Qt：QCustomPlot类介绍

QCustomPlot的核心类就是QCustomPlot类。这个类继承自QWidget，因此可以像其他QWidget一样使用，比如放入布局中。

QCustomPlot类基本结构

• 一个QCustomPlot对象可以包含多个图层（通过QCPLayer表示），通常使用默认图层。

• 它包含四个坐标轴（上、下、左、右），默认显示左下两个坐标轴（xAxis和yAxis，另外两个坐标轴是xAxis2,和yAxis2）。坐标轴的类型是QCPAxis。

• 可以在图表中添加多个图形（Plottables），比如QCPGraph（曲线图）、QCPBars（柱状图）等。这些图形都继承自QCPAbstractPlottable。

• 可以添加其他元素：标题（通过plotLayout()设置）、图例（QCPLegend）、文本标签（QCPItemText）、直线（QCPItemLine）等。

QCustomPlot图层

QCustomPlot类管理着所有的图层，它默认自带了六个图层：

• 背景层：background

• 网格层：grid

• 绘图层：main

• 坐标轴层：axes

• 图例层：legend

• overlay层：overlay

层的顺序的不同，绘制的顺序也不同，越在底下的层越早绘制，默认为绘图层main。

每个QCustomPlot类默认包含一个绘图区域QCPAxisRect，一个QCPAxisRect一般来说会有上轴xAxis2、下轴xAxis、左轴yAxis和右轴yAxis2四个轴。

QCustomPlot使用步骤：

• 将QCustomPlot加入工程。通常你可以直接包含qcustomplot.h和qcustomplot.cpp文件。

• 在UI设计器中，可以将一个QWidget提升为QCustomPlot，或者直接在代码中创建。

• 在代码中，通过addGraph()添加一条曲线（返回一个QCPGraph指针），然后设置数据。

• 设置坐标轴范围、标签等。

• 如果需要实时更新，在定时器中更新数据并调用replot()。

示例代码（部分）

#include "qcustomplot.h"

// 创建一个QCustomPlot对象（假设已经有一个QWidget容器，比如在UI设计器中放置了一个QWidget，然后提升为QCustomPlot）
QCustomPlot *customPlot = new QCustomPlot(parent);

// 添加一条曲线
QCPGraph *graph = customPlot->addGraph();
graph->setData(x, y); // x和y是QVector<double>类型的数据

// 设置坐标轴标签
customPlot->xAxis->setLabel("X");
customPlot->yAxis->setLabel("Y");

// 设置坐标轴范围，可以自动调整
customPlot->rescaleAxes();

// 重绘
customPlot->replot();

实时绘图需要定时器不断更新数据，然后重绘。可以使用addData()方法追加数据点，避免每次更新全部数据点，提升性能。

交互功能：

• 缩放：

customPlot->setInteractions(QCP::iRangeDrag | QCP::iRangeZoom);

• 图例可点击，然后连接信号：

customPlot->legend->setSelectableParts(QCPLegend::spItems); 

// 连接信号槽。
selectionChangedByUser

自定义绘图元素：通过QCPAbstractItem派生类可以绘制各种自定义的图形元素（如箭头、文本等）。

多图层：用于组合多种图形，比如在一个图表中既有曲线又有柱状图，且柱状图在曲线之上显示。

QCustomPlot核心功能亮点​​

​​多图层支持​​

• 独立的图层系统（QCPLayer），可分层绘制图形元素（如曲线、文本、形状）。

• 图层叠加顺序可控，支持动态显隐图层。

​​丰富的基础绘图类型​​

• ​​ 曲线图​​：QCPGraph（折线、曲线、散点图）

• ​​柱状图​​：QCPBars（分组/堆叠柱状图）

• ​​统计图​​：QCPStatisticalBox（箱线图）、QCPColorMap（热力图）

• ​​金融图​​：QCPFinancial（K 线图）

• ​​极坐标图​​：QCPPolarGraph（雷达图、极坐标曲线）

​​轴系统与刻度​​

• 双轴系统（X/Y轴），支持多轴共存（如左右Y轴、上下X轴）。
• 自定义刻度生成器（QCPAxisTicker），支持对数轴、时间轴、文本标签轴。
• 轴范围灵活控制：自动缩放、手动固定、拖拽平移。

​​交互式操作​​

• ​​平移/缩放​​：支持鼠标拖拽平移、滚轮缩放（可限定方向）。

• ​​点选/框选​ ​：通过 QCPSelectionRect 实现矩形区域选择数据点。

• ​​图例交互​​：点击图例隐藏/显示关联曲线。

• ​​数据光标​ ​：实时显示数据点坐标的 QCPItemTracer。

​​样式高度可定制​​

• 线条样式：线宽、线型（实线/虚线）、颜色渐变。

• 填充样式：支持渐变填充、纹理贴图。

• 文本与字体：任意位置的文本标签（QCPItemText）、字体属性自定义。

• 轴外观：刻度长度、标签旋转、背景网格线密度。

QCustomPlot高级特性

实时数据刷新​

​通过 QCustomPlot::replot() 高效重绘图表，适合动态数据流（如传感器数据）：

// 动态追加数据示例
QVector<double> x, y;
x << 1 << 2 << 3;
y << 5 << 2 << 7;
customPlot->graph(0)->setData(x, y);
customPlot->replot(); // 刷新显示

数据选择与编辑​

​启用 setInteractions 支持数据点选择（单击/框选）：

customPlot->setInteractions(QCP::iRangeDrag | QCP::iRangeZoom | QCP::iSelectPlottables);

导出功能​

​一键导出为矢量图或位图：

customPlot->savePdf("chart.pdf", 0, 0); // PDF 矢量图
customPlot->savePng("chart.png", 800, 600); // PNG 位图

​​性能优化​​

大容量数据处理（十万级数据点）时启用 setOpenGl(true) 加速渲染。

通过 setAntialiasedElements 按需启用抗锯齿以平衡性能与质量。

部分代码

// 创建简单曲线图
QCustomPlot *plot = new QCustomPlot;
plot->addGraph(); // 添加曲线
plot->graph(0)->setData(xData, yData); // 填充数据

// 坐标轴配置
plot->xAxis->setLabel("X轴");
plot->yAxis->setLabel("Y轴");
plot->xAxis->setRange(0, 10); // 固定范围
plot->yAxis->setRange(-5, 15);

// 交互设置
plot->setInteractions(QCP::iRangeDrag | QCP::iRangeZoom);

// 实时刷新定时器
QTimer *timer = new QTimer;
QObject::connect(timer, &QTimer::timeout, [&](){
    addNewDataPoint();   // 更新数据
    plot->replot();
});
timer->start(50); // 20Hz刷新

适用场景​​

• 科学计算可视化（如 MATLAB 风格绘图）

• 工业监控实时曲线

• 金融数据分析（K 线图、趋势线）

• 嵌入式设备数据显示（低资源占用）

• 学术论文图表生成（矢量输出）