Qt 实现类似 Python turtle 海龟绘图的动画效果

1966年，Seymour Papert 和 Wally Feurzig 发明了一种专门给儿童学习编程的语言——LOGO 语言，它的特色就是通过编程指挥一个小海龟（turtle）在屏幕上绘图。海龟绘图（Turtle Graphics）后来被移植到各种高级语言中，Python内置了 turtle 库，基本上完整复制了原始 Turtle Graphics 的所有功能。

海龟绘图的特点就是以动画的形式绘制出图案，这比直接展示最终图案更有趣。

要在 Qt 中实现这种动画效果，我的思路就是通过定时器刷新当前进度，然后根据进度来决定绘制哪一部分。趁着假期无聊就写了个简易版本的，可以画直线和圆弧，以及填充路径，后面有空再完善下。

代码链接：https://github.com/gongjianbo/QtTurtle

效果展示：

调用代码：

    drawPainter.begin(QPointF(300,200));drawPainter.beginFill(QColor(0,100,0));drawPainter.setPenWidth(2);drawPainter.setPenColor(QColor(0,150,0));drawPainter.arc(QPointF(200,200),100,0,180);drawPainter.arc(QPointF(400,100),318,-161,53);drawPainter.arc(QPointF(200,100),318,-72,53);drawPainter.arc(QPointF(400,200),100,0,180);drawPainter.endFill();drawPainter.end();

核心部分就是每一步操作就 new 一个对象，绘制时遍历这些对象，遍历过程中超出当前进度就 break，等定时器 timeout 时进度会增加并再次遍历绘制。

部分代码：

#include "MyPainter.h"#include <QtMath>
#include <QDebug>MyPainter::MyPainter(QObject *parent) : QObject(parent)
{timer=new QTimer(this);connect(timer,&QTimer::timeout,this,[=]{drawLength+=10;update();//时长超过表示线条绘制完了if(drawEnd)timer->stop();});
}MyPainter::~MyPainter()
{qDeleteAll(dataList);dataList.clear();
}void MyPainter::draw(QPaintDevice *device)
{if(drawLength<=0)return;QPainter painter(device);//目前没有设置路径填充规则 TODOqint64 progress_temp=0;int i=0;for(i=0;i<dataList.count()&&progress_temp<drawLength;i++){double len=drawLength-progress_temp;AbstractElement* item=dataList[i];//判断begin和end fill，执行到endfill才开始填充begin中的路径switch (item->type()) {case 3:{const int ele_index=static_cast<BeginFillElement*>(item)->index();if(drawEndIndex>=ele_index){item->draw(&painter,0);}}break;case 4:drawEndIndex=static_cast<EndFillElement*>(item)->index();break;default:item->draw(&painter,len>item->length()?1:len/item->length());break;}//len不够就是还没画完，后面的就不画了if(len<item->length())break;progress_temp+=item->length();}drawEnd=bool(i>=dataList.count()&&progress_temp>=dataLength);
}void MyPainter::start()
{timer->start(timerInterval);drawLength=0;drawEndIndex=-1;drawEnd=false;startTime=QTime::currentTime();
}void MyPainter::begin(const QPointF &pos)
{//begin为路径规划开始，状态复位currentPos=pos;dataLength=0;dataList.clear();
}void MyPainter::end()
{//end暂无操作
}void MyPainter::setPenColor(const QColor &color)
{PenColorElement *ele=new PenColorElement(color);dataList.push_back(ele);
}void MyPainter::setPenWidth(int width)
{PenWidthElement *ele=new PenWidthElement(width);dataList.push_back(ele);
}void MyPainter::beginFill(const QColor &color)
{//开始填充后，beginElement!=null，path在别的函数判断中就能追加路径fillBeginIndex++;fillBeginPath=QPainterPath();fillBeginPath.moveTo(currentPos);fillBeginElement=new BeginFillElement(fillBeginIndex,color);dataList.push_back(fillBeginElement);
}void MyPainter::endFill()
{if(fillBeginElement){//end后路径就完成了fillBeginElement->setFillPath(fillBeginPath);EndFillElement *ele=new EndFillElement(fillBeginIndex);dataList.push_back(ele);fillBeginElement=nullptr;}
}void MyPainter::moveTo(const QPointF &pos)
{if(fillBeginElement){fillBeginPath.moveTo(pos);}currentPos=pos;
}void MyPainter::lineTo(const QPointF &pos)
{if(fillBeginElement){fillBeginPath.lineTo(pos);}LineElement *ele=new LineElement(QLineF(currentPos,pos));dataList.push_back(ele);dataLength+=ele->length();currentPos=pos;
}void MyPainter::arc(const QPointF &center, int radius, int startAngle, int spanAngle)
{QRectF ele_rect=QRectF(center.x()-radius,center.y()-radius,radius*2,radius*2);if(fillBeginElement){//const int len=std::ceil(std::abs(spanAngle)*M_PI*radius/180.0);fillBeginPath.arcTo(ele_rect,startAngle,spanAngle);}ArcElement *ele=new ArcElement(ele_rect,startAngle,spanAngle);dataList.push_back(ele);dataLength+=ele->length();//currentPos=stop;
}

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