В этом руководстве по PyQt5 будет показано, как использовать Python 3 и Qt для создания графического интерфейса пользователя в Windows, Mac или Linux. Мы даже расскажем, как самостоятельно написать установщик.
Что такое PyQt5?
PyQt — это библиотека, которая позволяет использовать фреймворк Qt GUI (GUI — это графический интерфейс пользователя) в Python. Сам Qt, как известно, написан на C++. Используя его в Python, вы можете создавать приложения намного быстрее, не жертвуя при этом значительной частью производительности C++.
PyQt5 это самая последняя, пятая версия Qt. Еще можно найти в интернете случайное упоминание PyQt4, но эта версия устарела и больше не поддерживается.
Новый интересный конкурент PyQt — это Qt for Python. Она обладает практически идентичным API, но в отличие от PyQt имеет лицензию LGPL и, следовательно, может использоваться бесплатно даже в коммерческих проектах. Она поддерживается компанией Qt, а значит, скорее всего, за ней будущее. Здесь мы используем PyQt, потому что она более зрелая. Но, так как их интерфейсы очень похожи, вы всегда можете перейти на Qt for Python позднее.
Установка PyQt
Лучший способ управлять зависимостями в Python — через виртуальную среду. Виртуальная среда — это просто локальный каталог, содержащий библиотеки для данного конкретного проекта. В отличии от общесистемной установки библиотек, это не не повлияет на другие ваши проекты.
Для создания виртуальной среды в текущем каталоге выполните следующую команду:
python3 -m venv venv
Эта команда создаст директорию venv/. Чтобы активировать виртуальную среду в Windows, выполните следующую команду:
call venv/scripts/activate.bat
А для Mac и Linux вот эту:
source venv/bin/activate
То, что виртуальная среда активирована, вы можете увидеть по префиксу (venv) в командной строке:
Теперь, чтобы установить PyQt, выполните следующую команду:
pip install PyQt5==5.9.2
Мы используем версию 5.9.2, потому что не все версии PyQt одинаково стабильны. Данная версия гарантированно будет работать хорошо.
Итак, поздравляем! Вы только что успешно установили PyQt5.
Создание GUI (графического интерфейса пользователя)
Теперь самое время написать ваш первый графический интерфейс! В нашей виртуальной среде запустим Python и выполним следующие команды:
Сначала мы загружаем библиотеку PyQt при помощи оператора import:
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QLabel
Затем мы создаем QApplication при помощи следующей команды:
app = QApplication([])
Это обязательное требование библиотеки Qt: каждое приложение с графическим интерфейсом пользователя должно иметь ровно один экземпляр класса QApplication. До выполнения данной строки многие вещи в Qt просто не работают. Поэтому такая команда будет присутствовать в каждом вашем Qt приложении.
Скобки [] в данной команде представляют аргументы командной строки, переданные приложению. Поскольку наше приложение не использует никаких параметров, мы оставляем скобки пустыми.
Теперь, чтобы реально что-нибудь увидеть, мы создаем следующее сообщение:
label = QLabel('Hello World!')
Затем мы даем команду вывести это на экран:
label.show()
Эта команда покажет небольшое окошко (его вид зависит от вашей операционной системы):
Последний шаг — передача управления библиотеке Qt и указание «запустить приложение, пока пользователь не закроет его». Это делается так:
app.exec_()
Если все это сработало, как ожидалось, тогда супер! Вы только что создали при помощи Python и библиотеки Qt свое первое приложение с графическим интерфейсом.
Виджеты
Все, что вы видите в приложениях PyQt, называется виджетами. Кнопки, сообщения, окна, диалоговые окна, индикаторы выполнения и так далее — все это виджеты. Подобно html элементам, виджеты в Qt зачастую вложены друг в друга. Например, окно может содержать кнопку, а кнопка, в свою очередь, — сообщение.
На следующей картинке показаны наиболее распространенные виджеты Qt:
Они перечислены ниже в порядке сверху вниз и слева направо:
Отсюда вы можете загрузить, если хотите, код приложения, которое создает такое окно.
