Qt编写可视化大屏电子看板系统16-标准柱状图

一、前言

标准柱状图是大屏系统中最常用的一种展示数据效果图，提供不同的柱子显示数据值，在QCustomPlot的基础上拓展了顶部显示对应的值，不同的柱子不同的颜色，同时还可以调用内置的触发报警颜色的机制，比如超过90%就自动红色显示，这样用户使用的时候只要传入值就行，默认的机制一般是三种颜色，正常颜色、警告颜色、报警颜色，三种颜色都对应触发值，超过对应的值就显示对应的颜色。一般的规则都是大于设定的警戒值就触发，其实真实世界是简单的也是复杂的，还有不少的场景是低于一定的值才报警，倒过来的规则，可能会有三种规则，规则1大于报警值报警（大部分的规则都是这个），规则2小于报警值报警（比如气体浓度），规则3在范围值内则报警。

在柱状图上面显示对应的值这个需求非常多，不清楚为何很多曲线图控件不默认就支持这个特性，而是需要额外的写代码绘制处理，比如Qt界著名的曲线图三剑客QCustomPlot、Qwt、QChart都默认没有这个效果，好在开源的世界是丰富多彩的，这三剑客本身都是开源的，源代码量也不是很多，稍微花点时间看看学习下也是不错的选择，而且柱状图上显示对应的值的处理和代码网上也是一大堆，面向百度和搜索编程相信是众多程序员的选择和喜爱。

开源库QCustomPlot有多个版本，基本上可以归纳为v1和v2，在部分代码处理上有区别，所以为了支持v1和v2两个版本，在做二次开发的时候都做了兼容，其实必须性不大，毕竟v2也从Qt4.6支持到了Qt6，蛮好的，做支持的时候纯粹为了锻炼技术，看下两者到底区别在哪，处理方式有何区别，还有个稍微微小的考虑就是可能有些用户还在用v1为了兼容这批用户，省得换成v2整个项目曲线的地方改动不小。

二、功能特点

1. 采用分层设计，整体总共分三级界面，一级界面是整体布局，二级界面是单个功能模块，三级界面是单个控件。
2. 子控件包括饼图、圆环图、曲线图、柱状图、柱状分组图、横向柱状图、横向柱状分组图、合格率控件、百分比控件、进度控件、设备状态面板、表格数据、地图控件、视频控件等。
3. 二级界面可以自由拖动悬浮，支持最小化隐藏、最大化关闭、响应双击自定义标题栏。
4. 数据源支持模拟数据（默认）、数据库采集、串口通信（需定制）、网络通信（需定制）、网络请求等，可自由设定每个子界面的采集间隔即数据刷新频率。
5. 采用纯QWidget编写，亲测Qt4.6到Qt6.2任意版本，理论上支持后续其他Qt版本。
6. 超强跨平台，亲测windows、linux、mac、国产uos、国产银河麒麟kylin等系统，效果完美，同时还支持嵌入式linux比如树莓派、香橙派、全志、imx6等。
7. 同时集成了自定义控件、qchart饼图、echart地图等功能。
8. 内置多套配色风格样式（紫色、蓝色、深蓝、黑色），默认紫色，自适应任意分辨率。
9. 可设置系统标题、目标分辨率、布局方案，启动立即应用。
10. 可设置主背景颜色、面板颜色、十字线游标颜色等各种颜色。
11. 可设置多条曲线不同颜色，没有设置颜色的情况下内置多套精美颜色随机应用。
12. 可设置标题栏背景颜色、文字颜色。
13. 可设置曲线图表背景颜色、文字颜色、网格颜色。
14. 可设置正常颜色、警戒颜色、报警颜色、禁用颜色、百分比进度颜色。
15. 可分别设置各种字体大小，比如全局字体、软件名称、标题栏、子标题栏、加粗标签等。
16. 可设置标题栏高度、表头高度、行高度。
17. 曲线支持游标、定位线、悬停高亮数据点、悬停显示值。
18. 柱状图支持顶部（可设置顶端、上部、中间、底部）显示数据，全部自适应计算位置。
19. 支持平滑曲线，内置多种平滑曲线算法，还支持面积图平滑。
20. 面积图填充颜色可选多种规则比如单色透明度填充、透明度渐变填充等。
21. 数据库支持sqlite、mysql、postgresql、oracle、国产人大金仓等数据库。
22. 主界面直接鼠标右键切换布局、配色方案、关闭开启某个二级窗体。
23. 自动记忆所有子窗口的大小和位置，下次启动立即应用。
24. 动态加载布局方案菜单，可以动态新建布局、恢复布局、保存布局、另存布局等，用户可以制造任意布局。
25. 二级窗体，双击从主窗体分离出来浮动，可以自由调整大小。再次双击标题栏最大化，再次双击还原。
26. 子模块也可以全屏显示作为一个大屏，这样就可以一个大屏拓展出多个子大屏，放大查看子模块的数据详情，适用多屏展示。
27. 每个模块都可以自定义采集速度，如果是数据库采集会自动排队处理，后期还可以拓展每个子模块都独立的数据库采集。
28. 提供系统设置模块进行整体的配置参数设置，效果立即应用。
29. 提供精美炫酷的大屏地图模块，包括静态图片、闪烁效果、迁徙效果、世界地图、区域地图等，可指定点的经纬度坐标，识别单击响应，可以做地图跳转等，每个点都可以不同的颜色和提示信息。
30. 除了提供大屏系统外，还将每个模块都做了独立的模块示例界面，每个模块都可以独立学习使用，里面用到的控件也单独做了控件示例界面，方便学习每个控件如何使用。
31. 非常详细的开发和使用手册，其中包括数据库说明、模块对照图、控件对照图、项目结构、代码说明（精确到每个类）、演示demo、使用方法等。

三、体验地址

1. 体验地址：https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取码：01jf 文件名：bin_bigscreen.zip。
2. 国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun
3. 国际站点：https://github.com/feiyangqingyun
4. 个人主页：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
5. 知乎主页：https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/
6. 在线文档：https://feiyangqingyun.gitee.io/qwidgetdemo/bigscreen/

四、效果图

五、核心代码

#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)
{
    //必须先继续绘制父类,不然父类的所有东西没有绘制
    //顺序不能反,先绘制完父类再绘制自定义的数据,不然会覆盖
    QCPBars::draw(painter);

    //迭代拿到每个区域的坐标和宽高
    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
        //获取柱状图区域
#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

        //先处理校验数据
        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 {
            //如果存在颜色集合则取颜色集合
            if (index < barColors.count()) {
                setBrush(barColors.at(index));
            }
        }

        //设置画笔和画刷,绘制矩形区域形成柱状图
        if (this->pen() != Qt::NoPen) {
            painter->setPen(this->pen().color());
        }

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

        //设置文本的颜色,还可以设置字体
        painter->setPen(valueColor);

        //这里可以设置小数点精确度
        QString strValue = QString::number(it->value, 'f', valuePrecision);
        //计算字体的高度
        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();

        //如果矩形宽度小于文字宽度则不绘制
        if (rect.width() < textWidth) {
            continue;
        }

        //如果不在顶部,矩形高度小于文字高度则不绘制
        if (valuePosition > 1) {
            if (rect.height() < textHeight) {
                continue;
            }
        }

        //0-不绘制 1-顶部上面 2-顶部居中 3-中间居中 4-底部居中
        //设置区域一点点偏差,看起来不那么拥挤
        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;
}