PyQt6，用 Python 开发高级 GUI
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云朵君约 13 分钟
云朵君约 13 分钟Python 凭借其简洁易用和庞大的生态系统，已成为各领域开发人员的首选语言。在创建桌面应用程序方面，Qt6 无疑是一款强大的工具包。Qt6 是 Qt 框架的最新版本，相比前代产品，它提供了增强的特性和功能，使其成为构建跨平台 GUI 应用程序的首选。
Qt6 的设计理念是更加模块化、高效和适应性。它在图形处理、性能和易用性方面进行了改进，确保开发人员拥有一个强大的应用程序框架。借助 PyQt6 或 PySide6 绑定，Python 与 Qt6 的集成将 Python 的易脚本编写能力与 Qt 丰富的 GUI 功能完美结合。
今天就跟云朵君一起学习 PyQt6 吧～
设置开发环境
要开始使用 Python 开发 Qt6 应用程序，你需要设置开发环境。这包括安装 Python 和 Qt6 绑定。PyQt6 和 PySide6 是 Python 的两个主要绑定。
安装 Python：从官方网站下载并安装最新版本的 Python。确保将 Python 添加到系统的 PATH 中。 安装PyQt6或PySide6：
PyQt6：你可以使用 pip 安装 PyQt6：
pip install PyQt6
PySide6：同样，对于 PySide6：
pip install PySide6
Qt Designer：为了直观地设计你的应用程序，你可能需要安装 Qt Designer，它包含在 Qt 工具包中。你也可以通过 pip 安装它：
pip install PyQt6-tools # 对于 PyQt6
pip install pyside6-tools # 对于 PySide6
基本小部件
QPushButton
QPushButton是一个可点击的按钮，用于执行操作或回答问题。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QPushButton, QWidget, QVBoxLayout
defon_click():
print ( '按钮被点击！' )
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
button = QPushButton( '点击我' )
button.clicked.connect(on_click) # 将信号连接到插槽
layout.addWidget(button)
window.setLayout(layout)
window.show()
app. exec ()
QLabel
QLabel显示文本或图像。它通常用于指示表单字段、提供提示或显示图像。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QLabel, QWidget, QVBoxLayout
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
label = QLabel( 'Hello, PyQt6!' )
layout.addWidget(label)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec ( )
布局管理
QVBoxLayout 和 QHBoxLayout
QVBoxLayout 和 QHBoxLayout用于垂直和水平排列小部件。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QPushButton, QVBoxLayout, QHBoxLayout, QWidget
app = QApplication([])
window = QWidget()
v_layout = QVBoxLayout()
h_layout = QHBoxLayout()
btn1 = QPushButton('按钮 1')
btn2 = QPushButton('按钮 2')
v_layout.addWidget(btn1)
h_layout.addWidget(btn2)
window.setLayout(v_layout)
window.setLayout(h_layout)
window.show()
app.exec()
对话框
QMessageBox
QMessageBox用于显示消息。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QMessageBox
app = QApplication([])
msg_box = QMessageBox()
msg_box.setText( "这是一个消息框。" )
msg_box.exec ( )
高级小部件
QTableView
QTableView提供使用模型来管理数据的表格视图。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QTableView, QWidget, QVBoxLayout
from PyQt6.QtCore import QAbstractTableModel, Qt
classMyTableModel（QAbstractTableModel）：
defrowCount（self，parent）：
return 5 # 示例行数
defcolumnCount（self，parent）：
return 3 # 示例列数
defdata（self，index，role）：
ifrole == Qt.ItemDataRole.DisplayRole:
returnf"Cell ({index.row()},{index.column()})"
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
table_view = QTableView()
model = MyTableModel()
table_view.setModel(model)
layout.addWidget(table_view)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec()
图形视图框架
QGraphicsView 和 QGraphicsScene
QGraphicsView是一个提供QGraphicsScene可视化表示的小部件。它用于复杂的图形和自定义项目。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QGraphicsScene, QGraphicsView
app = QApplication([])
scene = QGraphicsScene()
scene.addText("Hello, PyQt6 Graphics View!")
