PyQt5桌面应用系列

• PyQt5桌面应用开发（1）：需求分析
• PyQt5桌面应用开发（2）：事件循环
• PyQt5桌面应用开发（3）：并行设计
• PyQt5桌面应用开发（4）：界面设计
• PyQt5桌面应用开发（5）：对话框
• PyQt5桌面应用开发（6）：文件对话框
• PyQt5桌面应用开发（7）：文本编辑+语法高亮与行号
• PyQt5桌面应用开发（8）：从QInputDialog转进到函数参数传递
• PyQt5桌面应用开发（9）：经典布局QMainWindow
• PyQt5桌面应用开发（10）：界面布局基本支持
• PyQt5桌面应用开发（11）：摸鱼也要讲基本法，两个字，16

前言

坏的用户界面像根本不好笑的笑话，需要解释一下才能让人假笑。（匿名大佬）

优秀GUI程序就像真的很贵的那种保健娃娃：

1. 能看；
2. 能用。

所以，GUI程序有两个关键部分。

1. 显示给用户交互的界面；
2. 响应用户输入的机制。

能看先放在一边，作为一个攻城狮，最关心还是能用。

计算机系统与人类的交互，从计算机系统的发明一开始就是一个非常重要的研究方向。从UI/UX（用户界面/用户体验）这么多年的探索，从纸带/磁带/显示器，到键盘、轨迹球、鼠标、AR、VR，交互方式越来越丰富。虽然不同的计算机硬件形成各种交互方式，但最终靠近用户的部分都或多或少是一种称为事件循环的机制。这就是所谓的GUI（图形用户界面）程序。

GUI程序在屏幕上绘制一些图形，让用户可以采用鼠标和程序进行交互。与GUI程序对应的就是传统的基于流程的程序。

当君怀GUI日，是妾断肠时

传统程序的流程见左图，启动程序、读入数据、处理数据、输出结果、结束。

GUI程序的流程见右图，启动程序后进入一个循环，直到获得需要处理的事件，如果这个事件是退出，则结束程序，如果不是，那就处理事件，继续回到等待事件的循环。

GUI程序核心机制就是事件循环的概念。与传统程序顺序流相比，GUI程序的运行过程是非线性的，是天然包括循环和跳转的。从有GUI程序开始，大佬们就开始想尽办法使得GUI程序的开发更简单。

很早但不是那么早的时候有一本很有名的书，叫做深入浅出MFC。当时这本书，大家都觉得是神作。作者侯俊杰把MFC也就是以前（现在也还能用）Windows程序开发的主流框架里的消息机制，以及这种消息机制与WINDOWS API、面向对象开发语言之间的纠缠解释得特别清楚。那个时候，计算机专业一堆人硬啃……简直疼不生育……

这个消息机制（也就是所谓事件循环），在新的编程语言和GUI框架里面，特别是Python和PyQt5里面，已经特别简单。

几时得GUI去，依旧作山夫

举个例子，就拿《Python Qt GUI 快速编程》这本书的第一个例子“定时器”来看。

这个定时器的例子，没有什么复杂布局和控件，甚至连是用命令行启动的，也没有什么用户点击事件、用户输入事件。这个程序很好地展示一个人工的事件处理过程，就是定时事件。

说句题外话，定时是计算机的物理基础。

需求分析

首先，我们穿上内裤，哦不，需求分析。

这个例子提供设定定时器到时提醒的功能。

1. 报表：显示一个提示。
2. 数据：显示提示的时间。

数据怎么来？简单点，作为命令行，输入“HH:MM”的形式。

那么这个程序，剩下的就是：

1. 如何显示一个提示，选择直接显示一个QLabel；
2. 另外，可以考虑显示后自己关闭。

下面就是完整代码：

代码

import sys
import time

from PyQt5.QtCore import QTime, Qt, QTimer
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QLabel

