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QCustomplot使用分享(六) 坐标轴和网格线
一、概述
前边已经写了5篇对QCustomPlot的讲解，看过上述的几篇文章后，基本就能做一些简单的使用了，但是如果想要做到高度的控制图表，那么坐标轴将是很重要的一部分，因为坐标轴就是图表的一个参考系，没有了参考系那么一切都是天方夜谭。关于QCustomPlot的坐标轴我还是会按照之前的套路，首先对比1.3.2版本和2.0.0beta版本，然后在深入的去分析坐标轴使用。
二、历史版本对比
首先我需要和大家伙说明下，我个人觉着在QCustomPlot的定制过程中，坐标轴定制算是比较困难的，因为坐标轴如果要定制的话，那就是坐标轴的刻度需要自己计算，如果这个时候相关的业务逻辑也影响坐标轴的计算，那么就更难计算了，呵呵。。。或许大家伙可能也不会遇到这些问题，有兴趣的同学也可以自己思考下。
| 1.3.2版本 | 2.0.0版本 | |
| 坐标轴 | 1、QCPAxis：坐标轴类，所有坐标轴功能都在这一个类总实现，包括：刻度计算和绘制文本 | 1、QCPAxis：坐标轴类，所有坐标轴功能都在这一个类总实现，包括：刻度计算和绘制文本 2、默认刻度自动计算，负责计算大刻度和小刻度 3、如果需要外部计算刻度则处理ticksRequest请求 |
表1 1.3.2版本和2.0.0版本坐标轴比较
下面我将针对2.0.0版本的坐标轴刻度计算来加以解释，为了方便起见，我只解释QCPAxisTicker这个坐标轴刻度计算基类，因为QCPAxis坐标轴默认使用的就是这个类，其余的坐标轴刻度计算类比如QCPAxisTickerDateTime、QCPAxisTickerTime、QCPAxisTickerFixed、QCPAxisTickerText、QCPAxisTickerPi和QCPAxisTickerLog等都是根据不同业务需求，重新实现了vitural相关方法。
三、坐标轴
1、QCPAxis，如下是QCPAxis的头文件，我从中删除了大量不需要注释的部分，但是很是剩下许多，为了写注释方便所以我没有把代码折叠，有兴趣的同学可以阅读下其中的中文注释，其实这个类仅仅是用来连接计算和绘制坐标轴的一个类，也可以说是暴露给使用者的一个导出类。
1 class QCP_LIB_DECL QCPAxis : public QCPLayerable 2 { 3 enum AxisType {//坐标轴类型，在一个坐标轴矩形QCPAxisRect中包含左、上、右和下四条坐标轴 4 atLeft = 0x01 ///< <tt>0x01</tt> Axis is vertical and on the left side of the axis rect 5 , atRight = 0x02 ///< <tt>0x02</tt> Axis is vertical and on the right side of the axis rect 6 , atTop = 0x04 ///< <tt>0x04</tt> Axis is horizontal and on the top side of the axis rect 7 , atBottom = 0x08 ///< <tt>0x08</tt> Axis is horizontal and on the bottom side of the axis rect 8 }; 9 enum LabelSide {//坐标轴刻度上的文本的位置，刻度线里or外 10 lsInside ///< Tick labels will be displayed inside the axis rect and clipped to the inner axis rect 11 , lsOutside ///< Tick labels will be displayed outside the axis rect 12 }; 13 enum ScaleType {//坐标轴类型，直线or对数线 14 stLinear ///< Linear scaling 15 , stLogarithmic ///< Logarithmic scaling with correspondingly transformed axis coordinates (possibly also \ref setTicker to a \ref QCPAxisTickerLog instance). 16 }; 17 enum SelectablePart {/坐标轴可以被选中的部分 18 spNone = 0 ///< None of the selectable parts 19 , spAxis = 0x001 ///< The axis backbone and tick marks 20 , spTickLabels = 0x002 ///< Tick labels (numbers) of this axis (as a whole, not individually) 21 , spAxisLabel = 0x004 ///< The axis label 22 }; 23 24 explicit QCPAxis(QCPAxisRect *parent, AxisType type); 25 virtual ~QCPAxis(); 26 //所有的get接口已经被我删除 看到对应的set接口，get接口的含义就不言而喻 27 // setters: 28 Q_SLOT void setScaleType(QCPAxis::ScaleType type);//设置坐标轴类型 直线or对数 29 Q_SLOT void setRange(const QCPRange &range);//设置坐标轴范围 30 void setRange(double lower, double upper); 33 void setTicker(QSharedPointer<QCPAxisTicker> ticker);//设置坐标轴计算刻度类，该参数是一个shared型智能指针，因此可以被多个坐标轴来同时使用 31 void setTicks(bool show);//是否显示坐标轴,如果不显示坐标轴，那么网格线也就没有啦，因为没有了坐标轴刻度 32 void setTickLabels(bool show);//是否显示坐标轴文本 