翻译：OPTIMIZING WITH QPIXMAPCACHE（使用QPIXMAPCACHE进行优化

By Mark Summerfield（原文请见：http://doc.qt.nokia.com/qq/qq12-qpixmapcache.html）

TroyCheng新博客：

http://troychengspace.appspot.com/2010/07/7/linux16.html

Widget在反复绘制图像的时候常常导致程序不响应，针对这个问题，这篇文章主要介绍一下如何使用缓存机制来加速应用程序。

[下载源代码]

QPixmapCache 类提供了一个全局的QPixmap缓存，它的API由一组用于插入、查找和删除的静态函数组成，这些函数所使用的QString类型的key由用户定义。（还有Key类型文章里面没有提）

我们通过两个示例来看看如何通过QPixmapCache来进行优化。

具有较少状态的Widgets

举一个简单的例子，对于一个具有较少状态的Widget，其中每一种状态又有自己的一套外观。例如， QRatioButton有两种状态，开和关，每种状态在第一次使用的时候都被存在缓存中。之后，无论程序使用了多少个ratio button，使用的都是在缓存中的外观副本，而不会再有重复的painting发生。




Qt所使用的这种方法可以很容易的使用到自定义的Widget中。我们可以通过下面的这个简单的红绿灯的例子来进行说明。

  class Lights : public QWidget
    {
        Q_OBJECT
    
    public:
        Lights(QWidget *parent)
            : QWidget(parent), m_color(Qt::red),
              m_diameter(80)
        {}
    
        QColor color() const { return m_color; }
        int diameter() const { return m_diameter; }
        QSize sizeHint() const
            { return QSize(m_diameter, 3 * m_diameter); }
    
    public slots:
        void setDiameter(int diameter);
    
    signals:
        void changed(QColor color);
    
    protected:
        void mousePressEvent(QMouseEvent *event);
        void paintEvent(QPaintEvent *event);
    
    private:
        QPixmap generatePixmap();
    
        QColor m_color;
        int m_diameter;
    };

除了generagePixmap()函数外定义过程没有什么特别的地方。generatePixmap函数稍后介绍。

    void Lights::setDiameter(int diameter)
    {
        m_diameter = diameter;
        update();
        updateGeometry();
    }

当diameter改变的时候，我们调用update函数去schedule一个paint event然后调用updateGeometry ( )来告诉任意一个layout manager这个widget的size hint已经发生了变化

    void Lights::mousePressEvent(QMouseEvent *event)
    {
        if (event->y() < m_diameter) {
            m_color = Qt::red;
        } else if (event->y() < 2 * m_diameter) {
            m_color = Qt::yellow;
        } else {
            m_color = Qt::green;
        }
    
        emit changed(m_color);
        update();
    }

为完整性我们添加了一个鼠标点击事件，当用户点击Widget上的第一个图标时，我们将它的颜色改为红色，对黄色和绿色采取类似的操作。然后调用paint函数来调度一个paint事件。

    void Lights::paintEvent(QPaintEvent *)
    {
        QString key = QString("lights:%1:%2")
                              .arg(m_color.name())
                              .arg(m_diameter);
        QPixmap pixmap;
    
        if (!QPixmapCache::find(key, pixmap)) {
            pixmap = generatePixmap();
            QPixmapCache::insert(key, pixmap);
        }
        bitBlt(this, 0, 0, &pixmap);
    }

在paint事件中，我们首先生成每一个外观所需要的key。在这个例子中，外观依赖两种因素：需要点亮哪种颜色以及Widget的直径。有这两个因素之后我们就可以创建一个空的pixmap。

QPixmapCache:: find() 函数用过指定的key来查找pixmap，如果找到了匹配的缓存图片那么该函数会返回true并将缓存图片copy给第二个参数pixmap (一个非const引用)，否则返回false并且忽略第二个参数。如果不需要在缓存中查找pixmap（例如第一次使用这种颜色和直径的组合），我们将会生成所需的pixmap并将它插入到Qt的全局缓存空间中去。在这两种情况中，用作外观的pixmap最终都会绘制到widget的表面上。

    QPixmap Lights::generatePixmap()
    {
        int w = m_diameter;
        int h = 3 * m_diameter;
    
