使用Qt实现实时数据动态绘制的折线图示例

基于Qt的 QChartView 和定时器来动态绘制折线图。它通过动画的方式逐步将数据点添加到图表上，并动态更新坐标轴的范围，提供了一个可以实时更新数据的折线图应用。以下是对代码的详细介绍及其功能解析：
在这里插入图片描述

代码概述

该程序使用Qt的 QChartView 作为图表绘制的基础，结合 QLineSeries 或 QSplineSeries 来绘制折线或样条曲线。程序通过定时器 (QTimer) 控制数据点的动态绘制，并在绘图过程中实时更新坐标轴的显示范围。

主要功能

动态创建系列：可以动态创建多个曲线系列（QLineSeries 或 QSplineSeries），每个系列对应一条折线或样条曲线。
动态添加数据点：通过 addPointAnimated() 函数，可以为每个系列动态添加数据点，并通过动画效果逐步连接新数据点。
定时更新：使用 QTimer 每隔一段时间调用 animateDrawing() 函数，逐步将新点连接到已有的曲线上。
自动调整坐标轴范围：在绘制过程中，如果新点超出了当前坐标轴范围，坐标轴会自动调整以适应新的数据点。

代码结构

1. `DynamicChart` 类构造函数

DynamicChart::DynamicChart(QWidget *parent): QChartView(new QChart(), parent), m_chart(this->chart())
{m_chart->setTitle("Dynamic Data Plot");m_chart->legend()->hide();setRenderHint(QPainter::Antialiasing);// 设置图表主题和隐藏图例m_chart->setTheme(QChart::ChartTheme::ChartThemeDark);// 创建共用的坐标轴axisX = new QValueAxis();axisX->setRange(0, 100);m_chart->addAxis(axisX, Qt::AlignBottom);axisY = new QValueAxis();axisY->setRange(0, 100);m_chart->addAxis(axisY, Qt::AlignLeft);// 设置定时器connect(&timer, &QTimer::timeout, this, &DynamicChart::animateDrawing);timer.setInterval(30); // 动画更新间隔为30毫秒resize(500,500);
}

该构造函数中设置了图表的主题、坐标轴、以及定时器，定时器的作用是每隔30毫秒触发 animateDrawing() 函数，用于动态绘制数据。

2. `createSeries()` 函数

void DynamicChart::createSeries(int seriesId, const QString &name)
{
#ifdef LINEQLineSeries *series = new QLineSeries();
#elseQSplineSeries *series = new QSplineSeries();
#endifseries->setName(name);m_chart->addSeries(series);// 使用共用的坐标轴series->attachAxis(axisX);series->attachAxis(axisY);seriesMap.insert(seriesId, series);
}

该函数负责创建新的系列（折线或样条曲线），并将其添加到图表中。 seriesId 用于标识不同的曲线，name 则用于显示系列的名称。系列将共享同一套坐标轴。

3. `addPointAnimated()` 函数

void DynamicChart::addPointAnimated(int seriesId, const QPointF &point)
{if (!seriesMap.contains(seriesId)) return;
#ifdef LINEQLineSeries *series = seriesMap[seriesId];
#elseQSplineSeries *series =seriesMap[seriesId];
#endifif (!series->points().isEmpty()) {lastPoint = series->points().last();} else {lastPoint = point; // 第一个点直接添加series->append(point);}newPoint = point;currentSeriesId = seriesId;currentStep = 0;stepsCount = 10; // 分10步完成连线timer.start();
}

该函数用于为指定的系列添加新点，并通过动画效果使新点逐步出现在图表上。它会计算新点与最后一个点之间的插值，并逐步绘制曲线。

4. `animateDrawing()` 函数

void DynamicChart::animateDrawing()
{
#ifdef LINEQLineSeries *series = seriesMap[currentSeriesId];
#elseQSplineSeries *series =seriesMap[currentSeriesId];
#endifif (currentStep >= stepsCount) {timer.stop();series->append(newPoint);return;}qreal x = lastPoint.x() + (newPoint.x() - lastPoint.x()) * currentStep / stepsCount;qreal y = lastPoint.y() + (newPoint.y() - lastPoint.y()) * currentStep / stepsCount;series->append(x, y);// 动态更新坐标轴if (x > axisX->max()) {axisX->setMax(x + 10);}if (y > axisY->max() || y < axisY->min()) {axisY->setMax(qMax(y + 10, axisY->max()));axisY->setMin(qMin(y - 10, axisY->min()));}currentStep++;
}

该函数实现了通过定时器触发的动态绘制。它逐步将新点与前一个点连接，并动态调整坐标轴的范围以适应新增数据。

主窗口逻辑

最后的代码片段展示了如何使用 DynamicChart 类创建一个包含多个曲线的图表，并通过按钮控制定时器的启动与停止：

setMinimumSize(QSize(800,500));
chartView = new DynamicChart(this);
chartView->createSeries(1, "Test Series 1");
chartView->createSeries(2, "Test Series 2");
chartView->createSeries(3, "Test Series 3");
chartView->createSeries(4, "Test Series 4");QTimer *timer = new QTimer;
connect(timer, &QTimer::timeout, this, [=]()
{int m_id = QRandomGenerator::global()->bounded(1, 5);chartView->addPointAnimated(m_id, QPointF(m_index++, QRandomGenerator::global()->bounded(100)));
});startButton = new QRadioButton("StartDrawing", this);
connect(startButton, &QRadioButton::clicked, [=](bool arg)
{if (arg)timer->start(100);elsetimer->stop();
});

通过 QRadioButton 控制定时器的启停，点击按钮后，程序将开始在图表上随机添加点，并动态绘制折线或样条曲线。

结论

此程序通过Qt的 QChartView 和定时器，实现了一个能够动态绘制多条曲线的折线图表。通过定时器控制数据点的逐步绘制，并结合坐标轴的动态更新，使得该图表在绘图过程中能够自动适应数据的变化。这种方式适用于需要实时显示数据变化的场景，如传感器数据的实时监控或动态性能分析等。