【Python】PyQt5入门

0 前言

  最近接了一个小项目，主要任务是完成一个界面的设计，而且是基于Python，我第一反应就是使用大名鼎鼎的Qt来设计。Qt最早是用C语言开发的，但是后来也有了基于Python的第三方包，目前最新版是PyQt6.3，但是这个项目中使用的还是普及度更高的PyQt5。正好我也比较喜欢Python编程，于是边学边做，简单总结一些入门要点，授人与渔。

在此特别感谢Chat-GPT的帮助！真的是编程的利器！

1 PyQt5及其基本模块

  要使用PyQt5，首先需要进行安装：pip install PyQt5，如果想要尝鲜也可以安装PyQt6：pip install PyQt6
  PyQt5主要有三个部分：【摘抄自网上】

• QtCore: 包含了核心的非GUI的功能。主要和时间、文件与文件夹、各种数据、模型、流、URLs、mime类文件、进程与线程一起使用。
• QtGui: 包含了窗口系统、事件处理、2D图像、基本绘画、字体和文字类
• QtWidgets: 包含了一些创建桌面的UI元素和控件

  了解包的结构还是非常有必要的，这样在看别人代码时能够有一个比较清晰的认识，也能快速定位到使用的包所在的位置。一般导入某个具体的类时会使用如下所示的import方式：

from PyQt5.QtWidgets import xxxx,xxxx
from PyQt5.QtGui import xxxxx,xxxx
from PyQt5.QtCore import xxxxxx,xxxxx

2 开发方式

  如果是用C++开发Qt，那必须得下载一个Qt Creator，来实现代码和界面进行关联，使开发过程更加便捷。但是用PyQt5的Python第三方包来开发，只需要下载一个Qt Designer用来设计UI界面即可。

  不过Qt Designer似乎不能通过下载一个执行程序来进行安装，而是通过下载第三方包的方式来下载。这里一般有两种方式。

• PyQt5-Tools: 运行上面的提到的安装PyQt5的命令pip install PyQt5会自动安装sip（具体是啥有啥功能不太清楚），但不会自动安装Qt Designer，需要再安装PyQt5-Tools：pip install PyQt5-Tools，然后在Python对应版本的site-packages文件夹下面可以找到designer.exe文件，即Qt Designer。

• PySide2: 除了安装PyQt5-Tools外，还可以安装PySide2这个包，就自带了Qt Designer这个软件，我采用的就是这种方式。和上面一样，也可以在Python的site-packages文件夹下找到，如下图所示。
  

PySide2和PyQt之间的兼容性据说不错，它们之间的关系可以在网上找到很多比较详细的叙述。

  因此实际开发项目时，是使用Qt Designer来设计UI界面，得到一个.ui的文件，然后利用PyQt5安装时自带的工具pyuic5将.ui文件转换为.py文件：

pyuic5 -o mywindow.py mywindow.ui #先是py文件名，再是ui文件名

当然，如果是使用VS Code写代码，也可以考虑安装一个插件，帮助你执行这行命令。

之后再新开一个py文件，进行逻辑编写，这样实现了界面与逻辑分离，代码结构更加清晰。如下图所示是一般项目的结构：

虽然网上有很多都是上来就写代码运行得到窗口的教程，但是个人建议初学者还是先使用软件设计好UI文件，再转换成代码的方式，这样更加直观，而且调整控件位置也更方便。

  综上所述，PyQt5的开发主要是两个核心：ui界面的设计和逻辑代码的编写。前者主要是会玩Qt Designer这个软件即可；后者理清楚代码结构也不是很难。

3 UI界面设计(Qt Designer)

  先来看看ui界面怎么玩：打开Qt Designer，点击新建，会弹出一个窗口：

这里一般是选择Main Window或者Widget，其中Main Window继承自Widget，添加了一些内容，本质二者差不多。这里选择的是Widget。
  建好文件后，得到一个空白页面，接下来就是往里面拖动控件并设计样式了，如下图所示。

