Qt编写自定义控件31-面板仪表盘控件

一、前言

在Qt自定义控件中，仪表盘控件是数量最多的，写仪表盘都写到快要吐血，可能是因为各种工业控制领域用的比较多吧，而且仪表盘又是比较生动直观的，这次看到百度的echart中有这个控件，所以也来模仿做了一个，其实掌握了一两个仪表盘的绘制方法以后，其他仪表盘的绘制都是如鱼得水，基本上变化很小。总结起来就如下几点：
1：仪表盘边框
2：刻度尺
3：刻度值
4：圆环进度
5：指针
6：当前值
7：仪表盘标题
无论什么仪表盘，基本上包含的上面几个要素的大部分，所以只要掌握几个要素的绘制，任何仪表盘绘制都是轻轻松松信手拈来。无非就是有些仪表盘要求刻度尺在里边有些要求在外边，有些要求有圆环进度不同颜色显示，有些要求可以自定义左侧起始角度和右侧结束角度，有些要求指针圆形方形椭圆形等，有些要求值改变的时候带一些缓慢的动画过渡效果等。

二、实现的功能

• 1:可设置范围值,支持负数值
• 2:可设置精确度+刻度尺精确度,最大支持小数点后3位
• 3:可设置大刻度数量/小刻度数量
• 4:可设置开始旋转角度/结束旋转角度
• 5:可设置是否启用动画效果以及动画效果每次移动的步长
• 6:可设置刻度颜色+文字颜色+圆环的宽度和颜色
• 7:自适应窗体拉伸,刻度尺和文字自动缩放
• 8:可设置单位以及仪表盘名称

三、效果图

四、头文件代码

#ifndef GAUGEPANEL_H
#define GAUGEPANEL_H

/**
 * 面板仪表盘控件 作者:feiyangqingyun(QQ:517216493) 2019-7-3
 * 1:可设置范围值,支持负数值
 * 2:可设置精确度+刻度尺精确度,最大支持小数点后3位
 * 3:可设置大刻度数量/小刻度数量
 * 4:可设置开始旋转角度/结束旋转角度
 * 5:可设置是否启用动画效果以及动画效果每次移动的步长
 * 6:可设置刻度颜色+文字颜色+圆环的宽度和颜色
 * 7:自适应窗体拉伸,刻度尺和文字自动缩放
 * 8:可设置单位以及仪表盘名称
 */

#include <QWidget>

#ifdef quc
#if (QT_VERSION < QT_VERSION_CHECK(5,7,0))
#include <QtDesigner/QDesignerExportWidget>
#else
#include <QtUiPlugin/QDesignerExportWidget>
#endif

class QDESIGNER_WIDGET_EXPORT GaugePanel : public QWidget
#else
class GaugePanel : public QWidget
#endif

{
    Q_OBJECT
    Q_PROPERTY(double minValue READ getMinValue WRITE setMinValue)
    Q_PROPERTY(double maxValue READ getMaxValue WRITE setMaxValue)
    Q_PROPERTY(double value READ getValue WRITE setValue)
    Q_PROPERTY(int precision READ getPrecision WRITE setPrecision)
    Q_PROPERTY(int scalePrecision READ getScalePrecision WRITE setScalePrecision)

    Q_PROPERTY(int scaleMajor READ getScaleMajor WRITE setScaleMajor)
    Q_PROPERTY(int scaleMinor READ getScaleMinor WRITE setScaleMinor)
    Q_PROPERTY(int startAngle READ getStartAngle WRITE setStartAngle)
    Q_PROPERTY(int endAngle READ getEndAngle WRITE setEndAngle)

    Q_PROPERTY(bool animation READ getAnimation WRITE setAnimation)
    Q_PROPERTY(double animationStep READ getAnimationStep WRITE setAnimationStep)

    Q_PROPERTY(int ringWidth READ getRingWidth WRITE setRingWidth)
    Q_PROPERTY(QColor ringColor READ getRingColor WRITE setRingColor)

    Q_PROPERTY(QColor scaleColor READ getScaleColor WRITE setScaleColor)
    Q_PROPERTY(QColor pointerColor READ getPointerColor WRITE setPointerColor)
    Q_PROPERTY(QColor bgColor READ getBgColor WRITE setBgColor)
    Q_PROPERTY(QColor textColor READ getTextColor WRITE setTextColor)
    Q_PROPERTY(QString unit READ getUnit WRITE setUnit)
    Q_PROPERTY(QString text READ getText WRITE setText)

public:
    explicit GaugePanel(QWidget *parent = 0);
    ~GaugePanel();

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *);
    void drawRing(QPainter *painter);
    void drawScale(QPainter *painter);
    void drawScaleNum(QPainter *painter);
    void drawPointer(QPainter *painter);
    void drawValue(QPainter *painter);

private slots:
    void updateValue();

private:    
    double minValue;                //最小值
    double maxValue;                //最大值
    double value;                   //目标值
    int precision;                  //精确度,小数点后几位
    int scalePrecision;             //刻度尺精确度,小数点后几位

    int scaleMajor;                 //大刻度数量
    int scaleMinor;                 //小刻度数量
    int startAngle;                 //开始旋转角度
    int endAngle;                   //结束旋转角度

    bool animation;                 //是否启用动画显示
    double animationStep;           //动画显示时步长

    int ringWidth;                  //圆环宽度
    QColor ringColor;               //圆环颜色

