实战PyQt5：063-了解Model-View框架
什么是Model-View框架
在学习QListView, QListWidget, QTreeView, QTreeWidget, QTableView, QTableWidget这几个控件之前，我们需要了解一个比较烧脑的概念，这就是大名鼎鼎的模型/视图框架。
模型-视图(Model-View) 框架最早出现在SmallTalk语言中，其名称为Model-View-Controller(简称MVC), 其中Model负责维护数据（如一个管理数据库），View负责显示和用户交互(如各种显示交互界面), Controller控制业务逻辑。，这种分层的做法使得数据、逻辑与交互界面分离，便于维护更新。在Qt中，将视图和控制器对象组合在一起，引入了与MVC框架相似的模式Model-View框架，为了灵活处理用户输入，Qt还加入了委托(delegate)的概念，它允许自定义数据的编辑和渲染。
Model-View框架的核心思想：
Model-View框架的核心思想就是模型(数据)与视图(显示)相分离，模型(Model)对外提供标准的接口来存取数据，它不关心数据如何显示。视图(View)定义数据的显示方式，它不关心数据如何组织存储。这一点和Web开发中前端/后端的开发概念相似（前端负责显示交互，后端负责负责业务逻辑，数据存储等）。
Model/View架构分为三部分：模型、视图和委托。每一个组件都由一个抽象类定义，这些抽象类提供了基本的公共接口以及一些默认实现。
Qt中的Model-View框架示意图(图片来源：doc.qt.io)
Model-View框架的工作机制：
模型(Model)必须为每一个数据提供一个独一无二的索引，视图(View)通过该索引来访问模型中的数据。 模型、视图和委托(delegate)使用信号槽方式进行交互：
- 数据源中的数据发生改变时，模型发出信号通知视图;
- 用户与视图进行交互时，视图发出的信号提供了有关用户与视图界面进行交互的信息;
- 当用户编辑数据项时，委托发出信号用于告知模型和视图，当前编辑器的状态。
Model-View框架中的模型(Model)类
所有的模型类都是QAbstractItemModel的子类。QAbstractItemModel类定义了供视图和委托访问数据的接口，但模型本身并不一定存储数据源，数据源可存储在一个数据结构或者另外的类、文件、数据库或别的程序组件中等等。QAbstractItemModel提供的接口充分灵活，可以列表，表格和树的形式来显示数据。
Qt内置了多种标准模型：
- QStringListModel： 存储简单的字符串列表；
- QStandardItemModel： 可以用于树状结构的存储，提供了层次数据结构；
- QFileSystemModel： 本地系统的目录和文件信息；
- QSortFilterProxyModel：与其他数据模型结合，提供排序和过滤功能的数据模型类；
- QSqlQueryMode： 用于数据库SQL查询结果的数据模型类；
- QSqlTableModel：用于数据库的一个数据表的数据模型类；
- QSqlRelationalTableModel： 用于关系型数据表的数据模型类；
Qt 中与模型相关的几个主要的类的继承关系下图所示：
如果需要为列表或表格设计自定义的模型，直接继承自QAbstractListModel和QAbstractTableModel类是最合适的选择，因为这样可以充分利用这两个类中已经实现通用函数。
Model-View框架中的视图(View)类
QAbstractItemView是所有View的基类。Qt中提供了一系列标准的视图控件：
- QListView：用于显示单列的列表数据，适用于一维数据的操作；
- QTreeView：用于显示树状结构数据，适用于树状结构数据的操作；
- QTableView：用于显示表格状数据，适用于二维表格型数据的操作；
- QColumnView：用多个QListView显示树状层次结构，树状结构的一层用一个QListView显示；
- QHeaderView：提供行表头或列表头的视图组件，如QTableView的行表头和列表头；
- QUndoView: 继承自QListView，用于显示Undo列表信息;
- QListWidget: 继承自QListView，用于显示组件列表，它的项是QListWidgetItem对象;
- QTreeWidget: 继承自QTreeView, 按树状方式显示组件，它的项是QTreeWidgetItem对象；
- QTableWidget: 继承自QTableView, 按表格方式显示组件，它的项是QTableWidgetItem对象。
Qt 中与视图相关的几个主要的类的继承关系下图所示：
Model-View框架中的委托(Delegate)类
QAbstractItemDelegate是model/view架构中委托类的抽象基类。缺省的委托实现在类QStyledItemDelegate中提供，它可以用于Qt标准视图的缺省 委托。
QStyledItemDelegate和QItemDelegate是相互独立的用于实现视图（views）中items的描绘和编辑功能的方法。不同点在于QStyledItemDelegate使用当前的样式（style）来描绘items，因此，当我们实现定制委托或者使用Qt Style Sheets时，建议使用QStyledItemDelegate作为基类。Qt中委托的继承关系见下图:
排序(Sorting)
在model/view架构中，有两种方法进行排序，选择哪种方法依赖于底层模型。假如模型是可排序的（也就是它重新实现了QAbstractItemModel::sort()函数），如QTableView与QTreeView都提供了API，允许你以编程的方式对model数据进行排序。另外，你也可以进行交互方式下的排序（例如，允许用户通过点击view表头的方式对数据进行排序），具体方法是：把QHeaderView::sectionClicked()信号与QTableView::sortByColum()槽或QTreeView::sortByColumn()槽进行关联。
另一种方法是，假如模型没有提供需要的接口或是想用列表视图来表示数据，可以用一个代理模型对模型的数据结构进行转换，然后用视图显示。
一个简单的例子
QListView与QTreeView很适合与QFileSystemModel搭配使用，下面的例子演示，在树形视图与列表视图显示了相同的信息。完整代码如下：
import sys,os
from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets
from PyQt5.QtCore import QDir
from PyQt5.QtWidgets import (QApplication, QWidget, QFileSystemModel,
QListView, QTreeView, QSplitter, QVBoxLayout)
class DemoModelView(QWidget):
def __init__(self, parent=None):
super(DemoModelView, self).__init__(parent)
# 设置窗口标题
self.setWindowTitle('实战PyQt5: Model-View框架演示')
# 设置窗口大小
self.resize(480, 320)
self.initUi()
def initUi(self):
vLayout = QVBoxLayout(self)
splitter = QSplitter(self)
#创建文件系统模型
fsm = QFileSystemModel()
fsm.setRootPath(QDir.currentPath())
#树状视图
tv = QTreeView(splitter)
tv.setModel(fsm)
tv.setRootIndex(fsm.index(QDir.currentPath()))
#列表视图
lv = QListView(splitter)
lv.setModel(fsm)
lv.setRootIndex(fsm.index(QDir.currentPath()))
vLayout.addWidget(splitter)
self.setLayout(vLayout)
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
window = DemoModelView()
window.show()
sys.exit(app.exec()) 运行结果如下图：
测试Model-View框架
本文知识点
- Model-View框架的基本原理；
- Qt中的Model-View框架的组成部分；
- Qt内建的Model类；
- Qt内建的View类；
- Qt内建的Delegate类；
- QDir获取当前路径。
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