《突破控件限制：用Qt绘图API解锁高级界面定制能力》

一、基本概念

虽然 Qt 已经内置了很多的控件，但是不能保证现有控件就可以应对所有场景。很多时候我们需要更强的 "自定制" 能力。

Qt 提供了画图相关的 API，允许我们在窗口上绘制任意的图形形状来完成更复杂的界面设计

所谓的 "控件" 本质上也是通过画图的方式画上去的。
画图 API 和控件之间的关系，可以类比成机器指令和高级语言之间的关系。
控件是对画图 API 的进一步封装，画图 API 是控件的底层实现。

【绘图 API 核心类】

类	说明
QPainter	"绘画者" 或者 "画家" ==> 用来绘图的对象，提供了一系列 drawXXX 方法，可以允许我们绘制各种图形.
QPaintDevice	"画板" ==> 描述了 QPainter 把图形画到哪个对象上. 像咱们之前用过的 QWidget 也是一种 QPaintDevice (QWidget 是 QPaintDevice 的子类).
QPen	"画笔" ==> 描述了 QPainter 画出来的线是什么样的.
QBrush	"画刷" ==> 描述了 QPainter 填充一个区域是什么样的.

绘图 API 的使用一般不会在 QWidget 的构造函数中使用 ，而是要放到 paintEvent 事件中，在这里进行调用

paintEvent 会在以下情况下被触发：

控件首次创建。
控件被遮挡，再解除遮挡。
窗口最小化，再恢复。
控件大小发生变化时。
主动调用 repaint() 或者 update() 方法（这两个方法都是 QWidget 的方法）。

二、绘制各种形状

1. 绘制线段

c 复制代码

void drawLine(const QPoint &p1, const QPoint &p2); 
参数：
    p1：绘制起点坐标
    p2：绘制终点坐标
    
void drawLine ( int x1, int y1, int x2, int y2 ); 
参数：
    x1,y1：绘制起点坐标
    x2,y2：绘制终点坐标

【案例】

在 "widget.h" 头文件中声明绘图事件，然后在 "widget.cpp" 文件中重写 paintEvent() 方法，代码如下：

c 复制代码

void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    (void) event;
    // 绘图工作就会放到这里来执行.
 
    QPainter painter(this);
    // 画一个线段.
    painter.drawLine(20, 20, 200, 20);
    painter.drawLine(QPoint(20, 100), QPoint(200, 100));
    painter.drawLine(20, 20, 100, 300);
}

实现效果如下：

2. 绘制矩形

c 复制代码

void QPainter::drawRect(int x, int y, int width, int height)；    
参数：
    x：窗口横坐标；
    y：窗口纵坐标；
    width：所绘制矩形的宽度；
    height：所绘制矩形的⾼度；

【案例】：和绘制线段操作类似，代码如下：

c 复制代码

void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    (void) event;
    QPainter painter(this);
    // 画一个矩形.
    painter.drawRect(100, 100, 300, 200);
}

运行程序，如下：

3. 绘制圆形

c 复制代码

void QPainter::drawEllipse(const QPoint &center, int rx, int ry) 
参数：
    center：中⼼点坐标
    rx：横坐标
    ry：纵坐标

【案例】：和上面类似，如下：

c 复制代码

// 画圆形.
painter.drawEllipse(200, 200, 400, 100);

运行程序，如下：

4. 绘制文本

🔥 QPainter 类中不仅提供了绘制图形的功能，还可以使用 QPainter::drawText() 函数来绘制文字，也可以使用 QPainter::setFont() 设置字体等信息。

【案例】：基于上面类似操作

c 复制代码

QFont font("微软雅黑", 24);
painter.setFont(font);
// 绘制文本.
painter.drawText(0, 100, "hello");

注意理解 drawText 中的坐标位置
此处的 0 横坐标：表示文字 最左侧位置
此处 100 纵坐标：表示文字 基线位置（英语单词本上四线格从上往下的第三根线）

