python使用Qt实现GUI编程

文章目录

python使用Qt实现GUI编程
- - 知识点
  - 流程
- 过程
- - Qt 安装
  - - pip安装
  - 创建窗口
  - 2.3 信号与槽
  - 2.4 工具栏与菜单
  - 2.5 窗口部件
  - 2.6 布局
  - - 2.6.1 垂直布局
    - 2.6.2 水平布局
    - 2.6.3 网格布局
  - 2.7 对话框

基于 Python 3 和 PyQt 5 来认识 GUI 编程

知识点

以下知识点：

使用 Qt 创建窗口
Qt 的信号与槽机制
Qt 各个组件的使用

流程

流程如下：

Qt 安装
创建窗口
信号与槽
工具栏与菜单
窗口部件
布局
对话框

过程

Qt 安装

Qt 是一个跨平台的 C++ 应用程序开发框架。广泛用于开发 GUI 程序，这种情况下又被称为部件工具箱。也可用于开发非 GUI 程序，比如控制台工具和服务器

pip安装

使用支持的Python版本

pip install PyQt5

创建窗口

from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtGui import *import sysclass MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)# 设置窗口标题self.setWindowTitle('My First App')# 设置标签label = QLabel('Welcome to Shiyanlou!')# 设置标签显示在中央label.setAlignment(Qt.AlignCenter)self.setCentralWidget(label)# 创建应用实例，通过 sys.argv 传入命令行参数
app = QApplication(sys.argv)
# 创建窗口实例
window = MainWindow()
# 显示窗口
window.show()
# 执行应用，进入事件循环
app.exec_()

这里需要说明的是 Qt 的执行机制。 Qt 的程序通过创建 QApplication 类实例来调用 app.exec_ 方法进入事件循环。此时程序一直在循环监听各种事件并把它们放入消息队列中，在适当的时候从队列中取出处理。

2.3 信号与槽

Qt 中每种组件都有所谓的信号槽（slot）机制。可用来将信号与相应的处理函数进行连接绑定。

from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtGui import *import sysclass MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)# 设置窗口标题self.setWindowTitle('My First App')# 设置标签label = QLabel('Welcome to Shiyanlou!')# 设置标签显示在中央label.setAlignment(Qt.AlignCenter)self.setCentralWidget(label)def _my_func(self, s='my_func', a=100):dic = {'s': s, 'a': a}print(dic)# 创建应用实例，通过 sys.argv 传入命令行参数
app = QApplication(sys.argv)
# 创建窗口实例
window = MainWindow()
# 显示窗口
window.show()
# 执行应用，进入事件循环
app.exec_()

以上主要只给出了部分新添加的代码，原有的代码统一使用 ... 略过。

这里将 QMainWindow 的信号 windowTitleChanged 与 _my_func 槽函数相绑定，当窗口标题被更改的信号发出的时候便会触发函数 _my_func 进行处理。

其中在自定义函数 _my_func 中允许设置任意多个参数。

运行上方程序。

根据打印出来的字典键值可以发现 windowTitleChanged 信号在被触发的时候向处理函数 _my_func 传递了一个参数也就是窗口标题。当然也有办法忽略这个值，就是采用 lamda 产生式。其原理就是通过 lamda 产生式的参数 x 捕获标题字符串，然后将 x 废弃不用，从而避免标题传入 _my_func。

修改如下：

...
self.windowTitleChanged.connect(lambda x: self._my_func('Shiyanlou', 666))
...

运行结果。

为了更加直观地理解信号与槽，我们进一步修改代码，通过创建按钮响应按钮事件来展示信号与槽机制。

...
class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)# 设置窗口标题self.setWindowTitle('My First App')# 添加布局layout = QHBoxLayout()# 创建按钮for i in range(5):button = QPushButton(str(i))# 将按钮按压信号与自定义函数关联button.pressed.connect(lambda x=i: self._my_func(x))# 将按钮添加到布局中layout.addWidget(button)# 创建部件widget = QWidget()# 将布局添加到部件widget.setLayout(layout)# 将部件添加到主窗口上self.setCentralWidget(widget)# 自定义的信号处理函数def _my_func(self, n):print('click button %s' % n)
...