        QPixmap pixmap(w, h);
        QPainter painter(&pixmap, this);
    
        painter.setBrush(darkGray);
        painter.drawRect(0, 0, w, h);
    
        painter.setBrush(
                m_color == Qt::red ? Qt::red
                                   : Qt::lightGray);
        painter.drawEllipse(0, 0, w, w);
    
        painter.setBrush(
                m_color == Qt::yellow ? Qt::yellow
                                      : Qt::lightGray);
        painter.drawEllipse(0, w, w, w);
    
        painter.setBrush(
                m_color == Qt::green ? Qt::green
                                     : Qt::lightGray);
        painter.drawEllipse(0, 2 * w, w, w);
    
        return pixmap;
    }

最终，这是绘制widget外观的代码。首先创建一个有正确大小的pixmap然后创建一个painter用来绘制pixmap。接着，在pixmap的表面绘制一个暗灰色的矩形框，然后，设置brush并且画一个适当大小的圆圈。

通过使用QPixmapCache，我们确保无论有多少个Light类，在缓存未满之前，我们都只需要对每种颜色和直径的组合绘制一次

计算开销较大的Painting操作

对于一些自定义的Widget，通常它的状态无法确定，例如，一个图片Widget，如果会与用户绘制的每一个图片都做缓存的话，可能会得不偿失，因为用户可能不会经常去改变它的图片或者不会绘制同样的图片。

但是，对于数据不改变的情况，缓存也会有一定好处，例如如果Widget被遮挡然后需要重新呈现的时候，或者是在该Widget之上另需绘制其它图片的时候（例如绘制一个选择方框）。




我们来看一个简单的例子，在一个Graph widget上画一系列点，它的定义和Light类很想，因此我们只关注一些必要的函数，从paint event handler函数开始：

    void Graph::paintEvent(QPaintEvent *)
    {
        if (m_width <= 0 || m_height <= 0)
            return;
    
        QPixmap pixmap;
    
        if (!QPixmapCache::find(key(), pixmap)) {
            pixmap = generatePixmap();
            QPixmapCache::insert(key(), pixmap);
        }
        bitBlt(this, 0, 0, &pixmap);
    }

Paint event handler几乎和Light类的一样，除了产生key的函数是由另一个单独的函数提供。

    QString Graph::key() const
    {
        QString result;
        result.sprintf("%p", static_cast<const void *>(this));
        return result;
    }

我们生成的key仅标示Graph实例。将整个Graph对象转换为字符串用作key就有点太impractical了。

    QPixmap Graph::generatePixmap()
    {
        QPixmap pixmap(m_width, m_height);
        pixmap.fill(this, 0, 0);
    
        QPainter painter(&pixmap, this);
        painter.drawPolyline(m_points);
        return pixmap;
    }

上述代码首先创建了一个pixmap，这次使用填充的方式来初始化。然后以polygonal line的方式画些点。这个在Lights例子中的处理方式一样，最不同的地方在于setData函数。

    void Graph::setData(const QPointArray &points,
                        int width, int height)
    {
        m_points = points;
        m_width = width;
        m_height = height;
        QPixmapCache::remove(key());
        update();
    }

当数据发生改变的时候，删除缓存的appearance然后产生一个paint event。当paint event发生的时候，使用key在缓存中查找不到副本，程序就会重新绘制apperance。因此，当用户创建graph的时候，这个graph会被缓存，当用户改变数据的时候会产生一个新的图并被缓存下来，原来的图会被丢弃掉。

在缓存中自始至终只有Graph widget的一个实例，因此，除非当用户重新绘图的时候，其它的类似隐藏然后显示等等状态都不会造成重新绘制图像，也就避免了不需要的画图的开销。

另一个可选的方案是使用一个QPixmap对象作为Graph对象的成员，用于缓存Pixmap（参见 C++ GUI programming with Qt 3 中的Double Buffering一节）。但是这种方案的缺点也非常明显，如果application创建了许多实例，这种方式会很快耗尽pixmap的内存空间。使用全局的QPixmapCache要安全一些，because QPixmapCache enforces an upper limit on the cumulative size of stored items (1 MB by default).