view = QGraphicsView(scene)
view.show()
app.exec()
自定义小部件
创建自定义小部件涉及从现有小部件或直接从现有小部件进行QWidget子类化，然后覆盖方法来定制行为和外观。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPainter, QBrush, QPen
from PyQt6.QtCore import Qt
classCustomWidget(QWidget):
defpaintEvent(self, event):
painter = QPainter(self)
painter.setPen(QPen(Qt.blue, 8, Qt.SolidLine))
painter.setBrush(QBrush(Qt.green, Qt.SolidPattern))
painter.drawRect(10, 10, 200, 200)
app = QApplication([])
custom_widget = CustomWidget()
custom_widget.show()
app.exec()
输入小部件
QLineEdit
QLineEdit小部件允许用户输入和编辑单行纯文本。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QLineEdit, QWidget, QVBoxLayout
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
line_edit = QLineEdit()
line_edit.setPlaceholderText( "输入一些文本..." )
layout.addWidget(line_edit)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec ()
QTextEdit
QTextEdit提供了一个用于编辑和显示纯文本和富文本的小部件。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QTextEdit, QWidget, QVBoxLayout
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
text_edit = QTextEdit()
text_edit.setPlainText( "这是一个 QTextEdit 小部件。您可以编辑我！" )
layout.addWidget(text_edit)
window.setLayout(layout)
window.show()
app. exec ()
选择小部件
QComboBox
QComboBox是一个小部件，允许用户从选项列表中选择或输入自己的选项。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QComboBox, QWidget, QVBoxLayout
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
combo_box = QComboBox()
combo_box.addItems(["选项 1", "选项 2" , "选项 3"])
layout.addWidget(combo_box)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec()
QSpinBox 和 QDoubleSpinBox
QSpinBox和QDoubleSpinBox是分别允许用户从整数或浮点值范围中进行选择的小部件。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QSpinBox, QDoubleSpinBox, QWidget, QVBoxLayout
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
spin_box = QSpinBox()
spin_box.setRange(0, 100)
layout.addWidget(spin_box)
double_spin_box = QDoubleSpinBox()
double_spin_box.setRange(0.0, 100.0)
layout.addWidget(double_spin_box)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec()
控制部件
QSlider
QSlider是一个控制小部件，允许用户通过滑动手柄从线性范围中选择一个值。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QSlider, QWidget, QVBoxLayout
from PyQt6.QtCore import Qt
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
slider = QSlider(Qt.Orientation.Horizontal)
slider.setRange(0 , 100 )
layout.addWidget(slider)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec()
QDial
QDial 与 QSlider 类似，但提供圆形拨号界面。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QDial, QWidget, QVBoxLayout
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
dial = QDial()
dial.setRange(0 , 100)
layout.addWidget(dial)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec()
显示小部件
QProgressBar
QProgressBar提供水平或垂直进度条。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QProgressBar, QWidget, QVBoxLayout
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
progress_bar = QProgressBar()
progress_bar.setRange( 0 , 100 )
progress_bar.setValue( 75 )
layout.addWidget(progress_bar)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec ( )
QLCD编号
QLCDNumber以类似 LCD 的风格显示数字。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QLCDNumber, QWidget, QVBoxLayout
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
lcd_number = QLCDNumber()
lcd_number.display(123)
layout.addWidget(lcd_number)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec()
创建第一个 Qt6 应用程序
下面就和云朵君一起开始创建一个简单的 Qt6 应用程序，它会打开一个带有问候消息的窗口。此示例使用 PyQt6，但你可以通过更改 import 语句轻松地将其适配到 PySide6。
import sys
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QLabel, QWidget
app = QApplication(sys.argv)
window = QWidget()
window.setWindowTitle('Hello Qt6')
label = QLabel('Welcome to Qt6 with Python', window)
window.setGeometry(100, 100, 280, 80)
label.move(50, 20)
window.show()
sys.exit(app.exec())
探索 Qt6 GUI 元素
小部件
小部件是 Qt6 应用程序的基石。从简单的标签到复杂的滑块，Qt6 提供了丰富的小部件。以下是创建 QPushButton 的方法：
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QPushButton
app = QApplication([])
button = QPushButton('Click Me')
button.clicked.connect(lambda: print('Button clicked!'))
button.show()
app.exec()
布局
布局有助于组织窗口内的小部件。Qt6 提供了多种布局，例如 QHBoxLayout、QVBoxLayout 和 GridLayout。以下是使用 QVBoxLayout 的示例：
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QVBoxLayout, QWidget, QPushButton
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
layout.addWidget(QPushButton('按钮 1'))
layout.addWidget(QPushButton('按钮 2'))
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec ( )
对话框和窗口
对话框是用于用户交互的特殊窗口。在 Qt6 中创建对话框非常简单：
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QDialog, QDialogButtonBox, QVBoxLayout
app = QApplication([])
dialog = QDialog()
buttonBox = QDialogButtonBox(QDialogButtonBox.StandardButton.Ok | QDialogButtonBox.StandardButton.Cancel)
buttonBox.accepted.connect(dialog.accept)
buttonBox.rejected.connect(dialog.reject)
layout = QVBoxLayout()
layout.addWidget(buttonBox)
dialog.setLayout(layout)
dialog.exec()
高级 Qt6 功能
图形和自定义小部件
Qt6 增强了对图形的支持，允许创建自定义小部件和复杂的图形元素。以下是绘制简单矩形的代码片段：
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QWidget
from PyQt6.QtGui import QPainter, QColor
from PyQt6.QtCore import Qt
classMyWidget(QWidget):
defpaintEvent(self, event):
painter = QPainter(self)
painter.setBrush(QColor(255, 0, 0, 180))
painter.drawRect(10, 10, 100, 100)
app = QApplication([])
myWidget = MyWidget()
myWidget.show()
app.exec()
数据库集成
Qt6 提供了强大的数据库集成支持，可以轻松连接到主流数据库。以下是连接到 SQLite 数据库的方法：
from PyQt6.QtSql import QSqlDatabase, QSqlQuery
db = QSqlDatabase.addDatabase("QSQLITE")
db.setDatabaseName(":memory:")
if db.open():
query = QSqlQuery()
query.exec("CREATE TABLE people (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT)")
Qt6 中的多线程
Qt6 支持多线程，这对于在执行长时间操作时保持 UI 的响应至关重要。以下是使用 QThread 的示例：
from PyQt6.QtCore import QThread, pyqtSignal
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QLabel
classWorker(QThread):
updated = pyqtSignal(str)
defrun(self):
# Long running task
self.updated.emit("Task Finished")
app = QApplication([])
label = QLabel("Starting...")
