第一个绘图 - QwtPlot 入门¶

本教程将帮助你快速上手 Qwt 绘图库，通过一个简单的示例了解 QwtPlot 的基本使用方法。

QwtPlot 基础概念¶

QwtPlot 是 Qwt 绘图库的核心类，它是一个用于绘制二维图形的 Qt 控件。一个 QwtPlot 可以包含多个绘图项（Plot Item），如曲线、网格、标记等，所有绘图项都需要通过 attach() 方法附加到 QwtPlot 才能显示。

绘图项类型¶

classDiagram
    class QwtPlotItem {
        +attach(plot)
        +detach()
        +setTitle()
        +setItemAttribute()
    }

    class QwtPlotCurve {
        +setSamples()
        +setPen()
        +setSymbol()
        +setStyle()
    }

    class QwtPlotGrid {
        +enableX()
        +enableY()
        +setMajorPen()
        +setMinorPen()
    }

    class QwtPlotMarker {
        +setValue()
        +setLineStyle()
        +setLabel()
    }

    class QwtPlotBarChart {
        +setSamples()
        +setLayoutPolicy()
        +setSymbol()
    }

    QwtPlotItem <|-- QwtPlotCurve
    QwtPlotItem <|-- QwtPlotGrid
    QwtPlotItem <|-- QwtPlotMarker
    QwtPlotItem <|-- QwtPlotBarChart

坐标轴系统¶

QwtPlot 默认提供四个坐标轴位置：

坐标轴位置	枚举值	说明
底部X轴	`QwtAxis::XBottom`	默认显示
顶部X轴	`QwtAxis::XTop`	默认隐藏
左侧Y轴	`QwtAxis::YLeft`	默认显示
右侧Y轴	`QwtAxis::YRight`	默认隐藏

基本使用流程¶

使用 QwtPlot 创建绘图的基本步骤如下：

flowchart TD
    A[创建QwtPlot对象] --> B[设置标题和样式]
    B --> C[创建绘图项]
    C --> D[设置绘图项属性和数据]
    D --> E[附加到QwtPlot]
    E --> F[设置坐标轴范围]
    F --> G[刷新显示replot]

最简单的示例¶

下面的示例展示了 QwtPlot 的最基本用法：

简单绘图的例子位于:examples/2D/simpleplot，例子截图如下：

Simple Plot

完整代码¶

#include <QwtPlot>
#include <QwtPlotCurve>
#include <QwtPlotGrid>
#include <QwtSymbol>
#include <QwtLegend>

#include <QApplication>

int main(int argc, char* argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);

    // 1. 创建绘图窗口
    QwtPlot plot;
    plot.setWindowTitle("Plot Demo");        // 设置窗口标题
    plot.setCanvasBackground(Qt::white);      // 设置画布背景色
    plot.setAxisScale(QwtAxis::YLeft, 0.0, 10.0);  // 设置Y轴范围
    plot.insertLegend(new QwtLegend());      // 添加图例

    // 2. 创建并添加网格
    QwtPlotGrid* grid = new QwtPlotGrid();
    grid->attach(&plot);  // 网格必须附加到绘图才能显示

    // 3. 创建曲线
    QwtPlotCurve* curve = new QwtPlotCurve();
    curve->setTitle("Some Points");           // 曲线标题（显示在图例中）
    curve->setPen(Qt::blue, 4);               // 设置线条颜色和宽度
    curve->setRenderHint(QwtPlotItem::RenderAntialiased, true);  // 抗锯齿

    // 4. 设置曲线符号
    QwtSymbol* symbol = new QwtSymbol(
        QwtSymbol::Ellipse,                   // 符号形状：椭圆
        QBrush(Qt::yellow),                   // 符号填充色
        QPen(Qt::red, 2),                     // 符号边框
        QSize(8, 8)                           // 符号大小
    );
    curve->setSymbol(symbol);

    // 5. 设置曲线数据
    QPolygonF points;
    points << QPointF(0.0, 4.4) << QPointF(1.0, 3.0)
           << QPointF(2.0, 4.5) << QPointF(3.0, 6.8)
           << QPointF(4.0, 7.9) << QPointF(5.0, 7.1);
    curve->setSamples(points);

    // 6. 将曲线附加到绘图
    curve->attach(&plot);

