PyQt学习系列01-框架概述与基础环境搭建
PyQt学习系列笔记（Python Qt框架）
第一课：PyQt框架概述与基础环境搭建
一、PyQt框架简介
1.1 什么是PyQt？
PyQt是Python对Qt框架的绑定，允许开发者使用Python语言开发跨平台的GUI应用程序。Qt本身是一个用C++编写的框架，而PyQt通过SIP工具将Qt的C++类库转换为Python可调用的形式。PyQt的核心优势在于：
- 跨平台性：支持Windows、Linux、macOS等操作系统。
- 丰富的功能：提供完整的GUI组件、网络、数据库、多媒体等功能。
- 开发效率高：Python语法简洁，配合Qt的模块化设计，能快速构建复杂应用。
1.2 PyQt的版本差异
- PyQt4：基于Qt4，已停止维护。
- PyQt5：基于Qt5，目前主流版本，支持Python 3.4及以上。
- PyQt6：基于Qt6，最新版本，兼容性逐步完善。
本系列笔记默认使用PyQt5，因为其文档和社区支持较为成熟。
二、环境搭建与第一个PyQt程序
2.1 安装PyQt5
通过pip安装PyQt5：
pip install PyQt5
安装完成后，可以通过以下命令验证：
import PyQt5
print(PyQt5.__version__)
2.2 第一个PyQt程序：Hello World
import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QLabel
app = QApplication(sys.argv)
label = QLabel("Hello, PyQt!")
label.show()
sys.exit(app.exec_())
代码解析：
QApplication：管理应用程序的控制流和主设置。QLabel：显示文本或图像的控件。app.exec_()：进入主事件循环，等待用户交互。
运行效果：屏幕中央显示一个标签，内容为"Hello, PyQt!"。
三、PyQt的核心概念
3.1 信号与槽机制
信号（Signal）与槽（Slot）是Qt框架的核心通信机制，用于对象之间的事件传递。
- 信号：当特定事件发生时（如按钮点击），对象会发出信号。
- 槽：接收信号并执行相应操作的函数。
示例：
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QPushButton
def on_button_clicked():
print("Button clicked!")
app = QApplication([])
button = QPushButton("Click Me")
button.clicked.connect(on_button_clicked) # 连接信号与槽
button.show()
app.exec_()
输出：点击按钮后，控制台输出"Button clicked!"。
3.2 事件循环
Qt应用程序依赖于事件循环（Event Loop）处理用户输入、窗口重绘等任务。QApplication.exec_()启动事件循环，直到调用quit()或窗口关闭。
四、PyQt的模块划分
PyQt将功能划分为多个模块，以下是常用模块：
| 模块 | 功能 |
|---|---|
QtCore |
核心功能，如信号/槽、文件操作、时间处理等 |
QtGui |
与图形相关功能，如绘图、字体、颜色等 |
QtWidgets |
GUI控件（按钮、文本框等） |
QtNetwork |
网络通信功能 |
QtSql |
数据库操作 |
QtMultimedia |
音频、视频处理 |
示例：使用QtCore模块创建定时器
from PyQt5.QtCore import QTimer
import sys
def timer_callback():
print("Timer triggered!")
app = QApplication(sys.argv)
timer = QTimer()
timer.timeout.connect(timer_callback)
timer.start(1000) # 每1000毫秒触发一次
app.exec_()
五、PyQt的开发工具
5.1 Qt Designer
Qt Designer是Qt官方提供的可视化界面设计工具，支持拖拽式布局。生成的.ui文件可通过pyuic5转换为Python代码。
pyuic5 -x main_window.ui -o main_window.py
5.2 QMake与Pro文件
PyQt项目通常使用.pro文件（Qt项目文件）管理依赖关系。例如：
QT += widgets
TARGET = MyPyQtApp
TEMPLATE = app
SOURCES += main.cpp \
mainwindow.cpp
六、PyQt的布局管理
6.1 布局类
PyQt提供了多种布局管理器，用于自动排列控件：
QHBoxLayout：水平布局QVBoxLayout：垂直布局QGridLayout：网格布局
示例：水平布局
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton, QHBoxLayout
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QHBoxLayout()
btn1 = QPushButton("Left")
btn2 = QPushButton("Right")
layout.addWidget(btn1)
layout.addWidget(btn2)
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec_()
6.2 伸缩空间
使用QSpacerItem或addStretch()方法控制控件间距：
layout.addStretch() # 添加弹性空间
七、PyQt的常用控件
7.1 按钮类
QPushButton：普通按钮QRadioButton：单选按钮QCheckBox：复选框
示例：单选按钮组
from PyQt5.QtWidgets import QButtonGroup
radio1 = QRadioButton("Option 1")
radio2 = QRadioButton("Option 2")
group = QButtonGroup()
group.addButton(radio1)
group.addButton(radio2)
7.2 输入控件
QLineEdit：单行文本输入QTextEdit：多行文本输入QComboBox：下拉列表
示例：获取输入文本
line_edit = QLineEdit()
text = line_edit.text()
7.3 容器控件
QGroupBox：带标题的分组框QTabWidget：选项卡控件QScrollArea：滚动区域
示例：选项卡控件
from PyQt5.QtWidgets import QTabWidget
tab_widget = QTabWidget()
tab_widget.addTab(QWidget(), "Tab 1")
tab_widget.addTab(QWidget(), "Tab 2")
八、PyQt的信号与槽进阶
8.1 自定义信号
通过pyqtSignal定义自定义信号：
from PyQt5.QtCore import pyqtSignal, QObject
class Communicator(QObject):
my_signal = pyqtSignal(str)
comm = Communicator()
comm.my_signal.connect(lambda x: print(x))
comm.my_signal.emit("Hello!")
