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Python 小白从零开始 PyQt5 项目实战（6）窗口切换的堆叠布局

本系列面向 Python 小白，从零开始实战解说应用 QtDesigner 进行 PyQt5 的项目实战。
什么叫从零开始？从软件安装、环境配置开始。不跳过一个细节，不漏掉一行代码，不省略一个例图。
软件项目中经常需要多种不同的图形界面，以适应不同的任务场景。选项卡控件（QTackedWidget）通过标签选择打开对应的对话框页面，不需要另外编程。堆叠窗口控件（QStackedWidget）在主程序中通过编程来控制显示的图形界面，相对比较复杂，但也更加通用和灵活。
本文以堆叠窗口控件为例，详细介绍堆叠布局的界面设计和程序实现过程，通过案例带小白创建一个典型的堆叠布局多窗口切换程序。

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Python 小白从零开始 PyQt5 项目实战（1）安装与环境配置
Python 小白从零开始 PyQt5 项目实战（2）菜单和工具栏
Python 小白从零开始 PyQt5 项目实战（3）信号与槽的连接
Python 小白从零开始 PyQt5 项目实战（4）基本控件
Python 小白从零开始 PyQt5 项目实战（5）布局管理
Python 小白从零开始 PyQt5 项目实战（6）窗口切换的堆叠布局

1. 堆叠布局简介

1. 什么是堆叠布局（Stacked Layout）

布局管理就是管理图形窗口中各个部件的位置和排列。图形窗口中的大量部件也需要通过布局管理，对部件进行整理分组、排列定位，才能使界面友好。上一篇文中我们介绍了基本的水平布局、垂直布局、栅格布局、表格布局和进阶的嵌套布局和容器布局。

在容器布局中，通过容器控件（Containers）与布局管理器（Layouts）的结合，可以实现对程序窗口的分割和布局，就可以自由设计各种丰富的图形界面。

在实际的软件项目中，通常需要多种/多个不同的图形界面，以适应不同的任务场景。如何实现多窗口图形界面的需求呢？大致来说有几种思路：

使用弹出窗口。主窗口提供基本界面，通过弹出窗口实现子任务界面，子任务结束后关闭弹出窗口回到主窗口。
这是一种可行的，也比较简单的处理方案，很多应用程序中都设有弹出窗口。但是频繁弹出和关闭窗口的用户体验不好，而且在窗口之间的切换不方便。
重建图形界面。当调用新的图形界面时，关闭后删除现有界面上的所有控件，再新建需要的各种控件。
这种方案虽然可行，但是编程复杂、浪费资源、容易出错，难以适应多窗口相互切换的要求，因此很少使用。在 QtDesigner 中也不支持这种方案的操作。
通过堆叠布局实现多窗口切换。堆叠布局是在窗口的整体或局部区域设置多组图形界面，根据需要使用指定的图形界面。

打个比方，这就好比戏剧或拍照中准备了多种背景幕布，需要什么场景，就展开所需的场景幕布，而把其它幕布收起来。

1.2 堆叠布局的实现方法

QStackedLayout 类提供了多页面切换的堆叠布局。

选项卡控件（QTackedWidget）提供了选项卡对话框，外观类似于浏览器页面打开多个标签页。选项卡控件允许创建多个对话框页面，每个页面带有自己的标签。使用时点击标签行进行选择，就打开对应的对话框页面，不需要另外编程。

堆叠窗口控件（QStackedWidget）提供了更加通用和灵活的多窗口、多页面切换的解决方案。QStackedWidget 控件可以添加在整个窗口或窗口中的任意区域，允许在堆叠窗口区域内设计多个页面，在程序控制使用指定的窗口界面。

堆叠窗口控件（QStackedWidget）需要在主程序中通过编程来控制显示的图形界面，相对于选项卡控件（QTackedWidget）来说比较复杂，但因此也更加灵活。

