使用Python開發圖形界面的軟件其實并不多,相對于GUI界面,可能Web方式的應用更受人歡迎。但對于像我一樣對其他編程語言比如C#或WPF并不熟悉的人來說,未必不是一個好的工具。
常見GUI框架
PyQt5:Qt是一個跨平臺的 C++圖形用戶界面庫。QT一度被諾基亞擁,后出售給芬蘭的軟件公司Digia Oyj。PyQt5是基于Digia公司Qt5的Python接口,由一組Python模塊構成。PyQt5本身擁有超過620個類和6000函數及方法。在可以運行于多個平臺,包括:Unix, Windows, and Mac OS。
Pyside6:Pyside是QT公司官方提供的Python包,上一版本為Pyside2,對應的是QT5,最新版命名規則進行了調整,更改為Pyside6,對應的是QT6版本。由于官方出品的比較看好,缺點是發布比較晚,網上的資料沒有PyQt5多。
Tkinter:Python內置的GUI框架,使用TCL實現,Python中內嵌了TCL解釋器,使用它的時候不用安裝額外的擴展包,直接import,跨平臺。不足之處在于UI布局全靠代碼實現,只有15種常用部件,顯示效果簡陋。
PySimpleGUI:PySimpleGUI 是 Tkinter 一層包裝。使用 PySimpleGUI 實現自定義 GUI 所需的代碼量要比使用 Tkinter 直接編寫相同的 GUI 要少得多。
WxPython:wxPython是Python語言對流行的wxWidgets跨平臺GUI工具庫的綁定。用得比較廣泛,跨平臺,C++編寫,文檔少,用戶可能就需要根據編程內容對不同平臺中的GUI代碼做一些調整。遇到問題不好解決,代碼布局控件,不直觀。
Wax:基于wxPython ,為克服wxPython的問題而制作的一個包。
Kivy:主要針對多點觸控程序,智能手機平板等,也可以在沒有觸屏功能的系統上,全平臺支持(Windows, Linux, Mac OS X, Android and iOS.)使用Python和cython編寫,中文支持差,需要自己下載中文庫并且制定路徑。
BeeWare:Write once. Deploy everywhere.需要與Kivy配合使用。
Toga:一個使用Python開發原生APP的GUI工具包。Toga由一個具有共享接口的基礎組件庫組成,以簡化與平臺無關的GUI開發。Toga適用于Mac OS、Windows、Linux(GTK)以及Android和iOS等移動平臺。
Eel:一個輕量的 Python 庫,用于制作簡單的類似于 Electron(但是比它更輕量) 的離線 HTML/JS GUI 應用程序,并具有對 Python 功能(capabilities)和庫的完全訪問權限。
Flexx:一個純 Python 工具包,用來創建圖形化界面應用程序。其使用 Web 技術進行界面的渲染。你可以用 Flexx 來創建桌面應用,同時也可以導出一個應用到獨立的 HTML 文檔。因為使用純 Python 開發,所以 Flexx 是跨平臺的。只需要有 Python 和瀏覽器就可以運行。
pywebview:是圍繞 webview 組件的輕量型跨平臺包裝器(wrapper),它允許在其自己的本機 GUI 窗口中顯示 HTML 內容。它使您可以在桌面應用程序中使用 Web 技術,同時盡最大可能隱藏使用瀏覽器構建GUI的事實。
enaml:一種能夠讓你用最小的努力就可以實現高質量GUI界面的的Python框架,也是一種獨特的編程語言。enaml將聲明性語言與基于約束的布局系統結合在一起,使用戶可以輕松地定義靈活布局的UI。enaml應用程序可以在任何支持Python和Qt的平臺上運行。
個人想法:太多學不完,先學PyQt5,原因是資料多,學有余力再學pyside6,最后看下PySimpleGUI,看能否解決一些簡單問題。
PyQt5簡介
PyQt是Qt框架的Python語言實現,由Riverbank Computing開發,是最強大的GUI庫之一。PyQt提供了一個設計良好的窗口控件集合,每一個PyQt控件都對應一個Qt控件,因此PyQt的API接口與Qt的API接口很接近,但PyQt不再使用QMake系統和Q_OBJECT宏。
PyQt5提供GPL版和商業版證書,自由開發者可以使用免費的GPL許可,如果需要將PyQt用于商業應用,則必須購買商業許可。
PyQt5特性如下:
基于高性能的Qt的GUI控件集。
能夠跨平臺運行在Linux、Window和Mac OS系統上。
使用信號槽機制進行通信。
對Qt庫進行完全封裝。
可以使用成熟的IDE進行界面設計,并自動生成可執行的Python代碼。
提供一整套種類齊全的窗口控件。
PyQt5是由一系列Python模塊組成,有超過620個類,6000個函數和方法,主要模塊如下:
QtCore:包含了核心的非 GUI 的功能。主要和時間、文件與文件夾、各種數據、流、URLs、mime 類文件、進程與線程一起使用。
QtGui:包含了窗口系統、事件處理、2D 圖像、基本繪畫、字體和文字類。
QtWidgets:包含了一系列創建桌面應用的 UI 元素。
QtMultimedia:包含了處理多媒體的內容和調用攝像頭 API 的類。
QtBluetooth:包含了查找和連接藍牙的類。
QtNetwork:包含了網絡編程的類,這些工具能讓 TCP/IP 和 UDP 開發變得更加方便和可靠。
QtPositioning:包含了定位的類,可以使用衛星、WiFi 甚至文本。
Enginio:包含了通過客戶端進入和管理 Qt Cloud 的類。
QtWebSockets:包含了 WebSocket 協議的類。
QtWebKit:包含了一個基 WebKit2 的 web 瀏覽器。
QtWebKitWidgets:包含了基于 QtWidgets 的 WebKit1 的類。
QtXml:包含了處理 xml 的類,提供了 SAX 和 DOM API 的工具。
QtSvg:提供了顯示 SVG 內容的類,Scalable Vector Graphics (SVG) 是一種是一種基于可擴展標記語言 (XML),用于描述二維矢量圖形的圖形格式(這句話來自于維基百科)。
QtSql:提供了處理數據庫的工具。
