Qt之自绘制饼图

1、说明

最近在搞绘图方面的工作，说实话C++的第三方绘图库并不算多，总之我了解的有：qtcharts、ChartDirector、qwt、kdchart和QCustomPlot。这几个库各有利弊。

qtcharts：qt5.7之后才开源的模块，支持绘制各种图标，并且功能相当丰富，但是可扩展性差，如果自己想高度定制，比较困难，主要是和qt的源码风格有决定性的关系。
ChartDirector：开源的第三方绘图库，使用方便，推荐使用
qwt：主要绘制仪表盘类似的东西(这个库可以编译后加入qt帮助文档)
kdchart：不仅可以绘制图表，而且可以绘制甘特图，功能也都挺好使，我个人之前在qt4.7的时候使用过
QCustomPlot：简答的绘图库，因为只有两个文件，如果想高度定制我个人推荐这个靠谱，毕竟理解起来容易些

2、效果展示

下边是绘制的饼图展示效果，当然了不能满足大多数人的需要，我主要是在这里提供一种思路，如果需要在绘制上有所调整的小伙伴可以下载demo自行修改。

图1 展示图1

图2 展示2

图3 展示图3

3、思路分析

上边三张展示图，如果要说从理解难以成都来说，展示图3是比较容易理解。下边我就几个需要注意的细节描述下：

图表矩形距离边框距离，影响图表绘制矩形的因素
图表绘制方向，默认是逆时针
图表文本描述位置
legend描述位置，demo中已经提供了接口，可以支持不同legend的展现形式
箭头长短
空心饼图(圆环图)

饼图绘制关键步骤：

添加数据项->构造数据缓存->绘制图表
窗口大小变化->构造数据项矩形->构造数据缓存->绘制图表

4、源码解说

首先来看两个结构体，主要是用来缓存数据，PieItemPrivate存储的是每一个item项的内容，包括item的legend，文本、颜色、值和一些辅助的结构体；PieChartPrivate结构是饼图类的私有数据存储结构，具体含义看注释

 1 struct PieItemPrivate
 2 {
 3     PieItem item;//用户插入数据时的结构，包括注释、值和颜色
 4     QPainterPath path;//项绘制时区域
 5     QPoint labelPos;//文本位置
 6     QRect m_LegendRect;//legend的矩形
 7 };
 8 
 9 struct PieChartPrivate
10 {
11     bool m_bLegendVisible = false;//是否显示图例
12     int m_Minx = 25;//左右最小边距
13     int m_Miny = 25;//上下最小边距
14     int m_MinDiameter = 130;//饼图最小直径
15     int m_RingWidth = 0;//如果是环，环的宽度
16     int m_StartRotationAngle = 0;//绘制item项的时候，其实角度
17     int m_LegendWidth = 100;//图表宽度  可以在插入新数据项的时候更新，计算展示legend所需要的最小尺寸
18     int m_LegendHeight = 30;//图例高度  可以在插入新数据项的时候更新，计算展示legend所需要的最小尺寸
19     double m_SumValue = 0;//所有item的value和
20     QRect m_PieRect;//饼图绘制矩形
21     QColor m_LabelColor = QColor(0, 0, 0);//百分比文字颜色
22     QString m_RingLabel = QStringLiteral("饼图");//图表中心文字描述
23     QVector<PieItemPrivate> m_Items;//图表项
24 };