本文以堆叠窗口控件（QStackedWidget）为例，详细介绍堆叠布局的界面设计和程序实现过程。

2. 创建多窗口切换的堆叠布局

（1）以上文 uiDemo6.ui 为基础：图形窗口的左侧上部为垂直布局的按钮控件区域 leftLayout_1，设有多个按钮控件，用于选择不同的业务；左侧下部为垂直布局的文本区域 leftLayout_2，设有文本显示框。
（2）将图形窗口右侧的主体区域设计为堆叠窗口，用于设计多个图形界面，以适应不同的业务场景：
- 在 QtDesigner 左侧工具栏 “Containers” 类中，选择 “Stacked Widget” 控件，将其拖动至设计的图形窗口中，创建堆叠布局的容器控件。
- 对窗口中的堆叠容器 “Stacked Widget”，选中后可以用鼠标拖动、拉伸来调整控件的位置和大小，或者在 “属性编辑器” 中设置 (X, Y)、宽度、高度属性。
- 堆叠容器 “Stacked Widget” 自动建立了 2个页面。鼠标位于堆叠容器 “Stacked Widget” ，右键唤出下拉菜单，选择 "插入页"可以插入新的页面，选择 “改变页顺序” 可以调整各页面的顺序。
- 在控件的右上角显示有一对黑色三角符号，可以在多个页面之间切换，也可以在 “对象查看器” 中选择要编辑的页面。
（3）堆叠容器 “Stacked Widget” 中各页面的设计，具体设计内容是根据业务需要确定的。
- page_0 的设计：标签控件 label_1 用于显示封面图片，按钮控件 pushButton_6~8 用于控制翻页；
- page_1 的设计：水平布局的标签控件 label_2、label_3 用于显示原始图片和处理图片，控件用于控制处理方法和参数，按钮控件 pushButton_9~11 用于控制翻页；
- page_2 的设计：表格控件 tableWidget 控件用于显示表格数据，按钮控件用于控制。

将完成的堆叠布局界面设计文件另存为 uiDemo8.ui，不同页面的编辑状态如下图所示：

堆叠布局 page_0 设计图：

堆叠布局 page_1 设计图：

堆叠布局 page_2 设计图：

3. 堆叠布局的主程序设计

使用堆叠窗口控件（QStackedWidget）建立的堆叠布局界面，要在主程序中通过编程控制显示哪一个图形界面。

3.1 QStackedWidget 类

QStackedWidget 类继承自 QFrame类。QStackedWidge t类提供了多页面切换的布局，一次只能看到一个界面。

QStackedWidget 类的信号：

currentChanged(int index)：当前页面发生变化时候发射，index 为新的索引值。
widgetRemoved(int index)：页面被移除时候发射，index 为页面对应的索引值。

QStackedWidget 类的槽函数：

setCurrentIndex(int index)：设置索引 index 所在的页面为当前页面。
setCurrentWidget(QWidget *widget)：设置QWidget页面为当前页面。

简单地说，使用如下程序可以设置 page_0 为当前显示的页面：

    pageNo = 0  # 设置 page_0 为索引页（第一页面）
    self.stackedWidget.setCurrentIndex(pageNo)  # 设置使用 pageNo=0 作为当前显示页面

需要注意的是，不论我们为每个页面控件设置的名称（objectName）是什么，在 QStackedWidget 类中定义的页面索引 index 都是一个从 0 开始计数，即：第一页面的索引值 index=0，第二页面的索引值 index=1，…。

因此，为了避免混淆，建议将 StackedWidge 控件的第一页面命名为 objectName: page_0，第二页面命名为 objectName: page_1，…