QtTest:提供了測試 PyQt5 應用的工具。
PyQt5的安裝
由于后期要使用fbs進行打包,fbs對Python 3.7以后的版本可能存在兼容問題,所以我選擇了Python 3.6.8進行了整個環境的搭建。主要內容為:Python + PyCharm + PyQt5
安裝PyQt5
pip install pyqt5
pip install pyqt5-tools
其中pyqt5-tools為Qt Designer拖拽式的界面設計工具。安裝過程中可能會報如下錯誤:
qt5-tools 5.15.2.1.2 has requirement click~=7.0, but you'll have click 8.0.1 which is incompatible.
解決方案:
pip install click~=7.0
Qt Designer的配置
Qt Designer 是通過拖拽的方式放置控件,并實時查看控件效果進行快速UI設計。
整個畫面的構成:
左側的“Widget Box”就是各種可以自由拖動的組件
中間的“MainWindow – untitled”窗體就是畫布
右上方的”Object Inspector”可以查看當前ui的結構
右側中部的”Property Editor”可以設置當前選中組件的屬性
右下方的”Resource Browser”可以添加各種素材,比如圖片,背景等等
最終生成.ui文件(實質上是XML格式的文件),可直接使用,也可以通過pyuic5工具轉換成.py文件。
QtDisigner配置
在Pycharm中,依次打開 File – Settings – Tools – External Tools,點擊 + Create Tool,配置如下:
Name: QtDisigner
Program : D:\Program Files\Python36\Lib\site-packages\qt5_applications\Qt\bin\designer.exe # 請根據實際修改
Working directory: $FileDir$
PyUIC配置
PyUIC主要是把Qt Designer生成的.ui文件換成.py文件。
在Pycharm中,依次打開 File – Settings – Tools – External Tools,點擊 + Create Tool,配置如下:
Name: PyUIC
Program : D:\Program Files\Python36\python.exe # 當前Python目錄,請根據實際修改
Arguments: -m PyQt5.uic.pyuic $FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$.py
Working directory: $FileDir$
PyRCC配置
PyRCC主要是把編寫的.qrc資源文件換成.py文件。在Pycharm中,依次打開 File – Settings – Tools – External Tools,點擊 + Create Tool,配置如下:
Name: PyRCC
Program: D:\Program Files\Python36\pyrcc5.exe # 當前rcc工具目錄,請根據實際修改
Arguments: $FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$_rc.py
Working directory: $FileDir$
PyQt5使用示例
創建一個空白的界面:
import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QLabel
app = QApplication(sys.argv)
win = QMainWindow()
win.setGeometry(400, 400, 400, 300)
win.setWindowTitle("Pyqt5 Tutorial")
win.show()
sys.exit(app.exec_())
其中:
Qapplication():每個GUI都必須包含一個Qapplication,argv表示獲取命令行參數,如果不用獲取,則可以使用[]代替。
QMainWindow():類似一個容器(窗口)用來包含按鈕、文本、輸入框等widgets。arg標識可以獲取命令行執行時的參數。
SetGeometry是用來定義 QMainWindow() 窗口的尺寸, 語法:setGeometry(x, y, width, height ),其中x,y為屏幕上的坐標點。
show():用來顯示窗口
exit(app.exec_()):設置窗口一直運行指導使用關閉按鈕進行關閉
PyQt5支持的常見Widgets有:
從上到下,從左到右依次為:Qlabel、QcomboBox、QcheckBox、QradioButton、QpushButton、QtableWidget、QlineEdit、Qslider、QProgressBar
對于使用Pyqt5設置文本內容,我們使用Qlabel:
import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QLabel
app = QApplication(sys.argv)
win = QMainWindow()
win.setGeometry(400, 400, 400, 300)
win.setWindowTitle("Pyqt5 Tutorial")
\# Label Text
label = QLabel(win)
label.resize(200, 100)
label.setText("Hi this is Pyqt5")
label.move(100, 100)
win.show()
sys.exit(app.exec_())
按鈕與事件:
import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QPushButton
def click():
print("Hy Button is clicked!")
