Qt：QCustomPlot库简介

QCustomPlot 是一个基于 Qt 框架的轻量级 C++ 绘图库，专为高效绘制二维图表（如曲线图、柱状图、金融图表等）而设计。相比 Qt Charts 模块，它以 高性能 和 高度可定制性 著称，尤其适合需要实时数据可视化的科学计算、工业监控和金融分析场景。

核心特性概览

特性	说明
轻量高效	仅需 2 个头文件 + 1 个源码文件，零外部依赖
实时性能	优化处理百万级数据点，支持 OpenGL 加速
多图层系统	支持无限图层叠加，独立坐标系
交互功能	内置缩放/平移/选择/图例拖拽等操作
丰富图元	提供 20+ 可交互绘图元素（箭头、文本、追踪线等）
导出格式	支持 PNG/JPEG/PDF/SVG 矢量导出
跨平台	兼容 Windows/macOS/Linux/嵌入式系统

核心组件解析

1. 绘图核心 （QCustomPlot 类）

QCustomPlot *plot = new QCustomPlot(parent);

• 坐标系系统：支持多轴（X/Y/顶部/右侧轴）

• 图层管理：通过 QCPLayer 实现元素分层渲染

• 事件处理：鼠标/键盘交互事件接口

2. 数据容器 (QCPDataContainer)

QVector<double> x(100), y(100);
// 填充数据...
QCPGraph *graph = plot->addGraph();
graph->setData(x, y);

• 内存优化：使用 QSharedPointer 管理大数据

• 数据操作：支持数据排序、范围筛选、NaN 处理

3. 核心图元类型

图元类型	说明	创建方法
QCPGraph	曲线图	addGraph()
QCPBars	柱状图	new QCPBars(xAxis, yAxis)
QCPColorMap	热力图	addColorMap()
QCPFinancial	K线图	new QCPFinancial(xAxis, yAxis)
QCPItem*	交互元素	new QCPItemLine(plot)

 4. 交互元素示例

// 创建数据追踪器
QCPItemTracer *tracer = new QCPItemTracer(plot);
tracer->setGraph(graph);
tracer->setGraphKey(5.0);  // 定位到X=5.0的点// 添加十字坐标线
QCPItemStraightLine *vLine = new QCPItemStraightLine(plot);
vLine->point1->setCoords(5, 0);  // (x,y)
vLine->point2->setCoords(5, 10);

基础使用示例

1. 创建简单曲线图

// 创建绘图区域
QCustomPlot *plot = new QCustomPlot(this);// 生成数据
QVector<double> x(101), y(101);
for (int i=0; i<101; ++i) {x[i] = i/50.0 - 1;  // -1 到 1y[i] = x[i]*x[i];   // y = x²
}// 添加曲线
plot->addGraph();
plot->graph(0)->setData(x, y);// 设置坐标轴
plot->xAxis->setLabel("X Axis");
plot->yAxis->setLabel("Y Axis");
plot->rescaleAxes();// 重绘
plot->replot();

2. 实时数据更新

// 定时更新数据
QTimer *timer = new QTimer(this);
connect(timer, &QTimer::timeout, [&]() {static double t = 0;plot->graph(0)->addData(t, qSin(t));  // 追加新数据点plot->xAxis->setRange(t-10, t);       // 滚动X轴plot->replot();t += 0.1;
});
timer->start(50);  // 20 FPS刷新

高级功能演示

1. 多图层混合

// 主图层：曲线图
plot->addGraph();// 创建新图层（在顶部显示标注）
QCPLayer *annoLayer = new QCPLayer(plot, "annotations");
plot->addLayer("annotations", 0, QCustomPlot::limAbove); // 置于顶层// 在标注层添加文本
QCPItemText *textLabel = new QCPItemText(plot);
textLabel->setLayer(annoLayer);
textLabel->position->setCoords(5, 8);
textLabel->setText("峰值区域");

2. 自定义绘图元素

// 创建自定义彩色柱状图
QCPBars *bars = new QCPBars(plot->xAxis, plot->yAxis);// 渐变着色
QVector<QColor> colors = {Qt::blue, Qt::green, Qt::red};
QSharedPointer<QCPColorGradient> gradient(new QCPColorGradient);
gradient->setColorStops({ {0, Qt::blue}, {0.5, Qt::green}, {1, Qt::red} });// 应用着色
bars->setBrush(QBrush(*gradient));

性能优化技巧

数据分块加载

graph->setLineStyle(QCPGraph::lsNone);  // 禁用连线
graph->setScatterStyle(QCPScatterStyle::ssDot);  // 仅绘制点

OpenGL 加速

plot->setOpenGl(true);  // 启用GPU渲染

增量数据更新

// 仅追加新数据（避免全量重设）
graph->addData(newX, newY);
graph->data()->removeBefore(newX-visibleRange);

异步重绘

plot->setReplotTime(20);  // 限制重绘频率(ms)