非常非常非常详细地教我用基于c++的Qt(version:5.14.2)制作一个函数图像绘制器.要求如下:1.有一个函数输入框,用户可以自行输入函数表达式。2.有一个确认键,点击后生成此时函数输入框中的函数的图像在widget中,图像可以叠加,如果输入的函数格式不对,将不会生成图像。3.图像显示在widget控件内,要有坐标轴,大小合适。4.有一个清除键,点击后可以清除widget生成的所有函数图像。5.有一个保存键,点击后可以保存此时widget上的图像为jpg格式,并且可以自行选择保存地址。6.设置几个按钮,这些按钮代表一些常见的函数符号比如sin,cos,tan,log,ln等,点击这些按钮可以在函数输入框中添加这些符号。7.代码一定要完整且可用。8.在每个文件下要写上什么代码,完整清楚地告诉我(包括头文件),以便我复制粘贴就能用。9.如果要用到一些Qt(version:5.14.2)不自带的库,一定要告诉我且告诉我下载地址。10.这些库的添加或者使用方法也要清楚准确地告诉我。11代码写完后告诉我函数输入框内支持的函数格式。12.我是新手,请清楚完整告诉每一步要干嘛。拜托你了。
时间: 2023-12-03 13:45:48 浏览: 33
好的,我会尽可能详细地给你讲解如何使用基于C++的Qt(version:5.14.2)制作一个函数图像绘制器。这个项目涉及到很多方面,我们需要分步骤来进行讲解。
首先,我们需要创建一个Qt项目,新建一个Qt Widgets Application。在添加类时,我们需要添加两个窗口类,一个是主窗口类MainWindow,另一个是绘图窗口类PlotWindow。这样,我们就可以在主窗口中调用绘图窗口来绘制我们的函数图像。
接下来,我们需要在MainWindow类中添加一些控件,包括一个函数输入框、一个确认键、一个清除键、一个保存键、以及一些常见函数符号按钮。在MainWindow.h头文件中添加以下代码:
```
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H
#include <QMainWindow>
#include <QPushButton>
#include <QLineEdit>
#include <QLabel>
#include "plotwindow.h"
class MainWindow : public QMainWindow
{
Q_OBJECT
public:
MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
~MainWindow();
private:
QLineEdit *functionEdit; // 函数输入框
QPushButton *confirmBtn; // 确认键
QPushButton *clearBtn; // 清除键
QPushButton *saveBtn; // 保存键
QPushButton *sinBtn; // sin按钮
QPushButton *cosBtn; // cos按钮
QPushButton *tanBtn; // tan按钮
QPushButton *logBtn; // log按钮
QPushButton *lnBtn; // ln按钮
QLabel *plotLabel; // 显示绘图窗口的标签
PlotWindow *plotWindow; // 绘图窗口
private slots:
void onConfirmClicked(); // 确认键槽函数
void onClearClicked(); // 清除键槽函数
void onSaveClicked(); // 保存键槽函数
void onSinClicked(); // sin按钮槽函数
void onCosClicked(); // cos按钮槽函数
void onTanClicked(); // tan按钮槽函数
void onLogClicked(); // log按钮槽函数
void onLnClicked(); // ln按钮槽函数
};
#endif // MAINWINDOW_H
```
接下来,在MainWindow.cpp源文件中添加以下代码:
```
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QHBoxLayout>
#include <QVBoxLayout>
#include <QMessageBox>
#include <QFileDialog>
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
: QMainWindow(parent)
{
// 创建控件
functionEdit = new QLineEdit;
confirmBtn = new QPushButton("确认");
clearBtn = new QPushButton("清除");
saveBtn = new QPushButton("保存");
sinBtn = new QPushButton("sin");
cosBtn = new QPushButton("cos");
tanBtn = new QPushButton("tan");
logBtn = new QPushButton("log");
lnBtn = new QPushButton("ln");
plotLabel = new QLabel;
plotWindow = new PlotWindow;
// 设置控件属性
functionEdit->setPlaceholderText("请输入函数表达式");
plotLabel->setAlignment(Qt::AlignCenter);
plotLabel->setSizePolicy(QSizePolicy::Expanding, QSizePolicy::Expanding);
plotLabel->setStyleSheet("background-color:white;border:1px solid black");
// 创建布局
QHBoxLayout *btnLayout = new QHBoxLayout;
btnLayout->addWidget(confirmBtn);
btnLayout->addWidget(clearBtn);
btnLayout->addWidget(saveBtn);
btnLayout->addStretch();
btnLayout->addWidget(sinBtn);
btnLayout->addWidget(cosBtn);
btnLayout->addWidget(tanBtn);
btnLayout->addWidget(logBtn);
btnLayout->addWidget(lnBtn);
QVBoxLayout *mainLayout = new QVBoxLayout;
mainLayout->addWidget(functionEdit);
mainLayout->addLayout(btnLayout);
mainLayout->addWidget(plotLabel);
setCentralWidget(new QWidget);
centralWidget()->setLayout(mainLayout);
// 连接信号和槽
connect(confirmBtn, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(onConfirmClicked()));
connect(clearBtn, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(onClearClicked()));
connect(saveBtn, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(onSaveClicked()));
connect(sinBtn, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(onSinClicked()));
connect(cosBtn, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(onCosClicked()));
connect(tanBtn, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(onTanClicked()));
connect(logBtn, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(onLogClicked()));
