Qt編寫可視化大屏電子看板系統16-標準柱狀圖

一、前言

標準柱狀圖是大屏系統中最常用的一種展示數據效果圖，提供不同的柱子顯示數據值，在QCustomPlot的基礎上拓展了頂部顯示對應的值，不同的柱子不同的顏色，同時還可以調用內置的觸發報警顏色的機制，比如超過90%就自動紅色顯示，這樣用戶使用的時候只要傳入值就行，默認的機制一般是三種顏色，正常顏色、警告顏色、報警顏色，三種顏色都對應觸發值，超過對應的值就顯示對應的顏色。一般的規則都是大於設定的警戒值就觸發，其實真實世界是簡單的也是複雜的，還有不少的場景是低於一定的值才報警，倒過來的規則，可能會有三種規則，規則1大於報警值報警（大部分的規則都是這個），規則2小於報警值報警（比如氣體濃度），規則3在範圍值內則報警。

在柱狀圖上面顯示對應的值這個需求非常多，不清楚爲何很多曲線圖控件不默認就支持這個特性，而是需要額外的寫代碼繪製處理，比如Qt界著名的曲線圖三劍客QCustomPlot、Qwt、QChart都默認沒有這個效果，好在開源的世界是豐富多彩的，這三劍客本身都是開源的，源代碼量也不是很多，稍微花點時間看看學習下也是不錯的選擇，而且柱狀圖上顯示對應的值的處理和代碼網上也是一大堆，面向百度和搜索編程相信是衆多程序員的選擇和喜愛。

開源庫QCustomPlot有多個版本，基本上可以歸納爲v1和v2，在部分代碼處理上有區別，所以爲了支持v1和v2兩個版本，在做二次開發的時候都做了兼容，其實必須性不大，畢竟v2也從Qt4.6支持到了Qt6，蠻好的，做支持的時候純粹爲了鍛鍊技術，看下兩者到底區別在哪，處理方式有何區別，還有個稍微微小的考慮就是可能有些用戶還在用v1爲了兼容這批用戶，省得換成v2整個項目曲線的地方改動不小。