33 void setTickLabelPadding(int padding);//设置坐标走文本距离坐标轴线距离 34 void setTickLabelFont(const QFont &font);//设置文本字体 35 void setTickLabelColor(const QColor &color);//设置文本颜色 36 void setTickLabelRotation(double degrees);//设置文本角度 37 void setTickLabelSide(LabelSide side);//设置文本在刻度线里or外 38 void setNumberFormat(const QString &formatCode);//设置文本格式 39 void setNumberPrecision(int precision);//设置文本精度 40 void setTickLength(int inside, int outside = 0);//设置大刻度高度 41 void setTickLengthIn(int inside);//设置大刻度在里边长度 42 void setTickLengthOut(int outside);//设置大刻度在外边长度 43 void setSubTicks(bool show);//设置是否显示小刻度 44 void setSubTickLength(int inside, int outside = 0);//设置小刻度高度 45 void setSubTickLengthIn(int inside);//设置小刻度在坐标轴线里边长度 46 void setSubTickLengthOut(int outside);//设置小刻度在坐标轴线外边长度 47 void setBasePen(const QPen &pen);//设置基础线画笔 基础线是零线，即可以认为是坐标轴刻度为0的线 48 void setTickPen(const QPen &pen);//设置大刻度画笔 49 void setSubTickPen(const QPen &pen);//设置小刻度画笔 50 void setLabelFont(const QFont &font);//设置坐标轴名称字体画笔 51 void setLabelColor(const QColor &color);//设置坐标轴名称字体颜色 52 void setLabel(const QString &str);//设置坐标轴名称文本 53 void setLabelPadding(int padding);//设置坐标轴名称文本距离坐标轴刻度线距离 54 void setPadding(int padding);//设置坐标轴距离边界距离 55 void setOffset(int offset);//设置偏移量 56 void setSelectedTickLabelFont(const QFont &font);//设置选中刻度文本时字体 57 void setSelectedLabelFont(const QFont &font);//设置选中坐标轴名称时字体 58 void setSelectedTickLabelColor(const QColor &color);//选中刻度文本时颜色 59 void setSelectedLabelColor(const QColor &color);//选中坐标轴名称时颜色 60 void setSelectedBasePen(const QPen &pen);//选中基础线时画笔 61 void setSelectedTickPen(const QPen &pen);//选中大刻度时画笔 62 void setSelectedSubTickPen(const QPen &pen);//选中小刻度时画笔 63 Q_SLOT void setSelectableParts(const QCPAxis::SelectableParts &selectableParts);//设置能选中项的类型 64 Q_SLOT void setSelectedParts(const QCPAxis::SelectableParts &selectedParts); 65 void setLowerEnding(const QCPLineEnding &ending);//设置坐标轴小刻度端样式 66 void setUpperEnding(const QCPLineEnding &ending);//坐标轴大刻度端样式 73 67 // non-property methods: 68 Qt::Orientation orientation() const { return mOrientation; }//坐标轴朝向 69 int pixelOrientation() const { return rangeReversed() != (orientation() == Qt::Vertical) ? -1 : 1; } 70 void moveRange(double diff);//移动坐标轴 71 void scaleRange(double factor);//按比例因子缩放 72 void scaleRange(double factor, double center);//按范围缩放 81 void rescale(bool onlyVisiblePlottables = false);//重新适配坐标轴范围 73 double pixelToCoord(double value) const;//像素到坐标轴坐标系 74 double coordToPixel(double value) const;//坐标轴坐标系到像素 85 QList<QCPAbstractPlottable*> plottables() const;//所有的图 75 QList<QCPGraph*> graphs() const;//所有的折线 76 QList<QCPAbstractItem*> items() const;//所有的示意项 92 77 protected: 78 AxisType mAxisType;//坐标轴类型 79 QCPAxisRect *mAxisRect;//坐标轴所在矩形116 80 // non-property members: 81 QCPGrid *mGrid;//网格120 