Python中的GUI库pyqt详解

1. pyqt概述

PyQt是跨平台的Qt图形用户界面（GUI）应用程序框架，Python语言的绑定版。PyQt的主要开发者是Riverside Computing。PyQt包含超过620个类，涵盖了从基本的窗口到高级的网络和数据库功能。PyQt拥有丰富的文档，包括近500页的用户指南，外加超过500个可下载的例子程序。

import sys
import PyQt5.QtWidgets as qt

class Window(qt.QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()

        self.setGeometry(50, 50, 500, 300)
        self.setWindowTitle("PyQt Example")

        # 添加面板
        self.panel = qt.QLabel("Welcome to PyQt", self)
        self.panel.move(150, 100)
        self.panel.resize(200, 50)

if __name__ == '__main__':
    app = qt.QApplication(sys.argv)
    window = Window()
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())

上面的代码创建了一个PyQt的窗口，设置了标题，添加了一个面板，并启动了应用程序的事件循环。这个例子中展示了PyQt基本的GUI框架和应用程序架构。

2. pyqt的设计哲学

PyQt是Model-View-Controller（MVC）模型，即数据处理应该和UI相分离，MVC设计模式是PyQt的核心理念。该框架允许开发者单独处理UI（View）和数据源（Model），而这两者通过Controller进行交互。这种分离和区分代码类型和功能的方法使得代码易于管理和维护，可以更加专注于UI和数据的开发，而不必受到过多的干扰。以下是一个典型的MVC框架的代码结构和示范：

import sys
import PyQt5.QtCore as core
import PyQt5.QtGui as gui
import PyQt5.QtWidgets as qt

class Model(core.QObject):
    def __init__(self):
        super().__init__()

        self._value = 0

    def increment(self):
        self._value += 1

    def value(self):
        return self._value

class View(qt.QWidget):
    def __init__(self):
        super().__init__()

        self.setGeometry(100, 100, 400, 200)

        self.pushButton = qt.QPushButton("Increment", self)
        self.pushButton.move(150, 100)

class Controller(core.QObject):
    def __init__(self, model, view):
        super().__init__()

        self.model = model
        self.view = view

        self.view.pushButton.clicked.connect(self.incrementModel)

    def incrementModel(self):
        self.model.increment()
        self.view.setWindowTitle(str(self.model.value()))

if __name__ == '__main__':
    app = qt.QApplication(sys.argv)

    model = Model()
    view = View()
    controller = Controller(model, view)

    view.show()
    sys.exit(app.exec_())

上面的代码将计算器（Counter）模型和用户界面View分离，通过连接控制器 (Controller)来实现二者之间的通信。这种分离使得代码便于扩展和维护，便于向更复杂的应用程序过渡。

3. pyqt的消息传递机制

PyQt的消息传递机制非常强大和灵活，使用信号和槽机制来实现模型和用户界面之间的通讯，可以在程序框架中定义一个信号，并且在控件上定义槽，并将它们连接起来来实现与事件的关联。这样当事件被触发时，底层的控制器自动通知接收器，消息传递以及处理的过程自动完成。 底层的实现方式利用QT框架的信号，QObject.connect()函数来连接控件和模型，以下是一个示范例子：

import sys
import PyQt5.QtCore as core
import PyQt5.QtGui as gui
import PyQt5.QtWidgets as qt

class Model(core.QObject):
    valueChanged = core.pyqtSignal()

    def __init__(self):
        super().__init__()

        self._value = 0

    def increment(self):
        self._value += 1
        self.valueChanged.emit()

    def value(self):
        return self._value

class View(qt.QWidget):
    def __init__(self):
        super().__init__()

        self.setGeometry(100, 100, 400, 200)

        self.pushButton = qt.QPushButton("Increment", self)
        self.pushButton.move(150, 100)

        self.label = qt.QLabel("0", self)
        self.label.move(150, 50)

    def setValue(self, value):
        self.label.setText(str(value))

class Controller(core.QObject):
    def __init__(self, model, view):
        super().__init__()

        self.model = model
        self.view = view

        self.view.pushButton.clicked.connect(self.incrementModel)
        self.model.valueChanged.connect(self.setViewValue)

    def incrementModel(self):
        self.model.increment()

    def setViewValue(self):
        value = self.model.value()
        self.view.setValue(value)

if __name__ == '__main__':
    app = qt.QApplication(sys.argv)

    model = Model()
    view = View()
    controller = Controller(model, view)

    view.show()
    sys.exit(app.exec_())

上面的代码通过信号和槽机制实现了模型和视图之间的联系和互动，这种方式可以通过订阅和发布机制扩展应用程序，以便用于更多的场景。

4.总结

PyQt是一个非常强大的GUI框架，它提供了一种非常好的方式来开发界面化的应用程序。使用PyQt可以创建友好、交互式的用户界面，开发人员可以轻松地通过PyQt构建要求图形用户界面的应用程序。PyQt的信号、槽机制和MVC设计模式是框架的主要特点，使得它比其他框架更加灵活和易于扩展。PyQt包含超过620个库，将所有常用的GUI控件封装在其中，开发人员可以使用QSS（Qt样式表）非常容易地定制和美化GUI控件。