    QColor scaleColor;              //刻度颜色
    QColor pointerColor;            //指针颜色
    QColor bgColor;                 //背景颜色
    QColor textColor;               //文字颜色
    QString unit;                   //单位
    QString text;                   //描述文字

    bool reverse;                   //是否往回走
    double currentValue;            //当前值
    QTimer *timer;                  //定时器绘制动画

public:   
    double getMinValue()            const;
    double getMaxValue()            const;
    double getValue()               const;
    int getPrecision()              const;
    int getScalePrecision()         const;

    int getScaleMajor()             const;
    int getScaleMinor()             const;
    int getStartAngle()             const;
    int getEndAngle()               const;

    bool getAnimation()             const;
    double getAnimationStep()       const;

    int getRingWidth()              const;
    QColor getRingColor()           const;

    QColor getScaleColor()          const;
    QColor getPointerColor()        const;
    QColor getBgColor()             const;
    QColor getTextColor()           const;
    QString getUnit()               const;
    QString getText()               const;

    QSize sizeHint()                const;
    QSize minimumSizeHint()         const;

public Q_SLOTS:
    //设置范围值
    void setRange(double minValue, double maxValue);
    void setRange(int minValue, int maxValue);

    //设置最大最小值
    void setMinValue(double minValue);
    void setMaxValue(double maxValue);

    //设置目标值
    void setValue(double value);
    void setValue(int value);

    //设置精确度
    void setPrecision(int precision);
    //设置刻度尺精确度
    void setScalePrecision(int scalePrecision);

    //设置主刻度数量
    void setScaleMajor(int scaleMajor);
    //设置小刻度数量
    void setScaleMinor(int scaleMinor);
    //设置开始旋转角度
    void setStartAngle(int startAngle);
    //设置结束旋转角度
    void setEndAngle(int endAngle);

    //设置是否启用动画显示
    void setAnimation(bool animation);
    //设置动画显示的步长
    void setAnimationStep(double animationStep);

    //设置圆环宽度+颜色
    void setRingWidth(int ringWidth);
    void setRingColor(const QColor &ringColor);

    //设置刻度颜色
    void setScaleColor(const QColor &scaleColor);
    //设置指针颜色
    void setPointerColor(const QColor &pointerColor);
    //设置背景颜色
    void setBgColor(const QColor &bgColor);
    //设置文本颜色
    void setTextColor(const QColor &textColor);
    //设置单位
    void setUnit(const QString &unit);
    //设置中间描述文字
    void setText(const QString &text);

Q_SIGNALS:
    void valueChanged(int value);
};

#endif // GAUGEPANEL_H

五、核心代码

void GaugePanel::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    int width = this->width();
    int height = this->height();
    int side = qMin(width, height);

    //绘制准备工作,启用反锯齿,平移坐标轴中心,等比例缩放
    QPainter painter(this);
    painter.setRenderHints(QPainter::Antialiasing | QPainter::TextAntialiasing);

    //绘制背景
    if (bgColor != Qt::transparent) {
        painter.setPen(Qt::NoPen);
        painter.fillRect(this->rect(), bgColor);
    }

    painter.translate(width / 2, height / 2);
    painter.scale(side / 200.0, side / 200.0);

    //绘制圆环
    drawRing(&painter);

    //绘制刻度线
    drawScale(&painter);

    //绘制刻度值
    drawScaleNum(&painter);

    //绘制指示器
    drawPointer(&painter);

    //绘制当前值
    drawValue(&painter);
}

void GaugePanel::drawRing(QPainter *painter)
{
    int radius = 70;
    painter->save();

    QPen pen;
    pen.setCapStyle(Qt::FlatCap);
    pen.setWidthF(ringWidth);
    pen.setColor(ringColor);
    painter->setPen(pen);

    radius = radius - ringWidth;
    QRectF rect = QRectF(-radius, -radius, radius * 2, radius * 2);
    double angleAll = 360.0 - startAngle - endAngle;
    painter->drawArc(rect, (270 - startAngle - angleAll) * 16, angleAll * 16);

    painter->restore();
}

void GaugePanel::drawScale(QPainter *painter)
{
    int radius = 80;
    painter->save();

    painter->rotate(startAngle);
    int steps = (scaleMajor * scaleMinor);
    double angleStep = (360.0 - startAngle - endAngle) / steps;

