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 
#include 

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=ele_index){
                item->draw(&painter,0);
            }
        }
            break;
        case 4:
            drawEndIndex=static_cast(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(lenlength())
            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 ¢er, 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;
}