QT子线程画图

最新推荐文章于 2023-07-30 22:17:00 发布
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本文详细介绍了如何在QT框架下使用子线程进行图形绘制，分别讲解了业务类MyWork的定义与实现，主界面类MyWidget的设计，以及主函数的编写，确保UI的流畅响应。

1.业务类

MyWork.h
#ifndef MYWORK_H
#define MYWORK_H

#include <QObject>
#include <QImage>

class MyWork : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit MyWork(QObject *parent = 0);
    // 添加画图函数
    void drawImage();

signals:
    void imageDone(QImage image);

public slots:
};

#endif // MYWORK_H
MyWork.cpp
#include "mywork.h"
#include <QPainter>

MyWork::MyWork(QObject *parent) : QObject(parent)
{

}

void MyWork::drawImage()
{
    QImage image(600, 600, QImage::Format_RGB32);
    QPainter p(&image);

    // 设置画笔
    p.setPen(QPen(Qt::blue, 10));
    // 设置画刷
    p.setBrush(Qt::red);

    // 画多边形
    QPoint points[] =
    {
        QPoint(qrand()%500, qrand()%500),
        QPoint(qrand()%500, qrand()%500),
        QPoint(qrand()%500, qrand()%500),
        QPoint(qrand()%500, qrand()%500),
        QPoint(qrand()%500, qrand()%500),
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多线程绘图的QT实现
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直接进入主题，据我所知，方法有3种： 1、自定义signal、slot，这个就不多说了，标准方法 2、使用QmetaMethod::invoke，这是可以直接在子线程调用的，看起来比较另类 3、从5.4开始，有了另一种新方法：Qtimer::singleShot(0)，这玩意儿可不是定时启动那么简单，你给他0的时间他就是GUI线程安全的，完整例子可以测试： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
qt实现每秒传入画图所需的数据，然后画图在线程中进行
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<think>我们参考用户的问题和提供的引用内容，用户希望了解如何使用Qt实现每秒传入画图所需数据，并在线程中进行绘图。根据引用内容，我们可以总结以下几点关键信息： 1. 引用[1]提到Qt中处理线程的常用方法是使用QThread类，尤其是在执行耗时操作（如绘图）时，为了避免阻塞主线程（UI线程），需要使用子线程。 2. 引用[2]展示了一个实际案例：在子线程中读取串口数据，然后将数据传递到主线程进行实时波形图绘制。这里的关键是线程间通信。 3. 引用[3]和[4]讨论了两种绘图方式：QPainter（占用CPU）和QOpenGLWidget（占用GPU）。对于需要高效绘图的情况，尤其是多通道数据，推荐使用OpenGL来减少CPU占用。 4. 引用[5]提供了一个实时动态画图的示例代码，其中使用了定时器（QTimer）来触发数据的更新和绘制。 结合用户的问题，我们需要实现： - 每秒传入数据（可能是通过定时器触发数据生成或获取） - 在子线程中处理数据（避免阻塞主线程） - 将处理后的数据传递到主线程进行绘图（因为UI操作必须在主线程） 具体步骤： 1. **数据生成/获取**：使用定时器（QTimer）每秒触发一次数据生成或获取。定时器可以放在子线程中，也可以放在主线程中，但考虑到数据生成可能耗时，建议放在子线程。 2. **数据处理线程**：创建一个继承自QObject的类，在其中进行数据的生成或获取。将这个对象移动到一个QThread线程中（使用moveToThread方法）。在该对象中使用定时器来触发数据生成。 3. **线程间通信**：将生成的数据通过信号槽机制传递到主线程。由于信号槽是线程安全的，我们可以定义一个信号，当数据准备好时发出该信号，主线程中的槽函数接收数据并进行绘图。 4. **绘图**：在主线程中，使用QPainter或QOpenGLWidget进行绘图。根据引用[3]和[4]，对于实时性要求高且数据量大的情况，推荐使用QOpenGLWidget（GPU加速）以减少CPU占用。绘图更新可以通过调用update()来触发重绘事件（paintEvent）。 5. **动态绘图更新**：在绘图组件的槽函数中，接收来自子线程的数据，更新绘图数据，并调用update()进行重绘。 下面我们将按照上述思路给出一个示例代码框架： ### 示例代码框架 #### 1. 