Python 小白的 PyQt5 项目实战（1）安装与环境配置

1. PyQt5 图形界面开发工具

1.1 从 CLI 到 GUI

CLI：命令行用户接口，Command Line User Interface。

• 早期的 DOS 命令行操作是典型的 CLI 界面，小白开始学习计算机语言编写的程序通常也是 CLI 界面；
• 需要记忆操作命令，操作不直观。

GUI：图形用户界面，Graphical User Interface。

• Windows 操作系统，以及 iOS/Android 系统及应用软件都是 GUI 界面；
• 使用人机交互的图形化操作界面，方便直观。

1.2 Python 平台的 GUI 开发工具

Python 提供了多个 GUI 开发工具，常用的有：

• Pyqt：是一套通用的 GUI 框架，是 Python 与 Qt 库的融合，可以在 Windows / Macintosh / Unix 操作系统上运行。配套界面设计工具 QtDesigner，使用便捷，功能丰富。

• Tkinter：标准 Tk GUI 接口，内置在 python 的安装包中。可以应用于 Windows / Macintosh / Unix 系统，适合开发简单的图形界面。

• wxPython：优秀的 GUI 图形库，可以创建完整的、功能健全的 GUI 用户界面。

• Jython：几乎拥有 Python 中不依赖于 C 语言的全部模块，可以与与 Java 无缝集成。

1.3 PyQt5 开发工具

Qt 库是跨平台的 C++ 库的集合，是最强大的 GUI 库之一，可以实现高级 API 来访问桌面和移动系统的各种服务。

PyQt5 是一套 Python 绑定 Digia QT5 应用的框架。PyQt5 实现了一个 Python模块集，有 620 个类，6000 个函数和方法。

PyQt5 的优点：

• 简单好用
• 功能强大
• 跨平台支持
• 文档齐全
• 稳定性高
• 生态支持
• 开源免费

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2. 安装 PyQt5 和 QtTools

2.1 安装 Anaconda3（略）

2.2 安装 PyCharm，配置运行环境（略）

2.3 pip 安装 PyQt5

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

安装了 PyQt5 就可以用 Python 语言编写 Qt 程序。
确实可以，网上有很多相关的教程，我也学习和编写了几个这样的 GUI。
例如，可以用一个简单的例程，检测 PyQt5 的安装是否成功。

# GUIdemo1.py
# Demo1 of GUI by PqYt5
# Copyright 2021 Youcans, XUPT
# Crated：2021-10-06

from PyQt5 import QtWidgets
import sys

if __name__ == '__main__':
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)  # 初始化界面
    MainWindow = QtWidgets.QWidget()  # 生成一个主窗口
    MainWindow.show()  # 显示主窗口
    sys.exit(app.exec_())  # 在主线程中退出

运行程序 GUIdemo1，将弹出如下的图形界面：

2.4 pip 安装 QtTools

虽然安装 PyQt5 就可以编程实现 GUI，但是学习、编程、调试、修改都是相当复杂和繁琐的。而 Qt Designer 基本是通过人机交互的排版方式进行界面设计，非常方便、直观。所以我在使用 Qt Designer 图形界面设计工具之后，就再也不愿意编写 Python 程序来实现 GUI 了。

Qt Tools 包含了两个重要的工具：

• 图形界面设计工具 Qt Designer，用于设计图形界面，生成 .ui文件，以 xml 格式存储界面和控件的属性；
• UI 文件转换工具 PyUic，用于将 .ui 文件解析为 .py 文件的工具。

Qt Tools 工具可以直接使用 pip 方式安装：

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

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3. QtDesigner 和 PyUIC 的环境配置

使用 PyCharm 集成开发工具的小白，在安装 QtTools 库以后，还要对 QtDesigner 和 PyUIC 进行环境配置，将其集成到 PyCharm 中。

3.1 在 PyCharm 添加 Create Tools

• 运行 PyCharm；
• 从顶部菜单栏选择：File -> Settings，弹出 Seetings 窗口；
• 从左侧菜单栏中选择：Tools -> ExternalTools，在右侧点击 “+” 弹出 CreateTool 窗口；