二、功能特點

1. 採用分層設計，整體總共分三級界面，一級界面是整體佈局，二級界面是單個功能模塊，三級界面是單個控件。
2. 子控件包括餅圖、圓環圖、曲線圖、柱狀圖、柱狀分組圖、橫向柱狀圖、橫向柱狀分組圖、合格率控件、百分比控件、進度控件、設備狀態面板、表格數據、地圖控件、視頻控件等。
3. 二級界面可以自由拖動懸浮，支持最小化隱藏、最大化關閉、響應雙擊自定義標題欄。
4. 數據源支持模擬數據（默認）、數據庫採集、串口通信（需定製）、網絡通信（需定製）、網絡請求等，可自由設定每個子界面的採集間隔即數據刷新頻率。
5. 採用純QWidget編寫，親測Qt4.6到Qt6.2任意版本，理論上支持後續其他Qt版本。
6. 超強跨平臺，親測windows、linux、mac、國產uos、國產銀河麒麟kylin等系統，效果完美，同時還支持嵌入式linux比如樹莓派、香橙派、全志、imx6等。
7. 同時集成了自定義控件、qchart餅圖、echart地圖等功能。
8. 內置多套配色風格樣式（紫色、藍色、深藍、黑色），默認紫色，自適應任意分辨率。
9. 可設置系統標題、目標分辨率、佈局方案，啓動立即應用。
10. 可設置主背景顏色、面板顏色、十字線遊標顏色等各種顏色。
11. 可設置多條曲線不同顏色，沒有設置顏色的情況下內置多套精美顏色隨機應用。
12. 可設置標題欄背景顏色、文字顏色。
13. 可設置曲線圖表背景顏色、文字顏色、網格顏色。
14. 可設置正常顏色、警戒顏色、報警顏色、禁用顏色、百分比進度顏色。
15. 可分別設置各種字體大小，比如全局字體、軟件名稱、標題欄、子標題欄、加粗標籤等。
16. 可設置標題欄高度、表頭高度、行高度。
17. 曲線支持遊標、定位線、懸停高亮數據點、懸停顯示值。
18. 柱狀圖支持頂部（可設置頂端、上部、中間、底部）顯示數據，全部自適應計算位置。
19. 支持平滑曲線，內置多種平滑曲線算法，還支持面積圖平滑。
20. 面積圖填充顏色可選多種規則比如單色透明度填充、透明度漸變填充等。
21. 數據庫支持sqlite、mysql、postgresql、oracle、國產人大金倉等數據庫。
22. 主界面直接鼠標右鍵切換佈局、配色方案、關閉開啓某個二級窗體。
23. 自動記憶所有子窗口的大小和位置，下次啓動立即應用。
24. 動態加載佈局方案菜單，可以動態新建佈局、恢復佈局、保存佈局、另存佈局等，用戶可以製造任意佈局。
25. 二級窗體，雙擊從主窗體分離出來浮動，可以自由調整大小。再次雙擊標題欄最大化，再次雙擊還原。
26. 子模塊也可以全屏顯示作爲一個大屏，這樣就可以一個大屏拓展出多個子大屏，放大查看子模塊的數據詳情，適用多屏展示。
27. 每個模塊都可以自定義採集速度，如果是數據庫採集會自動排隊處理，後期還可以拓展每個子模塊都獨立的數據庫採集。
28. 提供系統設置模塊進行整體的配置參數設置，效果立即應用。
29. 提供精美炫酷的大屏地圖模塊，包括靜態圖片、閃爍效果、遷徙效果、世界地圖、區域地圖等，可指定點的經緯度座標，識別單擊響應，可以做地圖跳轉等，每個點都可以不同的顏色和提示信息。
30. 除了提供大屏系統外，還將每個模塊都做了獨立的模塊示例界面，每個模塊都可以獨立學習使用，裏面用到的控件也單獨做了控件示例界面，方便學習每個控件如何使用。
31. 非常詳細的開發和使用手冊，其中包括數據庫說明、模塊對照圖、控件對照圖、項目結構、代碼說明（精確到每個類）、演示demo、使用方法等。

三、體驗地址

1. 體驗地址：https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取碼：01jf 文件名：bin_bigscreen.zip。
2. 國內站點：https://gitee.com/feiyangqingyun
3. 國際站點：https://github.com/feiyangqingyun
4. 個人主頁：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
5. 知乎主頁：https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/
6. 在線文檔：https://feiyangqingyun.gitee.io/qwidgetdemo/bigscreen/

四、效果圖

五、核心代碼

#include "customplotbarv.h"

CustomPlotBarv::CustomPlotBarv(QCPAxis *keyAxis, QCPAxis *valueAxis) : QCPBars(keyAxis, valueAxis)
{
    valuePosition = 1;
    valuePrecision = 0;
    valueColor = Qt::white;
    checkData = false;
}

void CustomPlotBarv::draw(QCPPainter *painter)
{
    //必須先繼續繪製父類,不然父類的所有東西沒有繪製
    //順序不能反,先繪製完父類再繪製自定義的數據,不然會覆蓋
    QCPBars::draw(painter);

    //迭代拿到每個區域的座標和寬高
    int index = -1;
#ifdef qcustomplot_v1
    QCPBarDataMap::const_iterator visibleBegin, visibleEnd;
    getVisibleDataBounds(visibleBegin, visibleEnd);
    for (QCPBarDataMap::const_iterator it = visibleBegin; it != visibleEnd; ++it) {
#else
    QCPBarsDataContainer::const_iterator visibleBegin, visibleEnd;
    getVisibleDataBounds(visibleBegin, visibleEnd);
    for (QCPBarsDataContainer::const_iterator it = visibleBegin; it != visibleEnd; ++it) {
#endif
        //獲取柱狀圖區域
#ifdef qcustomplot_v1
        QPolygonF barPolygon = getBarPolygon(it.key(), it.value().value);
        QRectF rect;
        int x1 = barPolygon.at(1).x();
        int y1 = barPolygon.at(1).y();
        int x2 = barPolygon.at(3).x();
        int y2 = barPolygon.at(3).y();
        rect.setX(x1);
        rect.setY(y1);
        rect.setWidth(x2 - x1);
        rect.setHeight(y2 - y1);
#else
        QRectF rect = getBarRect(it->key, it->value);
#endif