另外 Qt 还支持自定义信号，可以通过创建 pyqtSignal 对象实例来定义信号对象。

...
class MainWindow(QMainWindow):# 自定义信号my_signal = pyqtSignal(str)def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)# 设置窗口标题self.setWindowTitle('My First App')button = QPushButton('Click me!')button.pressed.connect(self._click_button)# 将自定义信号与相应的槽函数连接self.my_signal.connect(self._my_func)# 将部件添加到主窗口上self.setCentralWidget(button)# 自定义的信号处理函数def _click_button(self):# 当按钮被点击的时候将发出信号 my_signalself.my_signal.emit('shiyanlou')def _my_func(self, s):print(s)
...

以上过程实际上就是将按钮按压信号与 _click_button 槽关联，而一旦调用了 _click_button 函数之后又会触发 my_signal 信号，继而调用 my_signal 信号的槽进行处理。

上述调用过程实际上没有任何意义，仅仅只是为了展示 Qt 具备有自定义信号的功能。

2.4 工具栏与菜单

通常我们使用的软件窗口顶部还会有一条工具栏或者菜单栏。

可以使用 Qt 提供的 QToolBar 创建工具栏。

...
class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)# 设置窗口标题self.setWindowTitle('My First App')# 设置标签label = QLabel('Welcome to Shiyanlou!')# 设置标签显示在中央label.setAlignment(Qt.AlignCenter)# 添加标签到主窗口self.setCentralWidget(label)# 创建工具栏tb = QToolBar('Tool Bar')# 添加工具栏到主窗口self.addToolBar(tb)
...

由于我们尚未给工具栏添加任何实际功能，所以工具栏只能看到一条空白的横杆。

接下来我们为工具栏添加实体按钮，并在窗口底部显示提示信息

下面是图标下载地址：

https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/705/icons.zip

...
class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)# 设置窗口标题self.setWindowTitle('My First App')# 设置标签label = QLabel('Welcome to Shiyanlou!')# 设置标签显示在中央label.setAlignment(Qt.AlignCenter)# 添加标签到主窗口self.setCentralWidget(label)# 创建工具栏tb = QToolBar('Tool Bar')# 设置工具栏中按钮的大小tb.setIconSize(QSize(16, 16))# 添加工具栏到主窗口self.addToolBar(tb)# 添加按钮动作，并加载图标图像button_action = QAction(QIcon('icons/penguin.png'), 'Menu button', self)# 设置状态栏提示button_action.setStatusTip('This is menu button')button_action.triggered.connect(self.onButtonClick)button_action.setCheckable(True)# 添加到工具栏tb.addAction(button_action)# 为主窗口设置状态栏self.setStatusBar(QStatusBar(self))def onButtonClick(self, s):print(s)
...

接下来为应用添加菜单栏。

...
class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):...# 添加菜单栏mb = self.menuBar()# 禁用原生的菜单栏mb.setNativeMenuBar(False)# 添加 “文件” 菜单file_menu = mb.addMenu('&File')# 为文件菜单添加动作file_menu.addAction(button_action)
...

当然我们还可以实现二级菜单。

...
class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):...# 添加新的菜单选项button_action2 = QAction('C++', self)button_action3 = QAction('Python', self)button_action2.setCheckable(True)button_action3.setCheckable(True)button_action2.triggered.connect(self.onButtonClick)button_action3.triggered.connect(self.onButtonClick)# 添加菜单栏mb = self.menuBar()# 禁用原生的菜单栏mb.setNativeMenuBar(False)# 添加 “文件” 菜单file_menu = mb.addMenu('&File')# 为文件菜单添加动作file_menu.addAction(button_action)# 为菜单选项添加分隔符file_menu.addSeparator()# 添加二级菜单build_system_menu = file_menu.addMenu('&Build System')build_system_menu.addAction(button_action2)build_system_menu.addSeparator()build_system_menu.addAction(button_action3)
...