1、当有新数据或者窗口大小发生变化时，计算数据缓存

 1 void PieChart::ConstructData()
 2 {
 3     int pos = d_ptr->m_StartRotationAngle;
 4     int angle;
 5     QPainterPath subPath;
 6     subPath.addEllipse(d_ptr->m_PieRect.adjusted(d_ptr->m_RingWidth, d_ptr->m_RingWidth, -d_ptr->m_RingWidth, -d_ptr->m_RingWidth));
 7     
 8     for (auto iter = d_ptr->m_Items.begin(); iter != d_ptr->m_Items.end(); ++iter)
 9     {
10         angle = 16 * iter->item.value / d_ptr->m_SumValue * 360;
11     
12         QPainterPath path;
13         path.moveTo(d_ptr->m_PieRect.center());
14         path.arcTo(d_ptr->m_PieRect.x(), d_ptr->m_PieRect.y(), d_ptr->m_PieRect.width(), d_ptr->m_PieRect.height(), pos / 16.0, angle / 16.0);
15         path.closeSubpath();
16         
17         if (d_ptr->m_RingWidth > 0 && d_ptr->m_RingWidth <= d_ptr->m_PieRect.width() / 2)
18         {
19             path -= subPath;
20         }
21         
22         iter->path = path;
23 
24         double labelAngle = (pos + angle / 2) / 16;
25         double tx = (d_ptr->m_PieRect.width() - d_ptr->m_RingWidth) / 2 * qCos(labelAngle / 360 * 2 * 3.1415926);
26         double ty = -(d_ptr->m_PieRect.width() - d_ptr->m_RingWidth) / 2 * qSin(labelAngle / 360 * 2 * 3.1415926);
27 
28         iter->labelPos = QPoint(tx, ty) + d_ptr->m_PieRect.center();
29 
30         pos += angle;
31     }
32 }

2、当窗口大小发生变化时，重新计算各项所在矩形，ConstructRect方式是用来计算各子项矩形区域的，内部调用ConstructCornerLayout方法是生产制定的布局，有兴趣的小伙伴可以写自己的矩形区域计算方式，开达到不同的绘制效果。

 1 void PieChart::ConstructRect(const QSize & size)
 2 {
 3     switch (d_ptr->m_Items.size())
 4     {
 5     case 4:
 6         ConstructCornerLayout(size);
 7     default:
 8         break;
 9     }
10 }
11 //该方法是针对4个legend，并且在四角的位置所计算的布局方式，小伙伴也可以实现自己的布局计算，然后在ConstructRect接口中调用
12 void PieChart::ConstructCornerLayout(const QSize & size)
13 {
14     int currentR = d_ptr->m_MinDiameter;
15     int diameter;
16     int horiWidth = size.width();
17     if (d_ptr->m_bLegendVisible)
18     {
19         horiWidth -= d_ptr->m_LegendWidth * 2;
20     }
21 
22     if (horiWidth > size.height())
23     {
24         diameter = size.height();
25     }
26     else
27     {
28         diameter = horiWidth;
29     }
30 
31     int x, y;
32     int r = diameter - d_ptr->m_Minx * 2;
33     currentR = r > currentR ? r : currentR;
34     if (d_ptr->m_bLegendVisible)
35     {
36         x = d_ptr->m_Minx + d_ptr->m_LegendWidth;
37         y = (size.height() - currentR) / 2;
38 　　　　　　//计算4个legend位置
39         d_ptr->m_Items[1].m_LegendRect = QRect(d_ptr->m_Minx, d_ptr->m_Miny, d_ptr->m_LegendWidth, d_ptr->m_LegendHeight);
40         d_ptr->m_Items[0].m_LegendRect = QRect(x + r, d_ptr->m_Miny, d_ptr->m_LegendWidth, d_ptr->m_LegendHeight);
41         d_ptr->m_Items[3].m_LegendRect = QRect(x + r, size.height() - d_ptr->m_Miny - 30, d_ptr->m_LegendWidth, d_ptr->m_LegendHeight);
42         d_ptr->m_Items[2].m_LegendRect = QRect(d_ptr->m_Minx, size.height() - d_ptr->m_Miny - 30, d_ptr->m_LegendWidth, d_ptr->m_LegendHeight);
43     }
44     else
45     {
46         x = d_ptr->m_Minx;
47         y = d_ptr->m_Miny;
48     }
49 
50     d_ptr->m_PieRect = QRect(x, y, currentR, currentR);//计算饼图位置
51 }

5、测试代码

 1 int main(int argc, char *argv[])
 2 {
 3     QApplication a(argc, argv);
 4 
 5     PieChart w;
 6     w.AddData(100, Qt::red, "red");
 7     w.AddData(100, Qt::green, "green");
 8     w.AddData(100, Qt::blue, "blue");
 9     w.AddData(100, Qt::gray, "gray");
10     w.show();
11 
12     return a.exec();
13 }