3.2 添加 QtDesigner 工具

在 CreateTool 窗口依次填写：

• Name：填写 “QtDesigner”
• Program：填写 designer.exe 的路径，例如：

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

注意：此处填写刚才 pip 安装的 pyqt5-tools 工具包的路径。如果小白的 Python 或 Anaconda3 安装在其他路径下，则从对应的目录找到 “qt5_applications\Qt\bin\designer.exe”，或者在资源管理器中搜索 “designer.exe” 文件找到安装路径。

• Arguments：不用填写
• Working directory：填写生成 UI 文件的保存路径
  例如，要将 .ui 文件保存在当前 Project 的路径下，则填写 “$ProjectFileDir$”；要将 .ui 文件保存在当前 Project 路径下的 \program 子目录中，则填写 “$ProjectFileDir$\program”。

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

3.3 添加 PyUIC 工具

在 CreateTool 窗口依次填写：

• Name：填写 “PyUIC”
• Program：填写 python.exe 的路径，例如：

C:\Python\Anaconda3\python.exe

注意：此处填写 IDE 使用的 Python Interpreter的路径。如果小白的 Python 或 Anaconda3 安装在其他路径下，或者选择其它路径中的 python.exe 作为 Python Interpreter，可以从 Pycharm -> Settings -> Project -> Python Interpreter 打开配置窗口，从右侧上方 “Python Interpreter:” 选项框找到 python.exe 的路径。

• Arguments：填写"-m PyQt5.uic.pyuic $FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$.py”
• Working directory：填写将 .ui 文件转换为 .py 文件的保存路径
  例如，要将 .py 文件保存在当前 Project 的路径下，则填写 “$ProjectFileDir$”；要将 .py 文件保存在当前 Project 路径下的 \program 子目录中，则填写 “$ProjectFileDir$\program”。

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

安装和环境配置完成。

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4. QtDesigner 和 PyUIC 的快速入门

使用 QtDesigner 开发 PyQt5 图形界面的基本步骤是：
（1）使用图形界面设计工具 QtDesigner 进行图形界面设计，生成 .ui 文件；
（2）使用 UI 转换工具 PyUIC 将 .ui 文件转换为 .py 文件；
（3）编写一个 Python 应用程序调用 .py 界面文件，就可以实现 Python 平台的 GUI 编程。

虽然这些步骤看起来有些罗嗦，其实是非常简单方便的。下面我们用一个简单的例程详细讲解每一个步骤的操作。

4.1 QtDesigner 的启动和入门

（1）- 运行 PyCharm，打开建立的 Python Project，例如 Project 为 PyqtDemo。
（2）- 从顶部菜单栏选择：Tools -> ExternalTools -> QtDesigner，弹出如下的 QtDesigner 运行窗口。

（3）- 新建窗体
首次运行 QtDesigner 时可能会自动弹出 “新建窗体” 对话框，也可以通过菜单栏选择：“文件 -> 新建” 或快捷键 “Ctrl+N” 唤起 “新建窗体” 对话框。
在 “新建窗体” 窗口的左侧菜单选择 “MainWindow” 新建一个图形窗口。

（4）- 设计图形界面

QtDesigner 的使用界面与 AutoCAD 等设计软件类似，很好上手。

主界面分左中右三部分，左侧是各种备选的控件对象，右侧上方的 “对象查看器” 显示控件的树状结构，右侧下方的 “属性编辑器” 显示控件的各种属性，中间部分用于显示所设计的界面。

新建的窗口 “MainWindow” 虽然是一个空白的图形窗口，但已经生成了 centralwidget、menubar、statusbar 三个基本控件，可以在右侧上方 “对象查看器” 查看这些控件及结构。

