1. PyQt5 圖形界面開發工具

1.1 從 CLI 到 GUI

CLI：命令行用戶接口，Command Line User Interface。

• 早期的 DOS 命令行操作是典型的 CLI 界面，小白開始學習計算機語言編寫的程序通常也是 CLI 界面；
• 需要記憶操作命令，操作不直觀。

GUI：圖形用戶界面，Graphical User Interface。

• Windows 操作系統，以及 iOS/Android 系統及應用軟件都是 GUI 界面；
• 使用人機交互的圖形化操作界面，方便直觀。

1.2 Python 平臺的 GUI 開發工具

Python 提供了多個 GUI 開發工具，常用的有：

• Pyqt：是一套通用的 GUI 框架，是 Python 與 Qt 庫的融合，可以在 Windows / Macintosh / Unix 操作系統上運行。配套界面設計工具 QtDesigner，使用便捷，功能豐富。

• Tkinter：標準 Tk GUI 接口，內置在 python 的安裝包中。可以應用于 Windows / Macintosh / Unix 系統，適合開發簡單的圖形界面。

• wxPython：優秀的 GUI 圖形庫，可以創建完整的、功能健全的 GUI 用戶界面。

• Jython：幾乎擁有 Python 中不依賴于 C 語言的全部模塊，可以與與 Java 無縫集成。

1.3 PyQt5 開發工具

Qt 庫是跨平臺的 C++ 庫的集合，是最強大的 GUI 庫之一，可以實現高級 API 來訪問桌面和移動系統的各種服務。

PyQt5 是一套 Python 綁定 Digia QT5 應用的框架。PyQt5 實現了一個 Python模塊集，有 620 個類，6000 個函數和方法。

PyQt5 的優點：

• 簡單好用
• 功能強大
• 跨平臺支持
• 文檔齊全
• 穩定性高
• 生態支持
• 開源免費

2. 安裝 PyQt5 和 QtTools

2.1 安裝 Anaconda3（略）

2.2 安裝 PyCharm，配置運行環境（略）

2.3 pip 安裝 PyQt5

pip install pyqt5 -i https://mirrors.aliuyun.com/pypi/simple

安裝了 PyQt5 就可以用 Python 語言編寫 Qt 程序。
確實可以，網上有很多相關的教程，我也學習和編寫了幾個這樣的 GUI。
例如，可以用一個簡單的例程，檢測 PyQt5 的安裝是否成功。

# GUIdemo1.py# Demo1 of GUI by PqYt5# Copyright 2021 Youcans, XUPT# Crated：2021-10-06from PyQt5 import QtWidgetsimport sysif __name__ == "__main__":    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)  # 初始化界面    MainWindow = QtWidgets.QWidget()  # 生成一個主窗口    MainWindow.show()  # 顯示主窗口    sys.exit(app.exec_())  # 在主線程中退出

運行程序 GUIdemo1，將彈出如下的圖形界面：

2.4 pip 安裝 QtTools

雖然安裝 PyQt5 就可以編程實現 GUI，但是學習、編程、調試、修改都是相當復雜和繁瑣的。而 Qt Designer 基本是通過人機交互的排版方式進行界面設計，非常方便、直觀。所以我在使用 Qt Designer 圖形界面設計工具之后，就再也不愿意編寫 Python 程序來實現 GUI 了。

Qt Tools 包含了兩個重要的工具：

• 圖形界面設計工具 Qt Designer，用于設計圖形界面，生成 .ui文件，以 xml 格式存儲界面和控件的屬性；
• UI 文件轉換工具 PyUic，用于將 .ui 文件解析為 .py 文件的工具。

Qt Tools 工具可以直接使用 pip 方式安裝：

pip install pyqt5-tools  -i https://mirrors.aliuyun.com/pypi/simple

3. QtDesigner 和 PyUIC 的環境配置

使用 PyCharm 集成開發工具的小白，在安裝 QtTools 庫以后，還要對 QtDesigner 和 PyUIC 進行環境配置，將其集成到 PyCharm 中。

3.1 在 PyCharm 添加 Create Tools

• 運行 PyCharm；
• 從頂部菜單欄選擇：File -> Settings，彈出 Seetings 窗口；
• 從左側菜單欄中選擇：Tools -> ExternalTools，在右側點擊 “+” 彈出 CreateTool 窗口；

