如何在没有Matplotlib或PyQtChart等库的Python中实现图表？

Question

作为我学习的一部分，我开始了一个编程项目。我的项目将是一个数据可视化程序，必须至少能够可视化或“绘制”一个线状图，可能还有其他图表，如条形图或饼形图。但是，我不允许使用Python库来简化操作(例如Matplotlib、QtDesigner、NumPy或PyQtChart)。可视化应该用PyQt来完成。

这个项目对我来说似乎很难，因为我对编程很陌生。我想知道是否有人有类似的编程项目或技巧的经验，以帮助我接近这个项目。提前感谢！

另外，如果这不是StackOverflow的相关问题，请告诉我，我会把它记下来。

Answer 1

考虑到这些约束，剩下的唯一解决方案是通过QPainter使用定制小部件绘图，或者使用图形视图框架，后者功能更强大，但也要复杂得多。

在下面的两个简单示例中，您可以看到两种方法之间的一些差异，这将显示相同的数据。

QWidget子类通常要简单得多，因为您可以直接绘制基本形状(包括椭圆、圆弧和馅饼)。您只需实现paintEvent (请记住，小部件上的QPainter只能在事件中发生！不能单独调用paintEvent() )在小部件上构造一个QPainter，然后开始绘图。

这种简单性的缺点是，如果您需要更高的模块化和更好的控制，它可能会导致更麻烦的修改。

Graphics View (这正是QtCharts所使用的)允许更高的可扩展性，因为它提供了一个面向对象的框架(使用QGraphicsItem子类)，因此允许对现有数据的操作，因此您可以更容易地添加/删除条形码/pies/等等；不幸的是，它功能强大，很难相处，它需要长时间的学习和实验才能开始真正掌握它。

from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets
from random import random, randrange

class ChartWidget(QtWidgets.QWidget):
    def __init__(self, data):
        super().__init__()
        self.data = data
        self.setMinimumSize(480, 320)

    def paintEvent(self, event):
        if not self.data:
            return
        columnSpace = self.width() / len(self.data)
        columnWidth = columnSpace * .6
        qp = QtGui.QPainter(self)
        labelHeight = self.fontMetrics().height()
        columnHeight = self.height() - labelHeight
        for i, (value, color) in enumerate(self.data):
            height = columnHeight * value
            x = i * columnSpace
            bar = QtCore.QRect(x, columnHeight - height, columnWidth, height)
            qp.setBrush(color)
            qp.drawRect(bar)
            labelRect = QtCore.QRect(x, columnHeight, columnSpace, labelHeight)
            qp.drawText(labelRect, QtCore.Qt.AlignLeft, 'Value {}'.format(i + 1))


class ChartView(QtWidgets.QGraphicsView):
    def __init__(self, data):
        super().__init__()
        scene = QtWidgets.QGraphicsScene()
        self.setScene(scene)
        self.setRenderHint(QtGui.QPainter.Antialiasing)

        pen = QtGui.QPen(QtCore.Qt.black, 1)
        pen.setCosmetic(True)
        for i, (value, color) in enumerate(data):
            # for simplicity, I created rectangles from the *bottom*
            bar = scene.addRect(QtCore.QRectF(0, 0, 600, -value * 1000))
            bar.setX(i * 1000)
            bar.setPen(pen)
            bar.setBrush(color)
            label = scene.addSimpleText('Value {}'.format(i + 1))
            label.setFlags(QtWidgets.QGraphicsItem.ItemIgnoresTransformations)
            label.setX(i * 1000)

    def resizeEvent(self, event):
        super().resizeEvent(event)
        self.fitInView(self.sceneRect().adjusted(-10, -10, 10, 10))


import sys
app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)

data = []
for i in range(randrange(5, 10)):
    data.append((
        random(), 
        QtGui.QColor(randrange(255), randrange(255), randrange(255))))

test = QtWidgets.QWidget()
layout = QtWidgets.QHBoxLayout(test)
layout.addWidget(ChartWidget(data))
layout.addWidget(ChartView(data))

test.show()
sys.exit(app.exec_())

一些考虑因素：

• 小部件可以有子部件；您可以为单个"bar“创建一个基本的小部件类，然后使用布局将它们添加到另一个小部件中；
• 在上面的实现中，饼图要复杂一些；还请注意，QPainter使用1/16度的单位来表示角度；
• 类似于为条形图创建QWidget类，您可以为图形视图创建一个QGraphicsRectItem子类，而不是像上面那样使用方便函数addRect()；
• 请记住，所有图形项最初都有0x0坐标，这还包括在(100,100)处创建一个矩形，这是一个位于0x0的矩形项，但相对于该位置，该矩形在100x100处显示；