label.show()
worker = Worker()
worker.updated.connect(lambda text: label.setText(text))
worker.start()
app.exec()
高级 PyQt6 概念
PyQt6 的高级概念可用于创建更复杂、交互性更强的 GUI 应用程序。以下是一些高级主题的讲解和代码示例，包括模型-视图-控制器 (MVC) 架构、自定义控件、图形视图框架以及 PyQt6 中的线程处理。
1. 模型-视图-控制器（MVC）架构
MVC 架构将数据模型、用户界面和控制逻辑分离到不同的组件中。这种分离使得应用程序更易于维护和扩展。
示例：为列表编辑器应用程序实现简单的 MVC。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QListWidget, QVBoxLayout, QWidget, QPushButton
classModel:
def__init__(self, data):
self.data = data
classView(QMainWindow):
def__init__(self, model):
super().__init__()
self.model = model
self.initUI()
definitUI(self):
self.setWindowTitle('MVC Example')
self.listWidget = QListWidget()
for entry in self.model.data:
self.listWidget.addItem(entry)
self.addButton = QPushButton("Add Item")
self.layout = QVBoxLayout()
self.layout.addWidget(self.listWidget)
self.layout.addWidget(self.addButton)
self.container = QWidget()
self.container.setLayout(self.layout)
self.setCentralWidget(self.container)
classController:
def__init__(self, model, view):
self.model = model
self.view = view
self.connectSignals()
defconnectSignals(self):
self.view.addButton.clicked.connect(self.addItem)
defaddItem(self):
itemText = f"Item {len(self.model.data) + 1}"
self.model.data.append(itemText)
self.view.listWidget.addItem(itemText)
if __name__ == '__main__':
app = QApplication([])
model = Model(['Item 1', 'Item 2', 'Item 3'])
view = View(model)
controller = Controller(model, view)
view.show()
app.exec()
2. 自定义小部件
创建自定义小部件涉及对现有的 PyQt6 小部件或基QWidget类进行子类化，然后重写方法来自定义小部件的外观和行为。
示例：创建自定义按钮小部件。
from PyQt6.QtWidgets import QPushButton, QApplication, QWidget, QVBoxLayout
from PyQt6.QtGui import QPainter, QColor
from PyQt6.QtCore import Qt
classColorButton(QPushButton):
def__init__(self, color, parent=None):
super().__init__(parent)
self.color = color
defpaintEvent(self, event):
painter = QPainter(self)
painter.setBrush(QColor(self.color))
painter.drawRect(self.rect())
if __name__ == '__main__':
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
redButton = ColorButton('red')
greenButton = ColorButton('green')
layout.addWidget(redButton)
layout.addWidget(greenButton)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec()
3. 图形视图框架
图形视图框架提供了基于场景的画布，用于管理和与大量自定义 2D 图形项目进行交互。
示例：在场景中显示自定义项目。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QGraphicsView, QGraphicsScene, QGraphicsEllipseItem
from PyQt6.QtCore import Qt
classGraphicsExample(QGraphicsView):
def__init__(self):
super().__init__()
self.scene = QGraphicsScene()
self.setScene(self.scene)
self.initUI()
definitUI(self):
ellipse = QGraphicsEllipseItem(0, 0, 100, 50)
self.scene.addItem(ellipse)
if __name__ == '__main__':
app = QApplication([])
view = GraphicsExample()
view.show()
app.exec()
4. PyQt6 中的线程
对于长时间运行的操作，将工作负载移至单独的线程可防止 GUI 卡死。PyQt6 不仅集成了 Python 的线程模块，还提供了自己的QThread线程管理类。
示例：QThread用于后台任务。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QPushButton, QVBoxLayout, QWidget