QSharedPointer<QCPAxisTicker> mTicker;//坐标轴刻度计算类 82 QVector<double> mTickVector;//大刻度 83 QVector<QString> mTickVectorLabels;//大刻度文本 84 QVector<double> mSubTickVector;//小刻度 85 bool mCachedMarginValid; 86 int mCachedMargin; 87 88 // introduced virtual methods: 89 virtual int calculateMargin(); 90 91 // reimplemented virtual methods: 92 virtual void applyDefaultAntialiasingHint(QCPPainter *painter) const Q_DECL_OVERRIDE;//获取缺省的反锯齿属性 93 virtual void draw(QCPPainter *painter) Q_DECL_OVERRIDE;//画坐标轴 94 virtual QCP::Interaction selectionCategory() const Q_DECL_OVERRIDE;//选择策略137 95 // non-virtual methods: 96 void setupTickVectors();//计算刻度 97 QPen getBasePen() const;//获取基础画笔 98 QPen getTickPen() const;//获取大刻度画笔 99 QPen getSubTickPen() const;//获取小刻度画笔100 QFont getTickLabelFont() const;//获取刻度文本画笔101 QFont getLabelFont() const;//获取坐标轴名称文本字体102 QColor getTickLabelColor() const;//获取大刻度文本颜色103 QColor getLabelColor() const;..获取坐标轴名称文本颜色104 };
具体的绘制类其实是QCPAxisPainterPrivate类，这是一个私有类，从名字就可以看出，他是一个QCPAxis类的绘制私有类，事实确实如此。刻度计算类是QCPAxisTicker，这是一个刻度计算基类，也是QCPAxis默认使用的刻度计算类，当然了这个类还有一大堆子类，都是专门用于生成指定类型的坐标轴。
2、QCPAxisTicker：刻度计算类，该类完成了大刻度、小刻度和大刻度文本的计算，供QCPAxis来调用绘制，其中generate方法是一个公有的虚方法，既可以被重写，又可以被外部调用，QCPAxis坐标轴就是调用该接口来重新计算刻度。
1 class QCP_LIB_DECL QCPAxisTicker 2 { 3 Q_GADGET 4 public: 5 enum TickStepStrategy//刻度生成策略 6 { 7 tssReadability ///< A nicely readable tick step is prioritized over matching the requested number of ticks (see \ref setTickCount) 8 , tssMeetTickCount ///< Less readable tick steps are allowed which in turn facilitates getting closer to the requested tick count 9 };10 11 QCPAxisTicker();12 virtual ~QCPAxisTicker();13 14 // setters:15 void setTickStepStrategy(TickStepStrategy strategy);//设置刻度生成策略16 void setTickCount(int count);//设置大刻度个数 有可能计算出来的刻度数不完全等于设置的刻度个数，取决于刻度生成策略17 void setTickOrigin(double origin);//设置坐标轴领刻度18 19 // introduced virtual methods:20 virtual void generate(const QCPRange &range, const QLocale &locale, QChar formatChar, int precision, QVector<double> &ticks, QVector<double> *subTicks, QVector<QString> *tickLabels);21 22 protected:23 // introduced virtual methods:24 virtual double getTickStep(const QCPRange &range);//根据坐标轴范围计算步长25 virtual int getSubTickCount(double tickStep);//根据步长计算自刻度个数26 virtual QString getTickLabel(double tick, const QLocale &locale, QChar formatChar, int precision);//根据指定语言、文本格式和精度获取文本27 virtual QVector<double> createTickVector(double tickStep, const QCPRange &range);//生成大刻度28 virtual QVector<double> createSubTickVector(int subTickCount, const QVector<double> &ticks);//生成小刻度29 virtual QVector<QString> createLabelVector(const QVector<double> &ticks, const QLocale &locale, QChar formatChar, int precision);//生成刻度文本30 31 // non-virtual methods:32 void trimTicks(const QCPRange &range, QVector<double> &ticks, bool keepOneOutlier) const;//去除无效的刻度值33 double pickClosest(double target, const QVector<double> &candidates) const;//该函数返回范围内第一个不小于（大于或等于）指定target的值。34 };