app = QApplication(sys.argv)
win = QMainWindow()
win.setGeometry(400, 400, 400, 300)
win.setWindowTitle("Pyqt5 Tutorial")
\# Button
button = QPushButton(win)
button.resize(200, 100)
button.setText("Hi! Click Me")
button.move(100, 100)
button.clicked.connect(click)
win.show()
sys.exit(app.exec_())
button.clicked.connect() 在按鈕點擊后執行特定的事件。
PyQt5實戰
實戰項目:簡易的天氣查詢軟件
1、使用Qt Designer設計一個界面
用到的控件有Button, GroupBox, Label,ComboBox,TextEdit,同時定義了兩個按鈕queryBtn及clearBtn,分別用來查詢及清空天氣數據。我們需要綁定槽函數,方法如下:
在Qt Designer右下角選擇 信號/槽編輯器,點擊+號新增
分別選擇queryBtn及clearBtn,選擇信號 clicked(), 接收者 Dialog 及槽 accept(),(槽函數這里不知道如何定義,后期在代碼里再進行修改)
以上完成后保存為Weather.ui文件。
2、轉換.ui文件為.py文件
PyQt5支持直接使用.ui文件:
import sys
from PyQt5 import QtWidgets, uic
app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
window = uic.loadUi("mainwindow.ui")
window.show()
app.exec()
但是為了更好的自定義及修改上面的槽函數,可以使用External Tools – PyUIC,即可生成Weather.py,實際運行命令如下:
D:\Program Files\Python36\python.exe -m PyQt5.uic.pyuic Weather.ui -o Weather.py
其中,我們需要把兩個按鈕綁定的槽函數:
\# self.queryBtn.clicked.connect(Dialog.accept)
\# self.clearBtn.clicked.connect(Dialog.accept)
\# 修改為:
self.queryBtn.clicked.connect(Dialog.queryWeather)
self.clearBtn.clicked.connect(Dialog.clearText)
最終的Weather.py內容如下:
\# -*- coding: utf-8 -*-
\# Form implementation generated from reading ui file 'Weather.ui'
\#
\# Created by: PyQt5 UI code generator 5.15.4
\#
\# WARNING: Any manual changes made to this file will be lost when pyuic5 is
\# run again. Do not edit this file unless you know what you are doing.