    // 7. 显示绘图窗口
    plot.resize(600, 400);
    plot.show();

    return app.exec();
}

代码详解¶

1. 创建绘图窗口¶

QwtPlot plot;
plot.setWindowTitle("Plot Demo");
plot.setCanvasBackground(Qt::white);

QwtPlot 是绘图的主容器，继承自 QFrame。画布背景色决定了绘图区域的底色，建议使用白色或浅色以便清晰显示数据。

2. 添加网格¶

QwtPlotGrid* grid = new QwtPlotGrid();
grid->attach(&plot);

网格是独立的绘图项，用于显示坐标参考线。所有绘图项都通过 attach() 方法附加到 QwtPlot，QwtPlot 会自动管理附加项的生命周期。

绘图项生命周期

当绘图项附加到 QwtPlot 后，QwtPlot 会持有该绘图项的引用。在 QwtPlot 销毁时，所有附加的绘图项也会被自动删除。因此，你不需要手动管理绘图项的内存。

3. 创建曲线并设置样式¶

QwtPlotCurve* curve = new QwtPlotCurve();
curve->setTitle("Some Points");
curve->setPen(Qt::blue, 4);
curve->setRenderHint(QwtPlotItem::RenderAntialiased, true);

曲线是最常用的绘图项类型：
- setTitle() 设置曲线标题，会显示在图例中
- setPen() 设置线条的颜色、宽度和样式
- setRenderHint() 启用抗锯齿渲染，使线条更加平滑

4. 设置数据点符号¶

QwtSymbol* symbol = new QwtSymbol(
    QwtSymbol::Ellipse,
    QBrush(Qt::yellow),
    QPen(Qt::red, 2),
    QSize(8, 8)
);
curve->setSymbol(symbol);

符号用于在每个数据点位置显示标记。QwtSymbol 支持多种形状：
- Ellipse - 椭圆/圆形
- Rect - 矩形
- Diamond - 菱形
- Triangle - 三角形
- Cross - 十字
- XCross - X形十字

5. 设置曲线数据¶

QPolygonF points;
points << QPointF(0.0, 4.4) << QPointF(1.0, 3.0) ...;
curve->setSamples(points);

setSamples() 方法用于设置曲线的数据点。Qwt 提供多种数据设置方式：

方法	说明
`setSamples(const QPolygonF&)`	从 QPointF 数组设置
`setSamples(const QVector<double>& x, const QVector<double>& y)`	从两个数组设置
`setSamples(const double* x, const double* y, int size)`	从原始数组设置
`setRawSamples(const double* x, const double* y, int size)`	直接引用外部数组（不复制）

setRawSamples 注意事项

使用 setRawSamples() 时，Qwt 不会复制数据，而是直接引用你提供的数组。这意味着你必须确保数组在曲线存在期间一直有效，且不要修改数组内容。

6. 设置坐标轴¶

plot.setAxisScale(QwtAxis::YLeft, 0.0, 10.0);

setAxisScale() 用于手动设置坐标轴的范围。如果不调用此方法，Qwt 会根据附加的绘图项数据自动计算合适的范围。

进阶配置¶

多条曲线¶

// 创建第二条曲线
QwtPlotCurve* curve2 = new QwtPlotCurve("Curve 2");
curve2->setPen(Qt::red, 2);
curve2->setSamples(xData2, yData2, count);
curve2->attach(&plot);

一个 QwtPlot 可以附加任意数量的绘图项，它们会按照附加顺序依次绘制。

设置坐标轴标题¶

plot.setAxisTitle(QwtAxis::XBottom, "时间 (s)");
plot.setAxisTitle(QwtAxis::YLeft, "电压 (V)");

自动刷新模式¶

plot.setAutoReplot(true);  // 数据变化时自动刷新

启用自动刷新后，每当绘图项的数据或属性发生变化时，QwtPlot 会自动调用 replot() 更新显示。默认情况下，你需要手动调用 replot() 来刷新绘图。

性能提示

对于实时更新的场景，建议关闭自动刷新，在批量更新完成后手动调用一次 replot()，这样可以避免频繁刷新带来的性能开销。

QwtPlot 核心方法¶

方法	说明
`setTitle()`	设置绘图标题
`setCanvasBackground()`	设置画布背景色
`setAxisScale()`	设置坐标轴范围
`setAxisTitle()`	设置坐标轴标题
`insertLegend()`	插入图例
`replot()`	刷新绘图显示
`setAutoReplot()`	设置自动刷新模式
`exportPlot()`	导出绘图到文件