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)

    try:
        due = QTime.currentTime()

        if len(sys.argv) < 2:
            raise ValueError

        hours, minutes = sys.argv[1].split(":")
        due = QTime(int(hours), int(minutes))
        if not due.isValid():
            raise ValueError
        if len(sys.argv) > 2:
            message = " ".join(sys.argv[2:])

        message = f"Alert @ {hours}:{minutes}!"
    except ValueError:
        message = "USAGE: python alarm.py HH:MM"

    while QTime.currentTime() < due:
        time.sleep(20)

    label = QLabel(f"<font color=red size=72><b>{message}</b></font>")
    label.setWindowFlags(Qt.SplashScreen | Qt.WindowStaysOnTopHint)
    label.show()

    QTimer.singleShot(10000, app.quit)
    app.exec_()

    while QTime.currentTime() < due:
        time.sleep(20)

事件循环的基本结构

按照前面的介绍，GUI程序的事件循环基本上就是这个样子：

while True:
	event = getNextEvent()
	if event is not None:
		if event == Terminate:
			break
		processEvent(event)

这个，因为只有一个事件，更加简化为：

while QTime.currentTime() < due:
	time.sleep(20)

这里的sleep函数就是大多数GUI中实现并行的核心。

PyQt5的事件机制

上面的while循环是为展示事件循环。在PyQt5，内嵌了完善的循环机制。

启动事件循环

app.exec_()

所以常常配合结束程序的典型代码（例如：PyQt5桌面应用开发（1）：需求分析）是：

sys.exit(app.exec_())

这句话的执行逻辑：

1. 启动QApplication的事件循环；
2. 当事件循环结束时，把QApplication.exec_的返回值作为参数调用sys.exit。

唯将往来信，遥将连信槽

除了前面人为的事件循环，上述程序中，隐含处理了至少两个系统事件，一个是label.show()会触发一个paint事件，另外一个就是定时器关闭程序的事件。

QTimer.singleShot(10000, app.quit)

这一行代码效果上约等于下面的代码：

t = QTimer()
t.setSingleShot(True)
t.setInterval(10000)
t.timeout.connect(app.quit)
t.start()

其中，信号和槽的连接为：

t.timeout.connect(app.quit)

这个的timeout就是一个信号，而app.quit就称为是槽。PyQt5为大多数用户界面元素定义了常用的信号，可以在程序中直接使用。此外，用户还能自己定义信号，通常作为类（必须是QObject的子类）的变量，并赋值为PyQt5.QtCore.pyqtSignal()。

class Myclass(QObject):
	over = pyqtSignal()

def some_func():
	pass

后面就能像PyQt5定义的信号一样使用。

mc = Myclass()
mc.over.connect(some_func)

mc.over.emit()

借问Signal何处寻，牧童遥指网络云

PyCharm中能够找到Qt帮助文档的链接。

在右边①的位置可以找到所有signal的链接；还可以通过②找到其父类，然后在①同样的位置寻找signal。

通过这种办法，我们可以找到QLabel的父类QWidget有一个信号：customContextMenuRequested，可以定义在控件上点击右键打开上下文相关菜单的事件：

label.setContextMenuPolicy(Qt.CustomContextMenu)
label.customContextMenuRequested.connect(lambda pos: print(f"{pos} context menu requested"))

这个槽没啥用，只会输出一些信息：

PyQt5.QtCore.QPoint(291, 32) context menu requested

一般而言应该显示一个QMenu，增加几个QAction，这又是另外一个故事。

menu= QMenu()
menu.addAction(QAction("test 1", self))
menu.addAction(QAction("test 2", self))
menu.addAction(QAction("test 3", self))
menu.exec(pos.globalPos())

小结

1. GUI程序用事件循环机制来处理用户输入、定时器、中断……
2. PyQt5把事件循环机制抽象为信号和槽；
3. 信号代表一个事件，槽代表对应的处理函数；
4. 调用的语法：signal.connect(slot)

最后

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