何时使用Qt图形浮点类？

Question

Qt有一组图形类，分为两个变体：具有整数精度和浮点精度。
以下是我能记住的。

|    QLine | QLineF    |
| QMargins | QMarginsF |
|   QPoint | QPointF   |
|    QRect | QRectF    |
|    QSize | QSizeF    |

除了显而易见的区别，即一个使用整数，另一个使用浮点数，正如它们的名称和官方文档中所述，我还有很多疑问...

• 这两种类的使用情况是什么？
• 是否可以使用比其整数对应物更大的位置和大小?
• 是否支持分数值？
• 绘图时是否有任何区别？
• 如果使用 QLineF 而不是 QLine，图形是否更平滑？

- Jack Lilhammers

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是的，您可以使用fp值在子像素边界上定位对象。 - JarMan

好的，现在有点明白了，但是Qt文档对此有些欠缺。 - Jack Lilhammers

Answer 1

虽然这些类通常可以互换使用并且具有几乎相同的实现，但它们在使用和结果上存在着特殊的差异。

基于整数的类主要用于屏幕坐标（小部件位置、大小等），通常考虑基于像素单位（显然是整数）。

然而，在处理定位/碰撞和绘图时，存在重要的差异。

请考虑以下内容：

>>> p = QtCore.QPoint(1, 1)
>>> r = QtCore.QRect(0, 0, 1, 1)
>>> print(r.contains(p))
False
>>> r = QtCore.QRectF(0, 0, 1, 1)
>>> print(r.contains(p))
True

这是因为QRect仅考虑整数（“像素”）大小，而显然(1,1)在“另一个像素”上。对于right()和bottom()函数，QRect也很奇特，因为它们总是出于历史原因返回left+width-1和top+height-1，正如文档中所解释的那样。

>>> r = QtCore.QRect(0, 0, 1, 1)
>>> print(r.right())
0

因此，请始终记住，对于这些坐标的设置者（set*和move*），同样适用：

>>> r.setRight(1)
>>> print(r)
PyQt5.QtCore.QRect(0, 0, 2, 1)
>>> r.moveRight(0)
>>> print(r)
PyQt5.QtCore.QRect(-1, 0, 2, 1)

浮点数类还具有整数类不可用的功能（主要是因为实现它们可能/有用/合理）。例如，QLineF类：

• 可以返回与另一个QLineF的交点（或其延伸的交点）；
• 具有获取和设置线本身的角度（从其p1起始点），或者与另一条线创建的角度（或者更好的是它们的延伸，如果它们不相交）^[1]；
• 可以从极坐标创建，给定长度和角度；

浮点数类允许更精确的绘制和定位，这在需要抗锯齿绘制或处理基于比例值的内容时是重要的方面（考虑放大的QGraphicsScene或文本显示，因为字体是矢量基础的）。例如，以下将给出非常不同的结果：

painter.setRenderHints(painter.Antialiasing)
painter.drawRect(QtCore.QRect(1, 1, 2, 2))
painter.drawRect(QtCore.QRectF(1, 1, 2.5, 2.5))

然后，需要记住的是，QPainter 的所有接受数字值作为主要参数的 简单 绘图函数将始终使用整数值（我认为这是由于 Python 的动态类型，因为 C++ 函数只接受有符号整数）：

painter.drawRect(0.5, 0.5, 5.5, 5.5)
# same as:
painter.drawRect(0, 0, 5, 5)
# so you should use:
painter.drawRect(QtCore.QRectF(0.5, 0.5, 5.5, 5.5))

最后，虽然Qt（和Python）有时允许透明地使用两种类型，但通常情况下必须严格要求其中一种类型：

• 所有与小部件几何相关的函数仅接受整数类（setGeometry(QRect)，resize(QSize)等）；
• 对于必须返回几何值的函数重载，例如sizeHint()，项目模型的SizeHintRole，由QStyle子类返回或设置的矩形，也是如此；
• QRegion仅能接受QPolygon和QRect，因为它是一个像素映射对象；
• QGraphicsRectItem、QGraphicsEllipseItem和QGraphicsPolygonItem只允许在其构造函数或设置器中使用浮点类；
• 复杂的构造函数使用其精度类型的类（QRect不会接受QPointF或QSizeF等）；
• 所有映射QGraphicsScene坐标的函数在将场景映射到整数类时必须使用，在从场景映射时必须使用浮点数。

每当您需要从一种类型转换为另一种类型时，只需使用浮点类的构造函数或其提供的to[*]函数：

intRect = QtCore.QRect(0, 0, 10, 10)
floatRect = QtCore.QRectF(intRect)
newIntRect = floatRect.toRect()
intTopLeft = floatRect.topLeft().toPoint()
intSize = floatRect.size().toSize()
midRadiusLine = QtCore.QLineF.fromPolar(
    intRect.width() * .5, 45).translated(floatRect.center())
intMidRadiusLine = midRadius.toLine()

^[1]请注意，设置在0-360范围之外的角度可能会给您带来意想不到的结果：line.setAngle(361)将导致line.angle()等于0.9999999999999748，这是由于浮点数"[im]精度"和π的本质所造成的。

- musicamante