运行程序，如下：

但是看到这，绘制的形状外貌信息还是太过单调，因此就需要用画笔调节

5. 设置画笔

💢 QPainter 在绘制时，是有一个默认的画笔的。在使用时也可以自定义画笔。在 Qt 中，QPen 类中定义了 QPainter 应该如何绘制形状、线条和轮廓。同时通过 QPen 类可以设置画笔的线宽、颜色、样式、画刷等。

画笔的颜色可以在实例化画笔对象时进行设置，画笔的宽度是通过 setWidth() 方法进行设置，画笔的风格是通过 setStyle() 方法进行设置，设置画刷主要是通过 setBrush() 方法。

设置画笔颜色：QPen::QPen(const QColor &color) 画笔的颜色主要是通过 QColor 类设置；
设置画笔宽度：void QPen::setWidth(int width)
设置画笔风格：void QPen::setStyle(Qt::PenStyle style)

画笔的风格有：

【案例】：基于之前操作

c 复制代码

QPen pen;
// 设置成红色的线条
pen.setColor(QColor(255, 0, 0));
// 设置线条的粗细.
pen.setWidth(5);
// 设置线条的风格
pen.setStyle(Qt::DashLine);

// 让 painter 对象应用 pen 对象
painter.setPen(pen);
// 画圆形.
painter.drawEllipse(200, 200, 400, 100);

运行程序，如下：

6. 绘制画刷

在 Qt 中，画刷是使用 QBrush 类来描述，画刷大多用于填充。

QBrush 定义了 QPainter 的填充模式，具有样式、颜色、渐变以及纹理等属性。
画刷的格式中定义了填充的样式

使用 Qt::BrushStyle 枚举，默认值是 Qt::NoBrush，也就是不进行任何填充

可以通过 Qt 助手查找画刷的格式。如下图示：

设置画刷主要通过 void QPen::setBrush(const QBrush &brush) 方法，其参数为画刷的格式。

【案例】：基于之前操作

c 复制代码

QBrush brush;
brush.setColor(QColor(0, 255, 0));
brush.setStyle(Qt::SolidPattern);
brush.setStyle(Qt::CrossPattern);
painter.setBrush(brush);

// 画圆形.
painter.drawEllipse(200, 200, 400, 100);

运行程序，如下：

三、绘制图片

Qt 提供了四个类来处理图像数据：QImage、QPixmap、QBitmap 和 QPicture

其中QImage主要用来进行 I/O 处理，它对 I/O 处理操作进行了优化，而且可以用来直接访问和操作像素
QPixmap 主要用来在屏幕上显示图像，它对屏幕上的显示图像进行优化；
QBitmap 是 QPixmap 的子类，用来处理颜色深度为 1 的图像，即只能显示黑白两种颜色
QPicture 用来记录并重演 QPainter 命令。

1. 绘制简单图片

新建项目，并且创建 qrc 文件，引入图片，如下：

在 "widget.h" 头文件中声明绘图事件，然后在 "widget.cpp" 文件中重写 paintEvent() 方法，代码如下：

c 复制代码

void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    (void) event;
    QPainter painter(this);
    //画图片
    QPixmap pixmap(":/tree.jpg");
    painter.drawPixmap(100, 100, pixmap); // 位置是相对于左上角
}

运行程序，结果如下：

2. 平移图片

平移图片实际是通过改变坐标来实现。QPainter 类中提供了 *translate()* 函数来实现坐标原点的改变。

c 复制代码

painter.translate(100,100);

3. 缩放图片

c 复制代码

painter.drawPixmap(0, 0, 400, 300, pixmap);

运行程序，结果如下：

4. 旋转图片

图片的旋转使用的是 QPainter 类中的 rotate() 函数，它默认是以原点为中心进行旋转的。如果要改变旋转的中心，可以使用 translate() 函数完成。

c 复制代码

// 图片旋转：本质是把 QPainer 对象进行旋转，这样绘制内容也发生旋转
painter.rotate(180);
painter.translate(-800, -600);
painter.drawPixmap(100, 100, 400, 300,pixmap);