from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets
class Ui_Dialog(object):
def setupUi(self, Dialog):
Dialog.setObjectName("Dialog")
Dialog.resize(600, 600)
self.groupBox = QtWidgets.QGroupBox(Dialog)
self.groupBox.setGeometry(QtCore.QRect(30, 20, 551, 511))
self.groupBox.setObjectName("groupBox")
self.label_2 = QtWidgets.QLabel(self.groupBox)
self.label_2.setGeometry(QtCore.QRect(20, 30, 31, 16))
self.label_2.setObjectName("label_2")
self.comboBox = QtWidgets.QComboBox(self.groupBox)
self.comboBox.setGeometry(QtCore.QRect(70, 30, 87, 22))
self.comboBox.setObjectName("comboBox")
self.comboBox.addItem("")
self.comboBox.addItem("")
self.comboBox.addItem("")
self.textEdit = QtWidgets.QTextEdit(self.groupBox)
self.textEdit.setGeometry(QtCore.QRect(20, 70, 491, 411))
self.textEdit.setObjectName("textEdit")
self.queryBtn = QtWidgets.QPushButton(Dialog)
self.queryBtn.setGeometry(QtCore.QRect(490, 560, 93, 28))
self.queryBtn.setObjectName("queryBtn")
self.clearBtn = QtWidgets.QPushButton(Dialog)
self.clearBtn.setGeometry(QtCore.QRect(30, 560, 93, 28))
self.clearBtn.setObjectName("clearBtn")
self.retranslateUi(Dialog)
self.clearBtn.clicked.connect(Dialog.clearText)
self.queryBtn.clicked.connect(Dialog.queryWeather)
QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(Dialog)
def retranslateUi(self, Dialog):
_translate = QtCore.QCoreApplication.translate
Dialog.setWindowTitle(_translate("Dialog", "Dialog"))
self.groupBox.setTitle(_translate("Dialog", "城市天氣預報"))
self.label_2.setText(_translate("Dialog", "城市"))
self.comboBox.setItemText(0, _translate("Dialog", "北京"))
self.comboBox.setItemText(1, _translate("Dialog", "蘇州"))
self.comboBox.setItemText(2, _translate("Dialog", "上海"))
self.queryBtn.setText(_translate("Dialog", "查詢"))
self.clearBtn.setText(_translate("Dialog", "清空"))
3、調用MainDialog
在MainDialog中調用界面類Ui_Dialog,然后在其中中添加查詢天氣的業務邏輯代碼,這樣就做到了界面顯示和業務邏輯的分離。新增demo.py文件, 在MainDialog類中定義了兩個槽函數queryWeather()和clearText(),以便在界面文件Weather.ui中定義的兩個按鈕(queryBtn 和clearBtn) 觸發clicked 信號與這兩個槽函數進行綁定。
完整代碼如下:
import sys
import Weather
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QDialog
import requests
class MainDialog(QDialog):
def __init__(self, parent=None):
super(QDialog, self).__init__(parent)
self.ui = Weather.Ui_Dialog()
self.ui.setupUi(self)
def queryWeather(self):
cityName = self.ui.comboBox.currentText()
cityCode = self.getCode(cityName)
r = requests.get(
"https://restapi.amap.com/v3/weather/weatherInfo?key=f4fd5b287b6d7d51a3c60fee24e42002&city={}".format(
cityCode))
if r.status_code == 200:
data = r.json()['lives'][0]
weatherMsg = '城市:{}\n天氣:{}\n溫度:{}\n風向:{}\n風力:{}\n濕度:{}\n發布時間:{}\n'.format(
data['city'],
data['weather'],
data['temperature'],
data['winddirection'],
data['windpower'],
data['humidity'],
data['reporttime'],
)
else:
weatherMsg = '天氣查詢失敗,請稍后再試!'
self.ui.textEdit.setText(weatherMsg)
def getCode(self, cityName):
cityDict = {"北京": "110000",
"蘇州": "320500",
"上海": "310000"}
**return** cityDict.get(cityName, '101010100')
def clearText(self):
self.ui.textEdit.clear()
if __name__ == '__main__':
myapp = QApplication(sys.argv)
myDlg = MainDialog()
myDlg.show()
sys.exit(myapp.exec_())
運行demo.py并執行查詢后的效果:
4、將代碼打包成exe文件
將.py文件打包成可執行的exe在Python中稱為freezing,常用的工具有:PyInstaller, py2exe, cx_Freeze, bbfreze, py2app等。功能對比:
py2exe:軟件更新已經不活躍,因此也就略過。
pyinstaller:明確支持win8、win10、理論上支持win7,,支持apple Macos, linux。pyinsaller可以打包成文件夾形式內含exe入口執行文件的形式,也可以是一個單獨的exe文件。
fbs:基于PyInstaller,使用起來更加方便
這里選擇了fbs來打包。fbs的安裝方法:
pip install fbs
使用方法,在命令行中輸入:
fbs startproject
執行完成后需要輸入一些APP的名稱等。完成后會生成如下目錄:
將剛才編寫的PyQt5的代碼(demo.py和Weather.py)拖到src/main/python文件夾下,刪除原有的main.py,并將demo.py修改為main.py。然后打開 main.py,在文件頭部添加如下代碼:
from fbs_runtime.application_context.PyQt5 import ApplicationContext
```
完成后執行:
```
fbs freeze
```
即可實現打包。生成的exe可執行文件在\target\MyApp文件下。