connect(lnBtn, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(onLnClicked()));
}
MainWindow::~MainWindow()
{
}
void MainWindow::onConfirmClicked()
{
QString function = functionEdit->text();
if (function.isEmpty()) {
QMessageBox::warning(this, "警告", "请输入函数表达式");
return;
}
if (!plotWindow->setFunction(function)) {
QMessageBox::warning(this, "警告", "函数格式不正确");
return;
}
plotLabel->setPixmap(plotWindow->getPixmap());
}
void MainWindow::onClearClicked()
{
plotWindow->clearPlot();
plotLabel->clear();
}
void MainWindow::onSaveClicked()
{
QString fileName = QFileDialog::getSaveFileName(this, "保存文件", ".", "JPEG files(*.jpg)");
if (fileName.isEmpty()) {
return;
}
plotWindow->savePlot(fileName);
}
void MainWindow::onSinClicked()
{
functionEdit->insert("sin()");
}
void MainWindow::onCosClicked()
{
functionEdit->insert("cos()");
}
void MainWindow::onTanClicked()
{
functionEdit->insert("tan()");
}
void MainWindow::onLogClicked()
{
functionEdit->insert("log()");
}
void MainWindow::onLnClicked()
{
functionEdit->insert("ln()");
}
```
在以上代码中,我们创建了一个MainWindow类,并在构造函数中添加了各种控件,包括函数输入框、确认键、清除键、保存键、以及一些常见函数符号按钮。我们还设置了这些控件的属性和布局,并连接了它们的信号和槽。
接下来,我们需要创建一个绘图窗口类PlotWindow。在PlotWindow.h头文件中添加以下代码:
```
#ifndef PLOTWINDOW_H
#define PLOTWINDOW_H
#include <QWidget>
#include <QPixmap>
#include <QPainter>
#include <QLabel>
class PlotWindow : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
explicit PlotWindow(QWidget *parent = nullptr);
bool setFunction(QString function); // 设置函数
QPixmap getPixmap(); // 获取绘图
void clearPlot(); // 清除绘图
private:
double xMin, xMax, yMin, yMax; // 坐标范围
double xScale, yScale; // 坐标比例
QString function; // 函数表达式
QPixmap pixmap; // 绘图
void drawPlot(); // 绘制函数图像
double evaluateFunction(double x); // 计算函数值
};
#endif // PLOTWINDOW_H
```
在PlotWindow.cpp源文件中添加以下代码:
```
#include "plotwindow.h"
#include <QDebug>
#include <cmath>
PlotWindow::PlotWindow(QWidget *parent) : QWidget(parent)
{
xMin = -10;
xMax = 10;
yMin = -10;
yMax = 10;
xScale = 1;
yScale = 1;
}
bool PlotWindow::setFunction(QString function)
{
this->function = function;
drawPlot();
return !pixmap.isNull();
}
QPixmap PlotWindow::getPixmap()
{
return pixmap;
}
void PlotWindow::clearPlot()
{
pixmap = QPixmap();
update();
}
void PlotWindow::drawPlot()
{
pixmap = QPixmap(width(), height());
pixmap.fill(Qt::white);
QPainter painter(&pixmap);
// 计算坐标比例
xScale = width() / (xMax - xMin);
yScale = height() / (yMax - yMin);
// 绘制坐标轴
painter.drawLine(0, height() - (0 - yMin) * yScale, width(), height() - (0 - yMin) * yScale);
painter.drawLine((0 - xMin) * xScale, 0, (0 - xMin) * xScale, height());
// 绘制函数图像
QPainterPath path;
double step = 0.01;
double x = xMin;
double y = evaluateFunction(x);
path.moveTo((x - xMin) * xScale, height() - (y - yMin) * yScale);
for (x += step; x <= xMax; x += step) {
y = evaluateFunction(x);
path.lineTo((x - xMin) * xScale, height() - (y - yMin) * yScale);
}
painter.setPen(QPen(Qt::blue, 2));
painter.drawPath(path);
// 更新绘图
update();
}
double PlotWindow::evaluateFunction(double x)
{
if (function.isEmpty()) {
return 0;
}
QString expression = function;
expression.replace("sin", "qSin");
expression.replace("cos", "qCos");
expression.replace("tan", "qTan");
expression.replace("log", "qLn");
expression.replace("ln", "qLn");
expression.replace("pi", QString::number(M_PI));
expression.replace("e", QString::number(M_E));
expression.replace("x", QString::number(x));
bool ok;
double result = QScriptEngine().evaluate(expression).toNumber(&ok);
if (!ok) {
return NAN;
}
return result;
}
```
在以上代码中,我们创建了一个PlotWindow类,并在构造函数中设置了坐标范围和坐标比例。我们还实现了setFunction、getPixmap和clearPlot三个函数,分别用于设置函数、获取绘图和清除绘图。其中,drawPlot函数用于绘制函数图像,并且我们使用了QScriptEngine类来计算函数值。
最后,我们需要在.pro项目文件中添加一些库和头文件。在QT += core gui后面添加以下代码:
```
QT += widgets
QT += script
```
这样,我们就完成了函数图像绘制器的制作。函数输入框内支持的函数格式包括:带有x变量的数学表达式,可以使用sin、cos、tan、log、ln等常用函数,还可以使用pi和e等常数。