四、其他设置

1. 移动画家位置

有时候在绘制多个图形时，想使用同一坐标位置，那么绘制出来的图形肯定会重合，此时，可以通过移动画家的位置来使图形不发生重合。

【案例】：

代码如下：

c 复制代码

void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    QPainter painter(this);
    painter.drawEllipse(QPoint(100, 200), 50, 50);

    painter.translate(100, 100); // 让画家移动

    painter.drawEllipse(QPoint(100, 200), 50, 50);
}

2. 保存 / 加载画家的状态

在绘制图形的过程中，可以通过 save() 函数来保存画家的状态，使用 restore() 函数还原画家状态。

save() 函数原型如下：

restore() 函数原型如下：

【案例】如下：

💡说明：

在画第三个圆之前，由于还原了画家的状态，所以此时画家的位置坐标会移动到画家状态保存的地方，所以在绘制第三个圆的位置时实际是和第二个圆发生了重叠

五、特殊的绘图设备

前面的代码中我们是使用 QWidget 作为绘图设备，在 Qt 中还存在下列三个比较特殊的绘图设备。

QPixmap 用于在显示器上显示图片
QImage 用于对图片进行像素级修改
QPicture 用于对 QPainter 的一系列操作进行存档

1. QPixmap

QPixmap 核心特性：

使用 QPainter 直接在上面进行绘制图形。
通过文件路径加载并显示图片。
搭配 QPainter 的 drawPixmap() 函数，可以把这个图片绘制到⼀个 QLabel、QPushButton 等控件上。
和系统 / 显示设备强相关，不同系统 / 显示设备下，QPixmap 的显示可能会有所差别

代码如下：

c 复制代码

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    QPixmap pix(500, 500);
    QPainter painter(&pix);
    painter.setPen(Qt::red); // 设置画笔颜色

    painter.drawEllipse(QPoint(100, 100),100, 100); // 画圆
    pix.save("D:/C++/qt-learning/Scode/learn9-Painter-tools/pix.png");
}

实现效果：

2. QImage

QImage 的核心特性：

使用 QPainter 直接在上面进行绘制图形。
通过文件路径加载并显示图片。
能够针对图片进行像素级别的操作（操作某个指定的像素）。
独立于硬件的绘制系统，能够在不同系统之上提供一致的显示。

【QImage 作为绘图设备的使用】

c 复制代码

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    QImage img(500, 500, QImage::Format_RGB32);
    img.fill(Qt::white); // 填充色：白色，默认为黑色
    QPainter painter(&img);
    painter.drawEllipse(QPoint(100, 100),100, 100); // 画圆
    img.save("D:/C++/qt-learning/Scode/learn9-Painter-tools/img.jpg");
}

实现效果：

【QImage 绘图时对像素的修改】

c 复制代码

#include "widget.h"
#include <QPainter>
 
Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{
}
 
void Widget::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    QPainter painter(this); // 实例化画家对象
 
    QImage img;
    img.load(":/pic.jpg"); // 加载图片
 
    // 修改像素点
    for(int i = 100; i < 200; i++)
    {
        for(int j = 100; j < 200; j++)
        {
            QRgb rgb = qRgb(0, 0, 255);
            img.setPixel(i, j, rgb);
        }
    }
 
    painter.drawImage(0, 0, img);
}

通过 setPixel 设置某个像素的颜色值

使用 qRgb 表示一个具体的颜色

3. QPicture

QPicture 核心特性：

使用 QPainter 直接在上面进行绘制图形。
通过文件路径加载并显示图片。
能够记录 QPainter 的操作步骤。
独立于硬件的绘制系统，能够在不同系统之上提供⼀致的显示。

注意： QPicture 加载的必须是自身的存档文件，而不能是任意的 png, jpg 等图片文件

如果要记录下 QPainter 的命令

首先要使用 QPainter::begin() 函数，将 QPicture 实例作为参数传递进去，以便告诉系统开始记录
记录完毕后使用 QPainter::end() 命令终止。