数据处理线程类（子线程） ```cpp // worker.h #ifndef WORKER_H #define WORKER_H #include <QObject> #include <QTimer> class Worker : public QObject { Q_OBJECT public: explicit Worker(QObject *parent = nullptr); ~Worker(); public slots: void startWork(); // 开始工作 void stopWork(); // 停止工作 signals: void dataGenerated(const QVector<double> &data); // 生成的数据信号 private slots: void generateData(); // 生成数据的槽函数 private: QTimer *m_timer; }; #endif // WORKER_H ``` ```cpp // worker.cpp #include "worker.h" #include <QDebug> Worker::Worker(QObject *parent) : QObject(parent) { m_timer = new QTimer(this); connect(m_timer, &QTimer::timeout, this, &Worker::generateData); } Worker::~Worker() { stopWork(); } void Worker::startWork() { m_timer->start(1000); // 每秒触发一次 } void Worker::stopWork() { if (m_timer->isActive()) { m_timer->stop(); } } void Worker::generateData() { // 模拟生成数据，实际中可能是从串口、网络等获取 QVector<double> data; // ... 生成数据，例如生成10个随机数 for (int i = 0; i < 10; ++i) { data.append(rand() % 100); } emit dataGenerated(data); // 发送数据 } ``` #### 2. 主窗口类（包含绘图） ```cpp // mainwindow.h #ifndef MAINWINDOW_H #define MAINWINDOW_H #include <QMainWindow> #include <QChart> #include <QChartView> #include <QSplineSeries> #include <QTimer> #include "worker.h" QT_CHARTS_USE_NAMESPACE class MainWindow : public QMainWindow { Q_OBJECT public: MainWindow(QWidget *parent = nullptr); ~MainWindow(); private slots: void handleData(const QVector<double> &data); // 处理接收到的数据 private: QChart *chart; QChartView *chartView; QSplineSeries *series; Worker *worker; QThread *workerThread; }; #endif // MAINWINDOW_H ``` ```cpp // mainwindow.cpp #include "mainwindow.h" #include <QVBoxLayout> #include <QDebug> MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent) { // 初始化图表 chart = new QChart(); chartView = new QChartView(chart); chartView->setRenderHint(QPainter::Antialiasing); series = new QSplineSeries(); chart->addSeries(series); chart->createDefaultAxes(); // 设置坐标轴范围等... // 设置主窗口布局 QWidget *centralWidget = new QWidget(this); QVBoxLayout *layout = new QVBoxLayout(centralWidget); layout->addWidget(chartView); setCentralWidget(centralWidget); // 创建工作者对象和线程 worker = new Worker(); workerThread = new QThread(this); worker->moveToThread(workerThread); // 连接信号槽 connect(worker, &Worker::dataGenerated, this, &MainWindow::handleData); connect(workerThread, &QThread::started, worker, &Worker::startWork); connect(workerThread, &QThread::finished, worker, &Worker::deleteLater); // 启动线程 workerThread->start(); } MainWindow::~MainWindow() { workerThread->quit(); workerThread->wait(); } void MainWindow::handleData(const QVector<double> &data) { // 更新图表数据 series->clear(); for (int i = 0; i < data.size(); ++i) { series->append(i, data[i]); } // 更新坐标轴范围（如果需要） // ... // 重绘图表 chartView->update(); } ``` ### 说明 1. **子线程（Worker）**：负责每秒生成一次数据（通过定时器），并通过信号`dataGenerated`将数据发送到主线程。 2. **主线程**：在`MainWindow`中，创建图表并显示。通过连接`dataGenerated`信号到`handleData`槽，在槽中更新图表数据并重绘。 3. **线程管理**：使用`moveToThread`将工作者对象移动到子线程，确保数据生成在子线程中进行。注意，定时器是在子线程中启动的，因此超时事件的处理（数据生成）在子线程中执行。 