8.2 信号连接的细节
- 参数类型匹配：信号与槽的参数类型必须一致。
- Lambda表达式：用于传递额外参数或处理复杂逻辑。
- 断开连接：使用
disconnect()方法解除连接。
示例：传递参数
def on_value_changed(value):
print(f"Value: {value}")
slider.valueChanged.connect(lambda: on_value_changed(slider.value()))
九、PyQt的事件处理
9.1 事件类型
QMouseEvent：鼠标事件QKeyEvent：键盘事件QPaintEvent：绘图事件
示例：重写鼠标事件
from PyQt5.QtWidgets import QWidget
class MyWidget(QWidget):
def mousePressEvent(self, event):
print(f"Mouse pressed at {event.pos()}")
9.2 事件过滤器
通过installEventFilter()拦截特定对象的事件：
def eventFilter(self, obj, event):
if event.type() == QEvent.MouseButtonPress:
print("Event filtered!")
return True
return super().eventFilter(obj, event)
十、PyQt的绘图功能
10.1 QPainter类
QPainter用于在控件上绘制图形：
from PyQt5.QtGui import QPainter, QColor
class MyCanvas(QWidget):
def paintEvent(self, event):
painter = QPainter(self)
painter.setPen(QColor(255, 0, 0))
painter.drawLine(0, 0, 100, 100)
10.2 绘制文本与图像
painter.drawText(10, 20, "Hello PyQt")
painter.drawImage(50, 50, QImage("image.png"))
十一、PyQt的多线程
11.1 QThread类
通过QThread实现多线程操作：
from PyQt5.QtCore import QThread, pyqtSignal
class Worker(QThread):
finished = pyqtSignal()
def run(self):
# 执行耗时操作
self.finished.emit()
worker = Worker()
worker.finished.connect(app.quit)
worker.start()
11.2 线程安全
避免在主线程中直接操作UI，使用信号/槽跨线程通信。
十二、PyQt的网络编程
12.1 QtNetwork模块
通过QNetworkAccessManager实现HTTP请求：
from PyQt5.QtNetwork import QNetworkAccessManager, QNetworkRequest
manager = QNetworkAccessManager()
reply = manager.get(QNetworkRequest(QUrl("https://example.com")))
reply.finished.connect(lambda: print(reply.readAll().data()))
十三、PyQt的数据库操作
13.1 QtSql模块
使用QSqlDatabase连接数据库：
from PyQt5.QtSql import QSqlDatabase, QSqlQuery
db = QSqlDatabase.addDatabase("QSQLITE")
db.setDatabaseName("test.db")
query = QSqlQuery()
query.exec_("CREATE TABLE IF NOT EXISTS test (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT)")
十四、PyQt的样式表
14.1 CSS样式
通过setStyleSheet()设置控件样式：
button.setStyleSheet("background-color: red; color: white;")
14.2 样式继承
样式表支持选择器和嵌套规则：
QPushButton {
font-size: 14px;
}
QPushButton#okButton {
background-color: green;
}
十五、PyQt的国际化
15.1 tr()函数
使用tr()标记需要翻译的字符串：
self.setWindowTitle(self.tr("Application"))
15.2 lupdate与lrelease工具
通过工具生成.ts和.qm文件，实现多语言支持。
十六、PyQt的调试与优化
16.1 调试技巧
- 使用
print()或日志模块输出调试信息。 - 通过
qDebug()打印Qt内部日志。
16.2 内存管理
- 利用Qt的父子对象机制自动释放资源。
- 避免循环引用导致内存泄漏。
十七、PyQt的常见问题
17.1 信号未触发
- 检查信号与槽的连接是否正确。
- 确保槽函数的参数类型匹配。
17.2 界面卡顿
- 将耗时操作移至子线程。
- 使用
QTimer分批处理数据。
十八、PyQt的学习资源
- PyQt官方文档
- Qt官方教程
- PyQt5 GitHub示例
十九、课程总结
本节课主要介绍了PyQt的基础知识，包括：
- 环境搭建与第一个程序
- 信号与槽机制
- 布局管理
- 常用控件与事件处理
- 绘图、多线程、网络编程等核心模块
下一节课将深入讲解PyQt的模型-视图架构，包括QTableView、QListView等组件的使用，以及如何通过模型管理数据。请持续关注后续内容！