Qt中标绘功能的实现方法对比

使用Qt开发桌面程序，经常会有标绘的需求，一般有以下几点：

新建：圆、矩形、椭圆、文字标注，插入图像等；
编辑：指对已标绘内容的属性编辑修改功能；
删除：指对已标绘内容的删除功能；
浏览：指提供对已标绘内容的平移、放大缩小等浏览操作。

包含标绘功能的最典型的应用是地图标绘系统。一个简易的地图标绘系统demo如下图所示：

Qt中，标绘功能有不同的实现方式，通常有以下几种。

基于QPainter的面向过程的实现方式

此种方式下，实现一个标绘系统，通常需要创建一个QWidget子类，在子类中实现鼠标、键盘等事件响应以及界面刷新显示。

具体的做法为：

新建QWidget子类
根据需求，选择重载鼠标移动mouseMoveEvent、鼠标点击mousePressEvent、鼠标释放mouseReleaseEvent等鼠标事件响应函数，选择重载按键按下keyPressEvent、按键释放keyReleaseEvent等按键事件响应函数。
重载paintEvent界面刷新响应函数，根据输入实时绘制图元，刷新界面，响应用户的操作，实现流畅的交互过程。

此种实现方式最大的优点是简洁，仅仅新建一个类以及重载几个必要的函数即可实现简单的标绘功能。但是它的缺点也是显而易见的，主要有以下几点：

维护问题。当标绘元素种类增多时，所有的标绘元素的实现代码都糅合在一个QWidget子类中，这会导致此类逐渐难以维护。如果代码结构不清晰，容易出现bug。
功能问题。一些高级功能特性，例如坐标计算/转换、仿射变换、层叠特性、裁剪优化、图元命中/索引算法，需要自己来实现，实现难度大，工作量也很大。
性能问题。如果对性能要求较高，就需要做大量优化，自己实现难度大。

所以基于QPainter的面向过程的实现方式比较适用于构建小规模、功能简易的标绘系统。
为了克服以上缺点，可以尝试采用基于QGraphicsView的面向对象的实现方式。

基于QGraphicsView的面向对象的实现方式

基于QGraphicsView的面向对象的实现方式，是指使用Qt库内置的QGraphicsView模块构建标绘系统的方法。文章开始部分介绍的地图标绘系统demo就是基于QGraphicsView实现的。

QGraphicsView库对标绘业务进行了建模，抽象出了场景画布及图元类，并提供了常用的高级特性。采用面向对象的方式，可以将不同部分的业务代码分散到不同的类中，并通过对象间通信完成协作，从而构建出结构清晰，易于维护的系统。

基于QGraphicsView，使用者可以把更多的精力放在业务实现上。在构建比较复杂的标绘系统时，使用QGraphicsView是首选方案。

QGraphicsView具体在性能、功能方面的特点，在官方文档中有详细描述。除文档外，官方还提供了“40000 Chips”、“Diagram Scene Example”等完整可用的demo供学习。

QGraphicsView相对于QPainter的区别在于，它需要一定的学习成本，对面向对象的编码能力有一定的要求。

结语

通过系统地分析，我们研究了两种标绘的实现方案。不同实现方案适用于不同的使用场景，实际使用时根据需求权衡方案即可。

本文原创首发于微信公众号“Qt未来工程师”。