangle`	向上三角形
倒三角	`DTriangle`	向下三角形
左三角	`LTriangle`	向左三角形
右三角	`RTriangle`	向右三角形
十字	`Cross`	十字形
X形	`XCross`	X形十字
星形	`Star1`	六角星
六边形	`Hexagon`	六边形
无	`NoSymbol`	不显示符号

符号快速创建：

// 便捷构造函数：形状、填充、边框、大小
QwtSymbol* symbol = new QwtSymbol(
    QwtSymbol::Diamond,
    QBrush(Qt::green),
    QPen(Qt::darkGreen, 1),
    QSize(8, 8)
);
curve->setSymbol(symbol);

5. 填充区域¶

曲线可以填充从基线到数据点之间的区域：

// 设置填充画笔
curve->setBrush(QBrush(QColor(100, 150, 200, 100)));  // 半透明填充

// 设置基线位置
curve->setBaseline(0.0);  // 从Y=0开始填充

// 对于阶梯样式，填充效果特别明显
curve->setStyle(QwtPlotCurve::Steps);
curve->setBrush(QBrush(Qt::lightGray));

6. 高性能渲染¶

对于大数据量场景，QwtPlotCurve 提供渲染优化属性：

// 设置渲染属性
curve->setPaintAttribute(QwtPlotCurve::ClipPolygons, true);      // 裁剪多边形
curve->setPaintAttribute(QwtPlotCurve::FilterPoints, true);       // 过滤重复点
curve->setPaintAttribute(QwtPlotCurve::FilterPointsAggressive, true);  // 激进过滤
curve->setPaintAttribute(QwtPlotCurve::ImageBuffer, true);        // 图像缓冲（用于Dots样式）

渲染属性	说明
`ClipPolygons`	裁剪画布外的多边形，避免绘制无效区域
`FilterPoints`	过滤重复点和画布外的点
`FilterPointsAggressive`	更激进的过滤，接受轻微视觉差异
`MinimizeMemory`	减少临时内存使用（可能降低性能）
`ImageBuffer`	用图像缓冲绘制散点（适用于百万级数据）

大数据量建议

超过10万点：启用 FilterPointsAggressive
超过百万点：使用 Dots 样式 + ImageBuffer
实时更新：关闭 setAutoReplot()，批量更新后手动刷新

7. 图例样式配置¶

控制曲线在图例中的显示样式：

// 显示线条（图例中绘制一段线）
curve->setLegendAttribute(QwtPlotCurve::LegendShowLine, true);

// 显示符号（图例中绘制一个符号）
curve->setLegendAttribute(QwtPlotCurve::LegendShowSymbol, true);

// 显示填充（图例中绘制填充矩形）
curve->setLegendAttribute(QwtPlotCurve::LegendShowBrush, true);

// 设置图例图标大小
curve->setLegendIconSize(QSize(20, 10));

核心方法总结¶

方法	说明
`setStyle()`	设置曲线样式
`setPen()`	设置线条画笔
`setBrush()`	设置填充画笔
`setSymbol()`	设置数据点符号
`setBaseline()`	设置基线位置
`setCurveAttribute()`	设置曲线属性
`setCurveFitter()`	设置曲线拟合器
`setPaintAttribute()`	设置渲染属性
`setSamples()`	设置数据点
`setRawSamples()`	直接引用外部数据
`closestPoint()`	查找最近的数据点
`minXValue()/maxXValue()`	获取数据范围
`minYValue()/maxYValue()`	获取数据范围

实时数据更新示例¶

// 实时数据场景
class RealtimePlot : public QwtPlot
{
public:
    RealtimePlot()
    {
        setAutoReplot(false);  // 关闭自动刷新
        m_curve = new QwtPlotCurve("实时数据");
        m_curve->attach(this);
        m_curve->setPen(Qt::blue, 2);
    }

    void appendData(double x, double y)
    {
        m_xData.append(x);
        m_yData.append(y);

        // 保持最近1000个点
        if (m_xData.size() > 1000) {
            m_xData.removeFirst();
            m_yData.removeFirst();
        }

        m_curve->setRawSamples(m_xData.constData(), 
                               m_yData.constData(), 
                               m_xData.size());

        replot();  // 手动刷新
    }

private:
    QwtPlotCurve* m_curve;
    QVector<double> m_xData, m_yData;
};