    QPen pen;
    pen.setCapStyle(Qt::RoundCap);
    pen.setColor(scaleColor);

    for (int i = 0; i <= steps; i++) {
        if (i % scaleMinor == 0) {
            pen.setWidthF(1.5);
            painter->setPen(pen);
            painter->drawLine(0, radius - 8, 0, radius + 5);
        } else {
            pen.setWidthF(0.5);
            painter->setPen(pen);
            painter->drawLine(0, radius - 8, 0, radius - 3);
        }

        painter->rotate(angleStep);
    }

    painter->restore();
}

void GaugePanel::drawScaleNum(QPainter *painter)
{
    int radius = 95;
    painter->save();
    painter->setPen(scaleColor);

    double startRad = (360 - startAngle - 90) * (M_PI / 180);
    double deltaRad = (360 - startAngle - endAngle) * (M_PI / 180) / scaleMajor;

    for (int i = 0; i <= scaleMajor; i++) {
        double sina = qSin(startRad - i * deltaRad);
        double cosa = qCos(startRad - i * deltaRad);
        double value = 1.0 * i * ((maxValue - minValue) / scaleMajor) + minValue;

        QString strValue = QString("%1").arg((double)value, 0, 'f', scalePrecision);
        double textWidth = fontMetrics().width(strValue);
        double textHeight = fontMetrics().height();
        int x = radius * cosa - textWidth / 2;
        int y = -radius * sina + textHeight / 4;
        painter->drawText(x, y, strValue);
    }

    painter->restore();
}

void GaugePanel::drawPointer(QPainter *painter)
{
    int radius = 70;
    painter->save();
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(pointerColor);

    QPolygon pts;
    pts.setPoints(4, -5, 0, 0, -8, 5, 0, 0, radius);

    painter->rotate(startAngle);
    double degRotate = (360.0 - startAngle - endAngle) / (maxValue - minValue) * (currentValue - minValue);
    painter->rotate(degRotate);
    painter->drawConvexPolygon(pts);

    painter->restore();
}

void GaugePanel::drawValue(QPainter *painter)
{
    int radius = 100;
    painter->save();
    painter->setPen(textColor);

    QFont font;
    font.setPixelSize(15);
    painter->setFont(font);

    QString strValue = QString("%1").arg((double)currentValue, 0, 'f', precision);
    strValue = QString("%1 %2").arg(strValue).arg(unit);
    QRectF valueRect(-radius, radius / 3.5, radius * 2, radius / 3.5);
    painter->drawText(valueRect, Qt::AlignCenter, strValue);

    QRectF textRect(-radius, radius / 2.5, radius * 2, radius / 2.5);
    font.setPixelSize(12);
    painter->setFont(font);
    painter->drawText(textRect, Qt::AlignCenter, text);

    painter->restore();
}

六、控件介绍

1. 超过149个精美控件，涵盖了各种仪表盘、进度条、进度球、指南针、曲线图、标尺、温度计、导航条、导航栏，flatui、高亮按钮、滑动选择器、农历等。远超qwt集成的控件数量。
2. 每个类都可以独立成一个单独的控件，零耦合，每个控件一个头文件和一个实现文件，不依赖其他文件，方便单个控件以源码形式集成到项目中，较少代码量。qwt的控件类环环相扣，高度耦合，想要使用其中一个控件，必须包含所有的代码。
3. 全部纯Qt编写，QWidget+QPainter绘制，支持Qt4.6到Qt5.12的任何Qt版本，支持mingw、msvc、gcc等编译器，支持任意操作系统比如windows+linux+mac+嵌入式linux等，不乱码，可直接集成到Qt Creator中，和自带的控件一样使用，大部分效果只要设置几个属性即可，极为方便。
4. 每个控件都有一个对应的单独的包含该控件源码的DEMO，方便参考使用。同时还提供一个所有控件使用的集成的DEMO。
5. 每个控件的源代码都有详细中文注释，都按照统一设计规范编写，方便学习自定义控件的编写。
6. 每个控件默认配色和demo对应的配色都非常精美。
7. 超过130个可见控件，6个不可见控件。
8. 部分控件提供多种样式风格选择，多种指示器样式选择。
9. 所有控件自适应窗体拉伸变化。
10. 集成自定义控件属性设计器，支持拖曳设计，所见即所得，支持导入导出xml格式。
11. 自带activex控件demo，所有控件可以直接运行在ie浏览器中。
12. 集成fontawesome图形字体+阿里巴巴iconfont收藏的几百个图形字体，享受图形字体带来的乐趣。
13. 所有控件最后生成一个dll动态库文件，可以直接集成到qtcreator中拖曳设计使用。
14. 目前已经有qml版本，后期会考虑出pyqt版本，如果用户需求量很大的话。

七、SDK下载

• SDK下载链接：https://pan.baidu.com/s/1A5Gd77kExm8Co5ckT51vvQ 提取码：877p
• 下载链接中包含了各个版本的动态库文件，所有控件的头文件，使用demo，自定义控件+属性设计器。
• 自定义控件插件开放动态库dll使用（永久免费），无任何后门和限制，请放心使用。
• 目前已提供26个版本的dll，其中包括了qt5.12.3 msvc2017 32+64 mingw 32+64 的。
• 不定期增加控件和完善控件，不定期更新SDK，欢迎各位提出建议，谢谢！
• widget版本（QQ：517216493）qml版本（QQ：373955953）三峰驼（QQ：278969898）。
• 涛哥的知乎专栏 Qt进阶之路 https://zhuanlan.zhihu.com/TaoQt
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