from PyQt6.QtCore import QThread, pyqtSignal
import time
classWorker(QThread):
finished = pyqtSignal()
defrun(self):
time.sleep(5) # Simulate a long-running task
self.finished.emit()
classMainWindow(QWidget):
def__init__(self):
super().__init__()
self.button = QPushButton("Start Task")
self.button.clicked.connect(self.startTask)
layout = QVBoxLayout()
layout.addWidget(self.button)
self.setLayout(layout)
defstartTask(self):
self.thread = Worker()
self.thread.finished.connect(self.taskFinished)
self.thread.start()
deftaskFinished(self):
self.button.setText("Task Finished")
if __name__ == '__main__':
app = QApplication([])
window = MainWindow()
window.show()
app.exec()
这些示例展示了 PyQt6 在开发复杂应用程序方面的多功能性和强大功能。通过利用这些先进的概念，开发人员可以创建兼具功能性和视觉吸引力的应用程序。
简单计算器示例
创建一个简单的计算器是熟悉 PyQt6 的好方法，它可以演示如何与小部件交互、处理事件以及执行基本操作。以下是创建可执行加、减、乘、除运算的基本计算器的分步指南。
步骤1：导入PyQt6模块
首先，你需要从 PyQt6 导入必要的模块。
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton, QVBoxLayout, QLineEdit
import sys
步骤 2：创建计算器的 GUI
为计算器的 GUI 定义一个类。该类将创建计算器窗口、布局、显示区域（用于显示计算结果或输入）以及用于数字和运算的按钮。
classSimpleCalculator(QWidget):
def__init__(self):
super ().__init__()
self.setWindowTitle("Simple Calculator")
self.create_ui()
defcreate_ui(self):
# 创建垂直布局
self.layout = QVBoxLayout()
# 创建显示行编辑
self.display = QLineEdit()
# 使显示只读
self.display.setReadOnly( True )
self.layout.addWidget(self.display)
self.create_buttons()
self.setLayout(self.layout)
defcreate_buttons(self):
# 计算器的按钮
buttons = [
'7' , '8' , '9' , '/' ,
'4' , '5' , '6' , '*'
, ' 1' , '2' , ' 3' , '-' ,
'0' , '.' , '=' , '+'
]
# 创建按钮并将其添加到布局
for button in buttons:
btn = QPushButton(button)
btn.clicked.connect(self.on_click)
self.layout.addWidget(btn)
defon_click(self):
# 获取被点击的按钮
button = self.sender()
# 获取按钮的文本
text = button.text()
if text == "=" :
# 如果按下了等于按钮，则评估表达式
try :
result = str(eval (self.display.text()))
self.display.setText(result)
except Exception as e:
self.display.setText("Error")
else :
# 如果按下了任何其他按钮，则将其文本添加到显示
self.display.setText(self.display.text() + text)
步骤3：初始化并显示计算器
定义SimpleCalculator类之后，你需要在启动应用程序的主循环之前创建一个QApplication实例和计算器。
if __name__ == "__main__":
app = QApplication(sys.argv)
calculator = SimpleCalculator()
calculator.show()
sys.exit(app.exec())
这个简单的计算器允许用户使用按钮输入基本的算术运算，并在点击“=”按钮时显示结果。eval函数用于计算显示中的字符串表达式，这是一种简单但可能不安全的执行动态表达式的方法。对于实际应用，请考虑实现更安全的计算机制，以避免eval相关的风险。
此示例涵盖了基本操作，并为构建更复杂的功能（例如处理更复杂的数学运算、改进错误处理和增强用户界面）提供了基础。
设计原则和最佳实践
使用 Qt6 和 Python 进行开发时，请考虑以下最佳实践：
模块化设计：将代码组织成模块和类。 信号和槽机制：利用Qt的信号和槽机制进行对象之间的通信。 资源管理：注意资源管理，尤其是图形和数据库连接。 用户体验：关注用户体验，确保你的应用程序直观且响应迅速。
真实世界的应用示例
VLC 媒体播放器、Calibre 和 Anki 是 Qt6 多功能性的典型代表。分析这些应用程序会发现一些共同的挑战，例如处理多媒体内容、管理庞大的库以及实现间隔重复算法。
写在最后
Python 和 Qt6 为开发跨平台桌面应用程序提供了强大的组合。利用 Python 的简洁性和 Qt6 全面的 GUI 元素，开发人员可以相对轻松地创建复杂的应用程序。
Qt6 丰富的 GUI 元素，加上 Python 的简洁易读性，确保开发者能够高效地设计出不仅视觉上赏心悦目，而且功能强大、响应迅速的界面。丰富的小部件、强大的事件处理以及信号和槽机制，助力创建出在当今软件领域脱颖而出的交互式、用户友好的应用程序。