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PyQt5 – 绘图API

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PyQt5是一个用于Python的GUI库，提供了丰富的组件和功能。其中，绘图API是PyQt5中非常重要的一部分内容，它允许用户快速创建各种样式的图形和绘图应用程序。本文将对PyQt5的绘图API进行详细讲解，包括基本概念、使用方法和两个示例说明。

基本概念

在PyQt5中，绘图API主要通过QPainter、QPen、QBrush和QPixmap等类来实现。其中，QPainter是实际执行绘图操作的类，QPen定义了绘图的线条风格，QBrush定义了填充区域的颜色和风格，QPixmap则用于管理和操作位图。

在使用绘图API时，通常需要先在QWidget或QGraphicsView等组件上创建一个QPainter对象，然后通过该对象进行各种绘图操作。具体而言，绘图过程通常包括以下几个步骤：

  1. 创建QPainter对象：可以通过QWidget或QGraphicsView等组件提供的paintEvent()方法来创建QPainter对象，也可以直接使用QPixmap创建。

  2. 设置绘图参数：一般情况下需要设置绘图的线条风格、填充颜色和绘图区域等参数。

  3. 执行绘图任务：主要通过QPainter对象提供的方法来绘制各种几何图形和图片等内容。

  4. 清除绘图结果：绘图完成后需要对结果进行清除，以便进行后续绘图操作。

使用方法

下面以一个简单的绘制红色矩形的示例来介绍绘图API的使用方法。

import sys
from PyQt5.QtCore import Qt
from PyQt5.QtGui import QPainter, QPen, QColor
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget

class Example(QWidget):

    def __init__(self):
        super().__init__()

        self.initUI()

    def initUI(self):

        self.setGeometry(300, 300, 350, 100)
        self.setWindowTitle('Drawing')

        self.show()

    def paintEvent(self, e):

        qp = QPainter()
        qp.begin(self)
        self.drawRectangles(qp)
        qp.end()

    def drawRectangles(self, qp):

        pen = QPen(Qt.red, 3, Qt.SolidLine)
        qp.setPen(pen)
        qp.setBrush(QColor(255, 0, 0))
        qp.drawRect(10, 15, 90, 60)

if __name__ == '__main__':

    app = QApplication(sys.argv)
    ex = Example()
    sys.exit(app.exec_())

在上述代码中，我们通过继承QWidget并重写paintEvent()方法来创建一个绘图窗口，然后在该方法中通过QPainter类的实例对象qp进行绘图操作。具体而言，我们首先调用QPainter对象的begin()方法来开始绘图，然后调用setPen()和setBrush()方法来设置绘图的线条风格和填充颜色，最后调用drawRect()方法来绘制矩形。在绘制完成后，我们调用QPainter对象的end()方法来结束绘图操作。需要注意的是，在paintEvent()方法中执行的所有绘图操作均为即时更新，即只有在该方法中执行绘图操作才能看到绘图结果。

除此之外，还可以通过QPixmap和QImage等类来对位图进行各种操作。下面以绘制图片为例进行说明。

import sys
from PyQt5.QtGui import QPainter, QPixmap
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QLabel

class Example(QWidget):

    def __init__(self):
        super().__init__()

        self.initUI()

    def initUI(self):

        self.setGeometry(300, 300, 280, 250)
        self.setWindowTitle('Pixmap')

        lbl = QLabel(self)
        pixmap = QPixmap('python.png')
        lbl.setPixmap(pixmap)
        lbl.setGeometry(20, 20, 240, 222)

        self.show()

if __name__ == '__main__':

    app = QApplication(sys.argv)
    ex = Example()
    sys.exit(app.exec_())

在上面的代码中，我们通过QPixmap类和QLabel类分别加载位图和绘图窗口，并使用QLabel类的setPixmap()方法将位图显示在绘图窗口中。其中，我们使用QPixmap类的构造函数来创建一个QPixmap对象，然后通过QPixmap对象的load()方法或者在构造函数中传递位图路径来将位图加载进来。最后，我们通过QLabel类的setGeometry()方法来设置QLabel对象的位置和大小，从而调整绘图窗口的大小和位置。需要注意的是，使用位图进行绘图时，需要保证位图的分辨率和窗口的大小比例合适，否则可能会出现拉伸或失真等问题。