这部分内容过于琐碎，这里只记录一些要点，后续随缘更新，遇到问题建议点对点搜索。

• Layout部分的控件主要用于设置布局，即实现当窗口拖动时，控件的大小也会随之改变，而且可以利用布局控件设计各控件所占窗口大小的比例。
• Containers部分的控件都可以设置布局，而且**只有设置布局才能实现控件随窗口大小变化而变化！**这一点需要注意。
• 设置布局之后想要实现控件居左或居右怎么办呢？那就用弹簧吧（Spacer）

4 逻辑代码的基本结构

  要想写好逻辑代码，首先要清楚它的基本结构。
  前面提到，除ui界面代码，还需要有一个逻辑代码，而逻辑代码个人感觉使用类的形式来组织更加方便，也更优雅。还记得创建ui时选择的类吗？是Widget还是Main Window，逻辑代码类最好是继承这个这个类，即QWidget或QMainWindow。一般的代码结构如下所示。

# 先导入主要的三个模块和各自内部常用的类
from PyQt5 import QtCore, QtWidgets, QtGui
from PyQt5.QtCore import pyqtSlot
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget
from PyQt5.QtGui import QColor
# 再导入设计的ui界面转换成的py文件
from Ui_window import Ui_Form

class mywindow(QWidget): #这里一定要继承QWidget类或者是QMainWindow类
    '''初始化函数
    '''
    def __init__(self) -> None:
        super().__init__() #先初始化父类【必须】
        self.ui = Ui_Form()
        self.ui.setupUi(self) #这个函数本身需要传递一个QWidget类，而该类本身就继承了这个，所以可以直接传入self（这就是继承的好处）

    '''按钮连接的槽函数
    '''
    @pyqtSlot() #装饰器，表示该函数是按名称自动被连接
    def on_pushButton_clicked(self):
        print("Pressed the pushButton")


if __name__ ==  "__main__":
	# 这里的代码逻辑基本相同
    app = QApplication([]) #先建立一个app
    wid = mywindow() #初始化一个对象，调用init函数，已加载设计的ui文件
    wid.show() #显示这个ui
    app.exec_() #执行app（运行界面，响应按钮等操作）

这里有一个需要注意，那就是按钮连接的槽函数，这里没有调用connect函数，而是使用了@pyqtSlot()这个装饰器，但前提就是要求函数命名要按照规则来：on_(控件对象名)_信号名(self,内置参数)。此外，想实现这个功能，还需要打开一个开关，这句代码默认在ui界面文件中就有，如下图所示。

5 常用控件及其使用方法

这部分内容过于琐碎，后续随缘更新，个人建议拿不准先问问Chat-GPT怎么说

5.1 QTableView //2023.4.11

  最近查一个代码的bug，发现界面运行起来之后内存在不断增加，通过逐行注释代码，最终找到问题所在。先看原始代码：

table:QTableView = self.ui.tabWidget1.widget(i).findChild(QTableView) #得到对应的表格
model = QStandardItemModel()
for j in range(len(self.packs[i])): #遍历一个列表
	items = [QStandardItem(str(j)), QStandardItem(self.packs[i][j])]
	model.appendRow(items)
table.setModel(model)

以上代码是在一个类中的成员函数当中，理论上都是局部变量，那么在调用函数完毕后所有的局部变量的内存都需要释放，也就是程序总的内存占用应该是平衡的才对，但实际上就是在不断增长（任务管理器数字缓慢上升）
  通过控制变量，最终发现就是函数appendRow的问题，只要一注释这行，内存立刻稳定了。由于pyqt是C语言写的，这里也不方便溯源，所以没找到问题所在。

  最终还是解决了的，那就是换一个函数，通过在网上找TableView刷新数据的方式，最终使用setItem解决了这个问题。改变后的代码如下：

table:QTableView = self.ui.tabWidget1.widget(i).findChild(QTableView) #得到对应的标签页
model = QStandardItemModel()
for j in range(len(self.packs[i])):
	##这种方式会出现内存泄漏
	# items = [QStandardItem(str(j)), QStandardItem(self.packs[i][j])]
	# model.appendRow(items)
	model.setItem(j,0,QStandardItem(str(j)))
	model.setItem(j,1,QStandardItem(self.packs[i][j]))
table.setModel(model)