3.2 建立信号/槽连接

建立信号/槽连接，既可以在 QtDesigner 中设置，也可以在主程序中通过程序实现。

以下例程是在程序中建立信号/槽连接。

    # 通过 connect 建立信号/槽连接，点击按钮事件发射 triggered 信号，执行相应的子程序 click_pushButton
    self.pushButton_1.clicked.connect(self.click_pushButton_1)  # 点击 pushButton_1 触发
    self.pushButton_2.clicked.connect(self.click_pushButton_2)  # 点击 pushButton_2 触发
    self.pushButton_3.clicked.connect(self.click_pushButton_3)  # 点击 pushButton_3 触发

3.3 页面控制程序

通过编程控制堆叠窗口控件的显示页面，就是说当前显示哪一个图形界面。

一种简单的方法是，在任务场景的子程序中，直接使用 setCurrentIndex() 设置选择堆叠控件的显示页面。通俗的说就是，任务需要使用哪个场景时，就在程序中编写页面设置语句进行选择。例如：

def click_pushButton_1(self):  # 点击 pushButton_1 触发
    self.textEdit.append("当前动作：click_pushButton_1")
    self.textEdit.append("选择堆叠布局页面：page_0")
    self.stackedWidget.setCurrentIndex(0)  # 打开 stackedWidget > page_0
    self.label_1.setPixmap(QtGui.QPixmap("../image/fractal01.png"))
    return

另一种高级的应用方法是，通过自定义页面控制函数，获取当前信号 sender 检索 objectName，来选择堆叠窗口控件的显示页面。这种方法更清晰地体现业务与界面的分离。例如：

    def frameController(self):  # 页面控制函数
        sender = self.sender().objectName()  # 获取当前信号 sender
        index = {
     
            "pushButton_1": 0,  # page_0
            "pushButton_2": 1,  # page_1
            "pushButton_3": 2,  # page_2
        }
        self.stackedWidget.setCurrentIndex(index[sender])  # 根据信号 index 设置所显示的页面

3.4 堆叠布局中的控件操作

控件操作包括控件发出信号和在槽函数中进行操作。

在用户编写的程序中，需要接收控件信号、或在槽函数中对控件进行操作，都要通过控件的 objectName 来实现。

例如，点击按钮 “第一章”（pushButton_1），就选择堆叠布局页面 “page_0”；要在标签控件 “label_1” 显示图片 “…/image/fractal01.png”，就使用以下的程序：

    self.label_1.setPixmap(QtGui.QPixmap("../image/fractal01.png"))

而对于堆叠布局页面 “page_0” 中的按钮控件 “上一张”、“下一张”、“返回”，要实现点击按钮时执行相应的任务，则应以控件的 objectName 建立触发信号与槽函数的连接。例如：

    # 通过 connect 建立信号/槽连接，点击按钮事件发射 triggered 信号，执行相应的子程序 click_pushButton
    self.pushButton_6.clicked.connect(self.click_pushButton_6)  # 点击按钮 "上一张" 触发
    self.pushButton_7.clicked.connect(self.click_pushButton_7)  # 点击按钮 "下一张" 触发
    self.pushButton_8.clicked.connect(self.click_pushButton_8)  # 点击按钮 "返回" 触发

需要特别提醒的是：堆叠布局的每个页面中的各个控件都是相互独立的不同的控件，具有不同的控件名称 objectName。

例如，page_0 中的按钮控件 “上一张”、“下一张”，与 page_1 中的按钮控件 “上一张”、"下一张"是不同的控件，具有不同的控件名称 objectName。

从 QtDesigner 可以清楚地看到所有控件名称及隶属关系。“stackedWidget” 堆叠布局页面 “page_0” 中的按钮控件 “上一张”、“下一张”、“返回”，objectName 分别是 pushButton_6、pushButton_7、pushButton_8；而页面 “page_1” 中的按钮控件 “上一张”、“下一张”、“返回”，objectName 分别是 pushButton_9、pushButton_10、pushButton_11。

4. 程序运行图

先上两张程序运行结果图。

我们的图形窗口如图所示，看起来已经有模有样了。

需要放完整程序吗？如果需要的话请在评论区留言。

【本节完】

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Crated：2021-10-16