详解Qt 之QPainterPath

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前言

QPainterPath 是 Qt 中用于绘制复杂形状的类。它提供了一种矢量图形的表示方式，允许用户绘制直线、曲线、矩形、圆形等图形，并进行布尔运算（如联合、相交、差集等）。与 QPainter 配合使用时，QPainterPath 可以显著简化绘图操作，并提高绘图的灵活性和可维护性。本文将详细介绍 QPainterPath 的功能、常用方法，并通过示例代码展示其实际应用。

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QPainterPath 与 QPainter 的区别

QPainter 是 Qt 的基本绘图类，用于在设备上进行绘图操作，如绘制线条、矩形、文本和图像等。QPainter 直接在目标设备（如窗口、小部件或图像）上进行绘图操作。

QPainterPath 则是一个路径类，用于定义复杂的路径。这些路径可以包含多种图形元素，如直线、曲线、矩形和椭圆等。QPainterPath 主要用来描述图形，而 QPainter 用来绘制这些描述的图形。使用 QPainterPath 可以先定义图形路径，然后通过 QPainter 将其绘制到目标设备上。

在使用QPainterPath把路径画完之后，我们需要使用QPainter的drawPath把路径画上去才行

QPainterPath 的主要函数和成员

成员函数

构造函数和析构函数

• QPainterPath()

  作用：构造一个空的路径对象。

  参数：无。

  返回值：无。

• QPainterPath(const QPointF &startPoint)

  作用：构造一个以 startPoint 为起点的路径对象。

  参数：

  • startPoint：路径的起点。

  返回值：无。

• ~QPainterPath()

  作用：析构函数，销毁路径对象。

  参数：无。

  返回值：无。

路径操作

• void moveTo(const QPointF &point)

  作用：将路径的当前点移动到 point。

  参数：

  • point：新的当前点。

  返回值：无。

• void lineTo(const QPointF &point)

  作用：从当前点绘制一条直线到 point。

  参数：

  • point：直线的终点。

  返回值：无。

• void arcTo(const QRectF &rect, qreal startAngle, qreal arcLength)

  作用：绘制一个以 rect 为边界的圆弧，从 startAngle 开始，弧长为 arcLength。

  参数：

  • rect：圆弧的边界矩形。
  • startAngle：起始角度（以度为单位）。
  • arcLength：弧长（以度为单位）。

  返回值：无。

• void cubicTo(const QPointF &ctrlPt1, const QPointF &ctrlPt2, const QPointF &endPt)

  作用：绘制一个三次贝塞尔曲线，从当前点到 endPt，使用 ctrlPt1 和 ctrlPt2 作为控制点。

  参数：

  • ctrlPt1：第一个控制点。
  • ctrlPt2：第二个控制点。
  • endPt：曲线的终点。

  返回值：无。

• void quadTo(const QPointF &ctrlPt, const QPointF &endPt)

  作用：绘制一个二次贝塞尔曲线，从当前点到 endPt，使用 ctrlPt 作为控制点。

  参数：

  • ctrlPt：控制点。
  • endPt：曲线的终点。

  返回值：无。

• void addRect(const QRectF &rect)

  作用：向路径中添加一个矩形。

  参数：

  • rect：矩形区域。

  返回值：无。

• void addEllipse(const QRectF &rect)

  作用：向路径中添加一个椭圆。

  参数：

  • rect：椭圆的边界矩形。

  返回值：无。

• void addPath(const QPainterPath &path)

  作用：向当前路径中添加另一个路径。

  参数：

  • path：要添加的路径。

  返回值：无。

• void closeSubpath()

  作用：闭合当前子路径。

  参数：无。

  返回值：无。

布尔运算

• QPainterPath united(const QPainterPath &other) const

  作用：返回当前路径和 other 路径的并集。

  参数：

  • other：另一个路径。

  返回值：并集路径。

• QPainterPath intersected(const QPainterPath &other) const

  作用：返回当前路径和 other 路径的交集。

  参数：

  • other：另一个路径。

  返回值：交集路径。

• QPainterPath subtracted(const QPainterPath &other) const

  作用：返回当前路径和 other 路径的差集。

  参数：

  • other：另一个路径。

  返回值：差路径。

几何计算

• QRectF boundingRect() const

  作用：返回路径的边界矩形。

  参数：无。

  返回值：边界矩形。

• qreal length() const

  作用：返回路径的长度。

  参数：无。

  返回值：路径长度。

• QPointF pointAtPercent(qreal t) const

  作用：返回路径中百分比 t 处的点。

  参数：

  • t：路径长度的百分比（0 到 1 之间）。

  返回值：路径上的点。

• qreal angleAtPercent(qreal t) const

  作用：返回路径中百分比 t 处的切线角度。

  参数：

  • t：路径长度的百分比（0 到 1 之间）。

  返回值：切线角度。

示例代码

示例 1：绘制简单路径

以下示例展示了如何使用 QPainterPath 绘制一条简单的路径，包括直线和曲线：

#include <QApplication>
#include <QWidget>
#include <QPainter>
#include <QPainterPath>class PathWidget : public QWidget {
protected:void paintEvent(QPaintEvent *event) override {QPainter painter(this);QPainterPath path;path.moveTo(50, 50);path.lineTo(150, 50);path.cubicTo(200, 0, 250, 100, 300, 50);painter.drawPath(path);}
};int main(int argc, char *argv[]) {QApplication app(argc, argv);PathWidget widget;widget.show();return app.exec();
}

示例 2：使用布尔运算合并路径

以下示例展示了如何使用 QPainterPath 的布尔运算来合并两个路径：

#include <QApplication>
#include <QWidget>
#include <QPainter>
#include <QPainterPath>class BooleanPathWidget : public QWidget {
protected:void paintEvent(QPaintEvent *event) override {QPainter painter(this);QPainterPath path1;path1.addRect(50, 50, 100, 100);QPainterPath path2;path2.addEllipse(100, 100, 100, 100);QPainterPath unitedPath = path1.united(path2);painter.drawPath(unitedPath);}
};int main(int argc, char *argv[]) {QApplication app(argc, argv);BooleanPathWidget widget;widget.show();return app.exec();
}

示例 3：计算路径长度和角度

以下示例展示了如何计算 QPainterPath 的长度和特定百分比处的角度：

#include <QApplication>
#include <QWidget>
#include <QPainter>
#include <QPainterPath>
#include <QDebug>class LengthAngleWidget : public QWidget {
protected:void paintEvent(QPaintEvent *event) override {QPainter painter(this);QPainterPath path;path.moveTo(50, 50);path.lineTo(150, 50);path.cubicTo(200, 0, 250, 100, 300, 50);qreal length = path.length();qreal angle = path.angleAtPercent(0.5);qDebug() << "Pathlength:" << length;qDebug() << "Angle at 50%:" << angle;painter.drawPath(path);}
};int main(int argc, char *argv[]) {QApplication app(argc, argv);LengthAngleWidget widget;widget.show();return app.exec();
}

更多用法…

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总结

QPainterPath 提供了一种强大且灵活的方式来定义和操作路径。通过与 QPainter 配合使用，可以轻松绘制复杂的图形和进行几何运算。QPainterPath 支持多种图形元素和布尔运算，使其成为绘制和处理矢量图形的理想选择。通过本文的介绍和示例代码，读者可以更好地理解 QPainterPath 的使用方法及其在实际应用中的强大功能。