Qt GUI缓存实现

Qt GUI高性能缓存实现核心思想 (双缓冲技术)

一、 为什么需要缓存？

• 核心: paintEvent 函数在每次界面刷新时都会被调用。如果我们在 paintEvent 内部执行复杂的、耗时的绘制操作（如加载大图片、绘制大量图元、计算复杂渐变等），当刷新频率很高时（如动画、拖动），就会导致大量的CPU资源消耗，从而引起界面卡顿。

二、 解决方案的核心思想：“空间换时间”

• 核心思想: 双缓冲 (Double Buffering)。用一块额外的内存（QPixmap 对象），来一次性地存储昂贵绘制操作的结果。之后每次刷新，而是直接将这个已经画好的结果“贴”到屏幕上。
• 本质: 将多次的“慢速创作”（paintEvent里的复杂绘制）转变为一次“慢速创作” + 多次的“极速复制”（drawPixmap）。

三、 实现缓存的“三步曲”

第一步：准备“后台画布” (成员变量)

1. 在自定义控件的头文件 (.h) 中，声明一个 QPixmap 类型的成员变量，作为我们的“后台画布”或“缓存”。

   private:
       QPixmap m_cache;
   

第二步：创建“创作函数” (更新缓存)

1. 在源文件 (.cpp) 中，创建一个私有的辅助函数，专门负责在“后台画布”上进行所有昂贵的绘制操作。

   void CustomWidget::updateCache()
   {
       // 1. 初始化画布：根据当前控件大小创建一张等大的Pixmap
       m_cache = QPixmap(size());
       // 2. 【关键】清空画布：用透明色填充，确保画布是干净的，并为不规则图形提供透明背景
       m_cache.fill(Qt::transparent);
   
       // 3. 创建画家，指定在“后台画布”上作画
       QPainter painter(&m_cache);
       painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing); // 开启抗锯齿
   
       // 4. 【核心】在这里执行所有昂贵的、复杂的绘制指令...
       // painter.drawPixmap(...);
       // painter.drawRoundedRect(...);
       // ...
   }
   

第三步：改造 paintEvent (执行“印刷”)

1. 重写 paintEvent 函数，将其职责从“创作”转变为“印刷”。

   void CustomWidget::paintEvent(QPaintEvent *event)
   {
       QPainter painter(this); // 创建画家，指定在“屏幕”(this)上作画
   
       // 【核心】不再执行任何复杂绘制，只做一步：
       // 把已经画好的“后台画布” (m_cache)，瞬间“贴”到屏幕的左上角 (0, 0)。
       painter.drawPixmap(0, 0, m_cache);
   }
   

四、 触发缓存更新的“两大时机”

1. 时机一：控件尺寸固定不变时

   • 策略: 在构造函数的末尾，调用一次 updateCache() 即可。
   • 原理: 尺寸永远不变，只在控件诞生时“创作”一次，之后就可以一劳永逸地“印刷”了。
   • 示例:

     CustomInputWidget::CustomInputWidget(...) {
         setFixedSize(...);
         // ...
         updateCache(); // 在构造函数里一次性生成缓存
     }
     

2. 时机二：控件尺寸可能发生变化时

   • 策略: 重写 resizeEvent(QResizeEvent *event) 事件处理器，在函数体内调用 updateCache()。
   • 原理: resizeEvent 会在控件的尺寸每次发生变化时被自动调用。我们必须在这个时机废弃旧的、尺寸不匹配的缓存，并根据新尺寸重新“创作”一份新的缓存。
   • 示例:

     void FramedWidget::resizeEvent(QResizeEvent *event) {
         updateCache(); // 尺寸变了，重建缓存
         QWidget::resizeEvent(event); // 调用父类实现是好习惯
     }
     

   • 补充: 在这种情况下，我们还需要在 paintEvent 的开头加一个保护，防止在第一次显示、resizeEvent 还未被调用时缓存为空。

     void FramedWidget::paintEvent(...) {
         if (m_cache.isNull()) {
             updateCache(); // 如果缓存是空的，先创建一次
         }
         // ... 贴图 ...
     }