3.2 添加 QtDesigner 工具

在 CreateTool 窗口依次填寫：

• Name：填寫 “QtDesigner”
• Program：填寫 designer.exe 的路徑，例如：

C:/Python/Anaconda3/Lib/site-packages/qt5_applications/Qt/bin/designer.exe

注意：此處填寫剛才 pip 安裝的 pyqt5-tools 工具包的路徑。如果小白的 Python 或 Anaconda3 安裝在其他路徑下，則從對應的目錄找到 “qt5_applications/Qt/bin/designer.exe”，或者在資源管理器中搜索 “designer.exe” 文件找到安裝路徑。

• Arguments：不用填寫
• Working directory：填寫生成 UI 文件的保存路徑
  例如，要將 .ui 文件保存在當前 Project 的路徑下，則填寫 “$ProjectFileDir$”；要將 .ui 文件保存在當前 Project 路徑下的 /program 子目錄中，則填寫 “$ProjectFileDir$/program”。

填好 CreateTool 窗口后，點擊 “OK” 即可完成 QtDesigner 工具的添加。

3.3 添加 PyUIC 工具

在 CreateTool 窗口依次填寫：

• Name：填寫 “PyUIC”
• Program：填寫 python.exe 的路徑，例如：

C:/Python/Anaconda3/python.exe

注意：此處填寫 IDE 使用的 Python Interpreter的路徑。如果小白的 Python 或 Anaconda3 安裝在其他路徑下，或者選擇其它路徑中的 python.exe 作為 Python Interpreter，可以從 Pycharm -> Settings -> Project -> Python Interpreter 打開配置窗口，從右側上方 “Python Interpreter:” 選項框找到 python.exe 的路徑。

• Arguments：填寫"-m PyQt5.uic.pyuic $FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$.py”
• Working directory：填寫將 .ui 文件轉換為 .py 文件的保存路徑
  例如，要將 .py 文件保存在當前 Project 的路徑下，則填寫 “$ProjectFileDir$”；要將 .py 文件保存在當前 Project 路徑下的 /program 子目錄中，則填寫 “$ProjectFileDir$/program”。

填好 CreateTool 窗口后，點擊 “OK” 即可完成 QtDesigner 工具的添加。

安裝和環境配置完成。

4. QtDesigner 和 PyUIC 的快速入門

使用 QtDesigner 開發 PyQt5 圖形界面的基本步驟是：
（1）使用圖形界面設計工具 QtDesigner 進行圖形界面設計，生成 .ui 文件；
（2）使用 UI 轉換工具 PyUIC 將 .ui 文件轉換為 .py 文件；
（3）編寫一個 Python 應用程序調用 .py 界面文件，就可以實現 Python 平臺的 GUI 編程。

雖然這些步驟看起來有些羅嗦，其實是非常簡單方便的。下面我們用一個簡單的例程詳細講解每一個步驟的操作。

4.1 QtDesigner 的啟動和入門

（1）- 運行 PyCharm，打開建立的 Python Project，例如 Project 為 PyqtDemo。
（2）- 從頂部菜單欄選擇：Tools -> ExternalTools -> QtDesigner，彈出如下的 QtDesigner 運行窗口。

（3）- 新建窗體
首次運行 QtDesigner 時可能會自動彈出 “新建窗體” 對話框，也可以通過菜單欄選擇：“文件 -> 新建” 或快捷鍵 “Ctrl+N” 喚起 “新建窗體” 對話框。
在 “新建窗體” 窗口的左側菜單選擇 “MainWindow” 新建一個圖形窗口。

（4）- 設計圖形界面

QtDesigner 的使用界面與 AutoCAD 等設計軟件類似，很好上手。

主界面分左中右三部分，左側是各種備選的控件對象，右側上方的 “對象查看器” 顯示控件的樹狀結構，右側下方的 “屬性編輯器” 顯示控件的各種屬性，中間部分用于顯示所設計的界面。

新建的窗口 “MainWindow” 雖然是一個空白的圖形窗口，但已經生成了 centralwidget、menubar、statusbar 三個基本控件，可以在右側上方 “對象查看器” 查看這些控件及結構。