示例说明

除了上面的两个示例之外，我们还可以使用绘图API来实现各种样式的图形和绘图应用程序。比如，我们可以使用绘图API创建一个简单的画板应用程序，支持绘制直线、矩形和椭圆等几何图形，以及调整绘图参数，如线条颜色、填充区域等。

import sys
from PyQt5.QtCore import Qt, QPoint
from PyQt5.QtGui import QPainter, QPen, QBrush, QColor
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget

class Example(QWidget):

    def __init__(self):
        super().__init__()

        self.initUI()

    def initUI(self):

        self.setGeometry(300, 300, 280, 170)
        self.setWindowTitle('Painter')

        self.pos1 = QPoint(0, 0)
        self.pos2 = QPoint(0, 0)

        self.shapes = []
        self.currentShape = None
        self.currentPen = QPen(Qt.black, 2, Qt.SolidLine)
        self.currentBrush = QBrush(Qt.white)

        self.show()

    def paintEvent(self, e):

        qp = QPainter()
        qp.begin(self)

        for shape in self.shapes:
            self.drawShape(qp, shape)

        if self.currentShape is not None:
            self.drawShape(qp, self.currentShape)

        qp.end()

    def mousePressEvent(self, e):

        if e.buttons() == Qt.LeftButton:
            self.pos1 = e.pos()
            self.currentShape = None

    def mouseMoveEvent(self, e):

        if e.buttons() == Qt.LeftButton:
            self.pos2 = e.pos()

            if self.currentShape is None:
                if self.pos1 == self.pos2:
                    return

                if self.shapeType.currentText() == 'Line':
                    self.currentShape = (self.shapeType.currentIndex(), (self.pos1, self.pos2),
                                         self.currentPen, self.currentBrush)
                elif self.shapeType.currentText() == 'Rectangle':
                    self.currentShape = (self.shapeType.currentIndex(), (self.pos1, self.pos2),
                                         self.currentPen, self.currentBrush)
                elif self.shapeType.currentText() == 'Ellipse':
                    self.currentShape = (self.shapeType.currentIndex(), (self.pos1, self.pos2),
                                         self.currentPen, self.currentBrush)
            else:
                self.currentShape = (self.currentShape[0], (self.pos1, self.pos2),
                                     self.currentPen, self.currentBrush)

            self.update()

    def mouseReleaseEvent(self, e):

        if e.buttons() == Qt.LeftButton:
            if self.currentShape is not None:
                self.shapes.append(self.currentShape)
                self.currentShape = None
                self.update()

    def drawShape(self, qp, shape):

        shapeType, data, pen, brush = shape

        qp.setPen(pen)
        qp.setBrush(brush)

        if shapeType == 0:
            qp.drawLine(data[0], data[1])
        elif shapeType == 1:
            w = abs(data[0].x() - data[1].x())
            h = abs(data[0].y() - data[1].y())
            x = min(data[0].x(), data[1].x())
            y = min(data[0].y(), data[1].y())
            qp.drawRect(x, y, w, h)
        elif shapeType == 2:
            w = abs(data[0].x() - data[1].x())
            h = abs(data[0].y() - data[1].y())
            x = min(data[0].x(), data[1].x())
            y = min(data[0].y(), data[1].y())
            qp.drawEllipse(x, y, w, h)

if __name__ == '__main__':

    app = QApplication(sys.argv)
    ex = Example()
    sys.exit(app.exec_())

在上述代码中，我们使用QWidget和QPainter等类来创建一个简单的画板应用程序。通过捕捉鼠标事件来实现绘制直线、矩形和椭圆等几何图形的功能，通过调整绘图参数来实现绘图样式的自由设置。主要实现方法如下：

  1. 创建几何图形：我们使用一个元组来表示一个几何图形，该元组包含几何图形类型、绘制数据、线条笔刷和填充颜色等参数。在绘制新的几何图形时，我们首先判断当前应该绘制的几何类型，然后使用QPainter类提供的方法来绘制相应的几何图形。

  2. 更新绘图窗口：我们通过QWidget类提供的update()方法来触发paintEvent()方法，从而更新绘图窗口的显示内容。在paintEvent()方法中，我们遍历所有已经绘制的几何图形，并分别使用drawLine()、drawRect()和drawEllipse()方法来进行绘制，然后使用setPen()和setBrush()方法设置线条风格和填充颜色等参数。

  3. 调整绘图参数：我们使用QComboBox和QColorDialog等组件来实现对应的功能。通过使用currentColorChanged()和currentIndexChanged()方法以及QColorDialog类提供的getColro()方法，我们可以实现对当前线条笔刷和填充颜色等参数的实时修改。同时，在绘图完成之后，我们需要将当前绘图参数重置为默认状态。

总结

本文中我们详细讲解了PyQt5中绘图API的使用方法，包括基本概念、使用方法和两个示例说明。通过学习此文，相信读者能够掌握PyQt5中绘图API的使用方法，并快速实现各种样式的图形和绘图应用程序。

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