6 参考链接

• Qt Widgets C++ Classes
  这是C++语言中的一个类列表，但同样适用于Python编程，可以查看类中有哪些函数

• Qt GUI设计
  知乎大佬的总结，模块比较齐全

7 Qt中使用数据库

参考链接

8 拓展问题——python自带库Tkinter

  作为python自带的GUI库，虽然控件更少，但使用也更简单，比较适合界面不是很复杂的应用（貌似没有图形界面操作，只能用代码编写）

教程链接

9 其他问题

• RuntimeError: wrapped C/C++ object of type has been deleted
  这个是因为弹出窗口加上了一句代码：self.setAttribute(Qt.WA_DeleteOnClose)，表示关闭窗口时删除所有子控件，最好把这句给去掉。
  参考链接

• pyqt中的多线程问题
    在qt代码中，如果在非GUI线程刷新控件样式或者更新控件相关的程序，那么可能会导致控件样式显示失败或者数据更新失败，严重者还有可能直接程序崩溃。
    因此比较合理的做法是使用pyqy中的pyqtSignal类，通过自定义信号的发射与响应函数，来实现与界面的“沟通”，从而刷新界面上的数据和样式。
    关于pyqtSignal的使用，为了使得代码结构更加紧凑，这里是将它定义在需要更新的界面类中，然后把信号相关的响应函数也写在类中，而信号的激发可以在非GUI线程外部。

# 先导入主要的三个模块和各自内部常用的类
from PyQt5 import QtCore, QtWidgets, QtGui
from PyQt5.QtCore import pyqtSlot,pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget
from PyQt5.QtGui import QColor
# 再导入设计的ui界面转换成的py文件
from Ui_window import Ui_Form

class mywindow(QWidget): #这里一定要继承QWidget类或者是QMainWindow类
    '''初始化函数
    '''
    sig = pyqtSignal(list) #要定义为类属性,参数传发射数据的类型
    def __init__(self) -> None:
        super().__init__() #先初始化父类【必须】
        self.ui = Ui_Form()
        self.ui.setupUi(self) #这个函数本身需要传递一个QWidget类，而该类本身就继承了这个，所以可以直接传入self（这就是继承的好处）
        self.sig.connect(self.func)

    '''按钮连接的槽函数
    '''
    @pyqtSlot() #装饰器，表示该函数是按名称自动被连接
    def on_pushButton_clicked(self):
        print("Pressed the pushButton")

	def func(self, l:list) #这个函数的参数要和信号声明时的参数保持一致
		print("发送的数据为: ", l)

if __name__ ==  "__main__":
	# 这里的代码逻辑基本相同
    app = QApplication([]) #先建立一个app
    wid = mywindow() #初始化一个对象，调用init函数，已加载设计的ui文件
    wid.show() #显示这个ui
    app.exec_() #执行app（运行界面，响应按钮等操作）



# 其他线程中的函数,可以不在同一文件
win = mywindow() #窗口变量

# 一大堆显示函数

# 线程刷新数据
def thread1():
	s = [1,2,3,4,5]
	win.sig.emit(s) #参数还是要和声明信号时保持一致

总结来说，大概有这么几点：①信号声明最好是放在窗口类中，更加紧凑（有说这个信号只能在类中使用，不能直接定义一个全局变量）；②声明时的参数，响应函数的参数，激发时传递的数据类型全部保持一致，这个很重要；③如果不同线程都会刷新界面，建议分开信号传递，不要都用一个信号，怕出问题。

关于在PyQt中使用多线程，可以看看这篇文章，写得很详细

• 退出界面时退出系统
  如果是使用sys.exit(app.exec_())，当关闭界面时，只会关闭当前的GUI线程，如果有其他线程在运行是不会关闭的，显然不符合实际情况，所以可以改为os._exit(app.exec_()), 实现关闭界面即退出系统。