下面我们为新建的图形窗口添加几个图形控件：

新建一个按钮控件：

• 从左侧控件栏的 Button 中选择 PushButton 按钮，鼠标左键点中 PushButton 按钮不放，移动鼠标将 PushButton 按钮拖动到中间的新建图形窗口内的任意位置，松开鼠标左键，就在图形窗口位置生成了一个 PushButton 按钮对象。
• 鼠标左键点击图形窗口中的这个 PushButton 按钮对象，拖动按钮可以调整控件的位置，对于其它控件也可以通过鼠标拖动来调整位置。
• 鼠标选中 PushButton 按钮对象，控件周围的边界位置上就出现 8个蓝色的点，表示控件被选中，这时可以在右侧的 “属性编辑器” 内对对象的属性进行编辑和修改，例如：
  • 将 PushButton 对象的高度修改为 120，宽度修改为 40；
  • 将 PushButton 对象的 “QAbstractButton->text” 修改为 “测试按钮”；

新建一个文本显示框控件：

• 从左侧控件栏的 InputWidget 中选择 TextEdit 按钮，鼠标左键选中 TextEdit 按钮拖动到新建图形窗口内的，松开鼠标左键就在图形窗口生成了一个 TextEdit 对象。
• 鼠标选中 TextEdit 对象，在右侧的 “属性编辑器” 内可以对对象的属性进行编辑和修改，例如：
  • 将 TextEdit 对象的高度修改为 300，宽度修改为 200；
  • 对于 TextEdit 对象的显示内容可以用 html、markdown 等格式编辑，也可以鼠标双击 TextEdit 对象唤出 html 编辑对话框，输入希望显示的内容。

现在，我们就已经用 QtDesigner 完成了一个基本的图形界面。

（5）- 将设计的图形界面保存为 .ui文件
保存文件就不赘述了，菜单、工具按钮和快捷键都可以，例如保存为 uiDemo1.ui。

注意文件的保存路径，默认保存在添加 QtDesigner 工具时 “Working directory” 所设置的路径，当然也可以另存到其它路径。
本文 3.2 添加 QtDesigner 工具 中 “Working directory” 填写 “$ProjectFileDir$\program”，默认将 .ui 文件保存在当前 Project 路径下的 \program 子目录中。
本文的项目默认设置将 .py 文件也保存在当前 Project 路径下的 \program 子目录中，在应用程序编程时就可以直接导入图形界面文件。
如果 PyChrm 或 QtDesigner 设置的文件保存路径不同，要注意导入图形界面文件时设置和使用正确的路径。

4.2 PyUIC 的使用

（1）- 运行 PyCharm，打开 Python Project，刚才用 QtDesigner 建立的 uiDemo1.ui 文件显示在左侧 Project -> PyqtDemo -> program 显示框中。
如果该 .ui 文件没有显示，说明环境变量路径设置不同，可以重新设置，也可以在保存 .ui 文件时另存到当前 Project 路径下的 \program 子目录中。
（2）- 鼠标选中 .ui 文件，点击鼠标右键唤出下拉菜单，选择：ExternalTools -> PyUIC，点击鼠标左键运行，PyUIC 将选中的 .ui 文件转换为 .py 文件，在该路径生成 uiDemo1.py 文件。

4.3 编写 Python 应用程序调用图形界面

我们编写一个主程序调用设计的图形界面 uiDemo1.py，就可以完成一个图形界面应用程序。

# GUIdemo2.py
# Demo2 of GUI by PqYt5
# Copyright 2021 Youcans, XUPT
# Crated：2021-10-06

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow
import sys
import uiDemo1

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)  # 创建应用程序对象
    MainWindow = QMainWindow()  # 创建主窗口
    ui = uiDemo1.Ui_MainWindow()
    ui.setupUi(MainWindow)
    MainWindow.show()  # 显示主窗口
    sys.exit(app.exec_())  # 在主线程中退出

在主程序 GUIdemo2.py 中，我们通过 “import uiDemo1” 导入了 图形界面 uiDemo1.py。

运行程序 GUIdemo2，将弹出如下的图形界面：

如果你能得到这个图形界面，就说明 Pyqt5 和 QtTools 已经安装成功、配置正确了。

不过，GUIdemo2 中的按钮和点击之后并没有任何反应，这是因为我们还没有设置这些控件所触发的动作和应用。

在以后的程序中，我们将不断增加和丰富这个图形界面应用程序。

【本节完】

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