下面我們為新建的圖形窗口添加幾個圖形控件：

新建一個按鈕控件：

• 從左側控件欄的 Button 中選擇 PushButton 按鈕，鼠標左鍵點中 PushButton 按鈕不放，移動鼠標將 PushButton 按鈕拖動到中間的新建圖形窗口內的任意位置，松開鼠標左鍵，就在圖形窗口位置生成了一個 PushButton 按鈕對象。
• 鼠標左鍵點擊圖形窗口中的這個 PushButton 按鈕對象，拖動按鈕可以調整控件的位置，對于其它控件也可以通過鼠標拖動來調整位置。
• 鼠標選中 PushButton 按鈕對象，控件周圍的邊界位置上就出現 8個藍色的點，表示控件被選中，這時可以在右側的 “屬性編輯器” 內對對象的屬性進行編輯和修改，例如：
  • 將 PushButton 對象的高度修改為 120，寬度修改為 40；
  • 將 PushButton 對象的 “QAbstractButton->text” 修改為 “測試按鈕”；

新建一個文本顯示框控件：

• 從左側控件欄的 InputWidget 中選擇 TextEdit 按鈕，鼠標左鍵選中 TextEdit 按鈕拖動到新建圖形窗口內的，松開鼠標左鍵就在圖形窗口生成了一個 TextEdit 對象。
• 鼠標選中 TextEdit 對象，在右側的 “屬性編輯器” 內可以對對象的屬性進行編輯和修改，例如：
  • 將 TextEdit 對象的高度修改為 300，寬度修改為 200；
  • 對于 TextEdit 對象的顯示內容可以用 html、markdown 等格式編輯，也可以鼠標雙擊 TextEdit 對象喚出 html 編輯對話框，輸入希望顯示的內容。

現在，我們就已經用 QtDesigner 完成了一個基本的圖形界面。

（5）- 將設計的圖形界面保存為 .ui文件
保存文件就不贅述了，菜單、工具按鈕和快捷鍵都可以，例如保存為 uiDemo1.ui。

注意文件的保存路徑，默認保存在添加 QtDesigner 工具時 “Working directory” 所設置的路徑，當然也可以另存到其它路徑。
本文 3.2 添加 QtDesigner 工具 中 “Working directory” 填寫 “$ProjectFileDir$/program”，默認將 .ui 文件保存在當前 Project 路徑下的 /program 子目錄中。
本文的項目默認設置將 .py 文件也保存在當前 Project 路徑下的 /program 子目錄中，在應用程序編程時就可以直接導入圖形界面文件。
如果 PyChrm 或 QtDesigner 設置的文件保存路徑不同，要注意導入圖形界面文件時設置和使用正確的路徑。

4.2 PyUIC 的使用

（1）- 運行 PyCharm，打開 Python Project，剛才用 QtDesigner 建立的 uiDemo1.ui 文件顯示在左側 Project -> PyqtDemo -> program 顯示框中。
如果該 .ui 文件沒有顯示，說明環境變量路徑設置不同，可以重新設置，也可以在保存 .ui 文件時另存到當前 Project 路徑下的 /program 子目錄中。
（2）- 鼠標選中 .ui 文件，點擊鼠標右鍵喚出下拉菜單，選擇：ExternalTools -> PyUIC，點擊鼠標左鍵運行，PyUIC 將選中的 .ui 文件轉換為 .py 文件，在該路徑生成 uiDemo1.py 文件。

4.3 編寫 Python 應用程序調用圖形界面

我們編寫一個主程序調用設計的圖形界面 uiDemo1.py，就可以完成一個圖形界面應用程序。

# GUIdemo2.py# Demo2 of GUI by PqYt5# Copyright 2021 Youcans, XUPT# Crated：2021-10-06from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindowimport sysimport uiDemo1if __name__ == "__main__":    app = QApplication(sys.argv)  # 創建應用程序對象    MainWindow = QMainWindow()  # 創建主窗口    ui = uiDemo1.Ui_MainWindow()    ui.setupUi(MainWindow)    MainWindow.show()  # 顯示主窗口    sys.exit(app.exec_())  # 在主線程中退出

在主程序 GUIdemo2.py 中，我們通過 “import uiDemo1” 導入了 圖形界面 uiDemo1.py。

運行程序 GUIdemo2，將彈出如下的圖形界面：

如果你能得到這個圖形界面，就說明 Pyqt5 和 QtTools 已經安裝成功、配置正確了。

不過，GUIdemo2 中的按鈕和點擊之后并沒有任何反應，這是因為我們還沒有設置這些控件所觸發的動作和應用。

在以后的程序中，我們將不斷增加和豐富這個圖形界面應用程序。

【本節完】

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