2.5 窗口部件

Qt 还有一个强大的部件类 QWidgets ，基于这个类派生出很多其它小部件，比如 Dial，Slider，CheckBox 等等。由于部件太多了，这里只是简单做一统一展示，如果有需要深入学习某一部件再参考官方文档。

...
class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)# 设置窗口标题self.setWindowTitle('My First App')# 定义布局layout = QVBoxLayout()# 展示的部件列表widgets = [QCheckBox,QComboBox,QDateEdit,QDateTimeEdit,QDial,QDoubleSpinBox,QFontComboBox,QLCDNumber,QLineEdit,QProgressBar,QPushButton,QRadioButton,QSlider,QSpinBox,QTimeEdit]# 将部件添加到列表中for item in widgets:layout.addWidget(item())widget = QWidget()widget.setLayout(layout)self.setCentralWidget(widget)
...

2.6 布局

Qt 支持多种控件布局方式，主要有：

垂直布局
水平布局
网格布局

当然这些布局方式之间也都支持混合嵌套使用。

2.6.1 垂直布局

为了更加直观的看到布局效果，我们这里定义了一个新类 Color 继承自 QWidget 用于显示色块。

...
# 用于显示色块
class Color(QWidget):def __init__(self, color, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)self.setAutoFillBackground(True)palette = self.palette()palette.setColor(QPalette.Window, QColor(color))self.setPalette(palette)class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)# 设置窗口标题self.setWindowTitle('My First App')colors = ['red', 'green', 'blue', 'yellow']# 水平布局layout = QVBoxLayout()for color in colors:layout.addWidget(Color(color))widget = QWidget()widget.setLayout(layout)self.setCentralWidget(widget)
...

2.6.2 水平布局

知道了垂直布局之后，水平布局也相当简单，就是将 QVBoxLayout 修改为 QHBoxLayout 。

2.6.3 网格布局

...
class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)# 设置窗口标题self.setWindowTitle('My First App')colors = ['red', 'green', 'blue', 'yellow']# 网格布局layout = QGridLayout()for i, color in enumerate(colors):for j in range(len(colors)):layout.addWidget(Color(color), i, j)widget = QWidget()widget.setLayout(layout)self.setCentralWidget(widget)
...

2.7 对话框

...
# 自定义对话框
class CustomDialog(QDialog):def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)self.setWindowTitle('New Dialog')# 添加按钮选项QBtn = QDialogButtonBox.Ok | QDialogButtonBox.CancelbuttonBox = QDialogButtonBox(QBtn)buttonBox.accepted.connect(self.accept)buttonBox.rejected.connect(self.reject)layout = QVBoxLayout()layout.addWidget(buttonBox)self.setLayout(layout)class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self, *args, **kwargs):super().__init__(*args, **kwargs)# 设置窗口标题self.setWindowTitle('My First App')# 设置标签label = QLabel('Welcome to Shiyanlou!')# 设置标签显示在中央label.setAlignment(Qt.AlignCenter)# 添加标签到主窗口self.setCentralWidget(label)# 添加按钮动作，并加载图标图像button_action = QAction('New dialog', self)button_action.triggered.connect(self.onButtonClick)# 添加菜单栏mb = self.menuBar()# 禁用原生的菜单栏mb.setNativeMenuBar(False)# 添加 “文件” 菜单file_menu = mb.addMenu('&File')# 为文件菜单添加动作file_menu.addAction(button_action)def onButtonClick(self, s):# 创建对话框dlg = CustomDialog(self)# 运行对话框，这一步非常重要！！！dlg.exec_()
...

上面我们大概了解了使用 Qt 进行 GUI 编程的流程，也粗略接触了 Qt 各个控件，但是这个要作为 Qt 入门还远远不够，因为 Qt 内容实在太多了，要继续深入学习