        //先處理校驗數據
        index++;
        if (checkData) {
            if (it->value >= 80) {
                setBrush(QColor(0, 176, 180));
            } else if (it->value >= 60) {
                setBrush(QColor(255, 192, 0));
            } else {
                setBrush(QColor(214, 77, 84));
            }
        } else {
            //如果存在顏色集合則取顏色集合
            if (index < barColors.count()) {
                setBrush(barColors.at(index));
            }
        }

        //設置畫筆和畫刷,繪製矩形區域形成柱狀圖
        if (this->pen() != Qt::NoPen) {
            painter->setPen(this->pen().color());
        }

        painter->setBrush(this->brush());
        painter->drawRect(rect);

        //設置文本的顏色,還可以設置字體
        painter->setPen(valueColor);

        //這裏可以設置小數點精確度
        QString strValue = QString::number(it->value, 'f', valuePrecision);
        //計算字體的高度
        QFontMetrics fm = painter->fontMetrics();
#if (QT_VERSION >= QT_VERSION_CHECK(5,11,0))
        int textWidth = fm.horizontalAdvance(strValue);
#else
        int textWidth = fm.width(strValue);
#endif
        int textHeight = fm.ascent() + fm.descent();

        //如果矩形寬度小於文字寬度則不繪製
        if (rect.width() < textWidth) {
            continue;
        }

        //如果不在頂部,矩形高度小於文字高度則不繪製
        if (valuePosition > 1) {
            if (rect.height() < textHeight) {
                continue;
            }
        }

        //0-不繪製 1-頂部上面 2-頂部居中 3-中間居中 4-底部居中
        //設置區域一點點偏差,看起來不那麼擁擠
        int offset = 3;
        if (valuePosition == 1) {
            rect.setY(rect.y() - textHeight - offset);
            painter->drawText(rect, Qt::AlignTop | Qt::AlignHCenter, strValue);
        } else if (valuePosition == 2) {
            rect.setY(rect.y() + offset);
            painter->drawText(rect, Qt::AlignTop | Qt::AlignHCenter, strValue);
        } else if (valuePosition == 3) {
            painter->drawText(rect, Qt::AlignVCenter | Qt::AlignHCenter, strValue);
        } else if (valuePosition == 4) {
            rect.setHeight(rect.height() - offset);
            painter->drawText(rect, Qt::AlignBottom | Qt::AlignHCenter, strValue);
        }
    }
}

int CustomPlotBarv::getValuePosition() const
{
    return this->valuePosition;
}

int CustomPlotBarv::getValuePrecision() const
{
    return this->valuePrecision;
}

QColor CustomPlotBarv::getValueColor() const
{
    return this->valueColor;
}

bool CustomPlotBarv::getCheckData() const
{
    return this->checkData;
}

void CustomPlotBarv::setValuePostion(int valuePosition)
{
    if (this->valuePosition != valuePosition) {
        this->valuePosition = valuePosition;
    }
}

void CustomPlotBarv::setValuePrecision(int valuePrecision)
{
    if (this->valuePrecision != valuePrecision) {
        this->valuePrecision = valuePrecision;
    }
}

void CustomPlotBarv::setValueColor(const QColor &valueColor)
{
    if (this->valueColor != valueColor) {
        this->valueColor = valueColor;
    }
}

void CustomPlotBarv::setCheckData(bool checkData)
{
    if (this->checkData != checkData) {
        this->checkData = checkData;
    }
}

void CustomPlotBarv::setBarColors(const lcolor &barColors)
{
    this->barColors = barColors;
}