四、网格线
QCPGrid网格线，这个算是和QCPAxis坐标轴类似的实现，和其他模块关系基本都不是很大，直接继承自QCPLayerable，头文件格式如下，同样的，我删除了其中无需注释的一部分代码。
在QCustomPlot的源码设计中，一个QCPAxis坐标轴对于一个QCPGrid，这同我之前理解的图表绘制有些不大一样，呵呵呵。。。但是QCustomPlot就是这么干了，如果想对网格线做一些控制，有时候从QCPAxis就可以做到，因为他们直接的数据在使用上还是比较依赖。
1 class QCP_LIB_DECL QCPGrid :public QCPLayerable 2 { 3 QCPGrid(QCPAxis *parentAxis); 4 5 // setters: 6 void setSubGridVisible(bool visible);//设置是否显示自网格线 7 void setAntialiasedSubGrid(bool enabled);//设置子网格线是否反锯齿 8 void setAntialiasedZeroLine(bool enabled);//设置零线(就是刻度值为0的线)是否反锯齿 9 void setPen(const QPen &pen);//设置画笔10 void setSubGridPen(const QPen &pen);//设置子网格画笔11 void setZeroLinePen(const QPen &pen);//设置零线画笔12 13 protected:14 bool mSubGridVisible;//子网格是否显示标记15 bool mAntialiasedSubGrid, mAntialiasedZeroLine;//子网格和零线是否反锯齿标记16 QPen mPen, mSubGridPen, mZeroLinePen;//这个就不用说了17 QCPAxis *mParentAxis;//对于的坐标轴，一个网格线对应一个坐标轴18 virtual void applyDefaultAntialiasingHint(QCPPainter *painter) const;//获取缺省的反锯齿属性19 virtual void draw(QCPPainter *painter);//绘制网格线，内部调用drawGridLines和drawSubGridLines20 21 // non-virtual methods: 22 void drawGridLines(QCPPainter *painter) const;//绘制网格线23 void drawSubGridLines(QCPPainter *painter) const;//绘制子网格线24 };
一般来说，网格线不需要重写，顶多就是设置一个颜色，控制是否显示，网格线的疏密成都市和坐标轴刻度计算有关系的，因此关于网格线的计算我们就不要考虑了，下面我提供一个我自定义的刻度固定像素计算类示例
五、简单的示例
首先来看下效果，如图1所示，当图表放大时，y轴上的刻度间距是保持固定像素的。
图1 y轴固定像素伸缩
如下是刻度计算类头文件，这个类实现起来还是比较简单的，根据屏幕像素返回步长，每次步长都是按当前像素比例下计算的。
1 class AxisFixedPixelTicker : public QCPAxisTicker 2 { 3 public: 4 AxisFixedPixelTicker(QCPAxis * axis); 5 ~AxisFixedPixelTicker(); 6 7 public: 8 void SetTickPixelStep(int pixel);//设置固定像素 9 int GetTickPixelStep() const;//获取固定像素大小10 11 protected:12 //QCPAxisTicker13 virtual double getTickStep(const QCPRange & range) override;//重写父类方法，根据固定像素返回步长值14 15 private:16 QScopedPointer<AxisFixedPixelTickerPrivate> d_ptr;17 };
下面是重写的父类接口getTickStep方法实现
1 double AxisFixedPixelTicker::getTickStep(const QCPRange & range) 2 { 3 if (d_ptr->m_pDependAxis) 4 { 5 bool vertical; 6 if (d_ptr->m_pDependAxis->axisType() == QCPAxis::atLeft 7 || d_ptr->m_pDependAxis->axisType() == QCPAxis::atRight) 8 { 9 vertical = true;10 }11 else12 {13 vertical = false;14 }15 16 int screenLength = vertical ? d_ptr->m_pDependAxis->axisRect()->rect().height() : d_ptr->m_pDependAxis->axisRect()->rect().width();17 return d_ptr->m_iPixel * range.size() / screenLength;18 }19 else20 {21 return __super::getTickStep(range);22 }23 }
六、相关文章
QCustomplot使用分享(一) 能做什么事
QCustomplot使用分享(二) 源码解读
QCustomplot使用分享(三) 图
QCustomplot使用分享(四) QCPAbstractItem
QCustomplot使用分享(五) 布局
QCustomplot使用分享(六) 坐标轴和网格线
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