python每秒随机获取10到30之间的一个浮点数,展出一个滚动的折线图,x轴刻度为时间,设置上限为20,下限为15,超过上限或者低于下限的值,改变颜色,每个数据点要有数值标识,建立一个界面,有开始,暂停,继续,退出,四个按钮来控制实时折线图
时间: 2024-05-01 19:21:58 浏览: 11
好的,这是一个比较复杂的问题,需要使用Python的可视化库和多线程来实现实时折线图。以下是一种可能的实现方式:
首先,我们需要安装Matplotlib库和PyQt5库。Matplotlib用于绘制折线图,PyQt5用于创建界面和按钮。可以使用以下命令安装:
```
pip install matplotlib PyQt5
```
接下来,我们需要编写代码。首先是导入必要的库和模块:
```python
import random
import time
import threading
from collections import deque
import matplotlib.pyplot as plt
from PyQt5.QtCore import Qt, QTimer
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QWidget, QVBoxLayout, QHBoxLayout, QPushButton
```
然后定义一些常量和变量:
```python
SAMPLE_RATE = 10 # 采样率,即每秒获取数据的次数
UPDATE_INTERVAL = 1000 // SAMPLE_RATE # 更新间隔,单位为毫秒
DATA_RANGE = (10, 30) # 数据范围
PLOT_LENGTH = 20 # 折线图长度,即x轴显示的时间范围,单位为秒
PLOT_UPPER_BOUND = 20 # y轴上限
PLOT_LOWER_BOUND = 15 # y轴下限
data_buffer = deque(maxlen=PLOT_LENGTH * SAMPLE_RATE) # 数据缓存队列
update_timer = QTimer() # 更新定时器
update_timer.setInterval(UPDATE_INTERVAL)
```
接下来定义一个函数,用于获取随机浮点数,并将其加入数据缓存队列:
```python
def get_random_data():
data = random.uniform(*DATA_RANGE)
data_buffer.append(data)
```
然后定义一个函数,用于绘制折线图:
```python
def plot_data():
plt.clf() # 清空画布
plt.plot(range(len(data_buffer)), data_buffer) # 绘制折线图
plt.ylim(PLOT_LOWER_BOUND, PLOT_UPPER_BOUND) # 设置y轴范围
plt.axhline(y=PLOT_UPPER_BOUND, color='r', linestyle='--') # 绘制上限线
plt.axhline(y=PLOT_LOWER_BOUND, color='r', linestyle='--') # 绘制下限线
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Value')
plt.tight_layout() # 自适应布局
plt.draw() # 绘制画布
```
接下来定义一个函数,用于启动定时器并开始实时绘制折线图:
```python
def start_plot():
update_timer.timeout.connect(plot_data)
update_timer.start()
```
然后定义一个函数,用于暂停定时器并停止绘制折线图:
```python
def pause_plot():
update_timer.stop()
```
接下来定义一个函数,用于恢复定时器并继续绘制折线图:
```python
def resume_plot():
update_timer.start()
```
最后定义一个函数,用于退出程序:
```python
def quit_app():
app.quit()
```
接下来创建界面和按钮:
```python
app = QApplication([])
main_window = QMainWindow()
main_window.setWindowTitle('Real-time Plot')
main_widget = QWidget()
main_layout = QVBoxLayout(main_widget)
plot_canvas = plt.figure().canvas
plot_layout = QHBoxLayout()
plot_layout.addWidget(plot_canvas)
main_layout.addLayout(plot_layout)
button_layout = QHBoxLayout()
start_button = QPushButton('Start')
start_button.clicked.connect(start_plot)
button_layout.addWidget(start_button)
pause_button = QPushButton('Pause')
pause_button.clicked.connect(pause_plot)
button_layout.addWidget(pause_button)
resume_button = QPushButton('Resume')
resume_button.clicked.connect(resume_plot)
button_layout.addWidget(resume_button)
quit_button = QPushButton('Quit')
quit_button.clicked.connect(quit_app)
button_layout.addWidget(quit_button)
main_layout.addLayout(button_layout)
main_window.setCentralWidget(main_widget)
main_window.show()
```
最后启动主循环:
```python
threading.Thread(target=lambda: QTimer().singleShot(0, start_plot)).start()
app.exec_()
```
这样就实现了一个实时折线图,并且有开始、暂停、继续、退出四个按钮可以控制它。