4. **绘图更新**：在`handleData`中，我们更新了`QSplineSeries`的数据，并调用`update()`进行重绘。由于UI操作必须在主线程，所以这个槽函数在主线程执行。 ### 注意事项 - 如果数据量很大或者绘图复杂，使用QPainter（如上述示例）可能会占用较多CPU。此时，可以考虑使用QOpenGLWidget（引用[4]）来提高性能。 - 对于实时绘图，可能需要使用循环缓冲区来存储一定时间内的数据，并只绘制最近的数据，以避免内存无限增长。 ### 相关问题 1. Qt中线程间通信还有哪些方式？ 2. 如何优化Qt实时绘图的性能？ 3. 使用QOpenGLWidget绘制动态波形图的步骤是什么？ 4. 在Qt中如何安全地停止和销毁线程？ </think> 以下是使用Qt实现每秒传入数据并在线程中绘图的完整解决方案，结合了Qt的多线程机制和高效绘图技术： ### 解决方案步骤（综合引用[1][2][3][4][5]） 1. **线程架构设计** - 主线程：负责UI绘制（必须） - 工作线程：负责数据采集/生成（每秒触发） - 使用`QThread` + `QObject`的moveToThread模式[^1][^2] 2. **核心实现代码** ```cpp // 工作线程类（数据生成） class DataWorker : public QObject { Q_OBJECT public: explicit DataWorker(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) { timer = new QTimer(this); connect(timer, &QTimer::timeout, this, &DataWorker::generateData); } public slots: void start() { timer->start(1000); } // 每秒触发 signals: void dataReady(const QVector<double>& newData); // 数据就绪信号 private: void generateData() { QVector<double> data; // 模拟生成数据（实际可从串口/网络获取[^2]） for(int i=0; i<100; ++i) { data.append(qSin(qrand() % 360 * M_PI / 180)); } emit dataReady(data); // 发送新数据 } QTimer *timer; }; // 主窗口绘图类 class PlotWidget : public QWidget { Q_OBJECT public: PlotWidget(QWidget *parent = nullptr) { // 初始化OpenGL绘图（GPU加速）[^4] openGLWidget = new QOpenGLWidget(this); setViewport(openGLWidget); // 创建线程 workerThread = new QThread(this); DataWorker *worker = new DataWorker; worker->moveToThread(workerThread); connect(workerThread, &QThread::started, worker, &DataWorker::start); connect(worker, &DataWorker::dataReady, this, &PlotWidget::updatePlot); workerThread->start(); } protected: void paintEvent(QPaintEvent *) override { QPainter painter(this); painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing); // 在此绘制波形图（使用最新数据）[^3][^5] drawWaveform(painter, currentData); } private slots: void updatePlot(const QVector<double>& data) { currentData = data; // 更新数据 update(); // 触发重绘 } private: QVector<double> currentData; QOpenGLWidget *openGLWidget; QThread *workerThread; }; ``` ### 关键技术说明 1. **线程通信** - 工作线程通过`dataReady`信号发送新数据 - 主线程通过槽函数`updatePlot`接收数据[^1] - 使用`QTimer`实现精确的1秒间隔数据生成 2. **高效绘图方案** ```mermaid graph LR A[工作线程] -->|dataReady信号| B[主线程] B --> C{QOpenGLWidget} C --> D[GPU加速渲染] D --> E[低CPU占用波形显示] ``` - 优先使用`QOpenGLWidget`实现GPU加速渲染（尤其适合多通道数据） - 替代方案：直接使用`QPainter`（简单场景适用） 3. **性能优化** - 避免在绘图事件中处理数据计算 - 使用环形缓冲区存储历史数据 - 对大数据量采用增量绘制（只绘制新增数据点） ### 注意事项 1. 所有UI操作（包括绘图）必须在主线程执行 2. 线程退出时需调用`workerThread->quit()`和`workerThread->wait()` 3. 高频数据更新时（>30fps）建议使用`QElapsedTimer`控制帧率 ### 相关问题 1. 如何实现Qt多线程间的安全数据传递？ 2. QOpenGLWidget和QPainter绘图性能有哪些差异？[^3] 3. 如何处理实时数据流中的丢帧问题？ 4. Qt中如何实现跨线程的信号槽连接？ 5. 如何优化大规模时间序列数据的绘图性能？ > 提示：对于医疗/工业级实时波形显示，建议参考QWT或Qt Charts库的专业波形控件实现[^5]
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