Макеты
Как и в приведенном выше примере, ваш графический интерфейс, скорее всего, будет состоять из нескольких виджетов. В этом случае вам нужно указать Qt, как их расположить. Например, вы можете использовать QVBoxLayout для вертикального расположения виджетов:
Вот код, создающий интерфейс, изображенный на картинке выше:
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton, QVBoxLayout
app = QApplication([])
window = QWidget()
layout = QVBoxLayout()
layout.addWidget(QPushButton('Top'))
layout.addWidget(QPushButton('Bottom'))
window.setLayout(layout)
window.show()
app.exec_()
Как и ранее, мы создали экземляр класса QApplication. Затем мы создаем само окно (window). Мы используем для него самый простой тип QWidget, так как он просто используется как контейнер, а никакого особого поведения нам задавать не нужно. Затем мы создаем макет (layout) и добавляем к нему две кнопки QPushButton. Наконец, мы говорим окну использовать именно этот макет (и, следовательно, его содержимое). Как и в нашем первом приложении, мы заканчиваем вызовами методов .show () и app.exec_ ().
Безусловно, существует большое количество разных макетов, например QHBoxLayout для размещения элементов в ряд. Более подробно с ними можно ознакомиться в документации Qt.
Пользовательские стили
Одной из сильных сторон Qt является поддержка пользовательских стилей. Существует множество механизмов, позволяющих настраивать внешний вид вашего приложения. В этом разделе описаны некоторые из них.
Встроенные стили
Самый грубый способ изменить внешний вид вашего приложения — установить глобальный стиль. Вспомните изображение виджетов, которое мы уже приводили выше:
Здесь используется стиль под названием Fusion. Если вместо этого использовать стиль Windows, это будет выглядеть следующим образом:
Чтобы применить стиль, нужно использовать метод app.setStyle (…):
from PyQt5.QtWidgets import *
app = QApplication([])
app.setStyle('Fusion')
...
Доступные стили зависят от вашей платформы, но обычно они включают в себя «Fusion», «Windows», «WindowsVista» (только для Windows) и «Macintosh» (только для Mac).
Пользовательские цвета
Если вам нравится стиль, но вы хотите изменить его цвета (например, на темную тему), вы можете использовать QPalette и app.setPalette (...). Например:
from PyQt5.QtCore import Qt
from PyQt5.QtGui import QPalette
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QPushButton
app = QApplication([])
app.setStyle('Fusion')
palette = QPalette()
palette.setColor(QPalette.ButtonText, Qt.red)
app.setPalette(palette)
button = QPushButton('Hello World')
button.show()
app.exec_()
Это изменит цвет текста в кнопках на красный:
Как создать темную тему стиля Fusion, можно посмотреть вот здесь.
Таблицы стилей
В дополнение к вышесказанному вы можете изменить внешний вид своего приложения с помощью таблиц стилей. Это аналог CSS в Qt. Например, мы можем добавить некоторое пространство:
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QPushButton
app = QApplication([])
app.setStyleSheet("QPushButton { margin: 10ex; }")
button = QPushButton('Hello World')
button.show()
app.exec_()
Для получения дополнительной информации о таблицах стилей смотрите документацию Qt.
Сигналы и слоты
Qt использует механизм, называемый сигналами (signals), чтобы вы могли реагировать на такие события, как нажатие кнопки пользователем. Следующий пример иллюстрирует это. Код содержит кнопку, при нажатии на которую отображается окно сообщения.
from PyQt5.QtWidgets import *
app = QApplication([])
button = QPushButton('Click')
def on_button_clicked():
alert = QMessageBox()
alert.setText('You clicked the button!')
alert.exec_()
button.clicked.connect(on_button_clicked)
button.show()
app.exec_()
Строка button.clicked — это сигнал, метод .connect (...) позволяет нам установить на нем так называемый слот. Это просто функция, которая вызывается при поступлении сигнала. В приведенном выше примере наш слот показывает окно сообщения.
Термин «слот» важен при использовании Qt в C++, потому что в C++ слоты должны быть объявлены особым образом. Однако в Python любая функция может быть слотом — мы видели это выше. Поэтому различие между слотами и обычными функциями не имеет для нас большого значения.
Сигналы в Qt используются повсеместно. И, конечно, вы также можете определить свои собственные сигналы. Но это выходит за рамки данного руководства.
Компилируем наше приложение
Теперь у вас есть базовые знания для создания GUI, который реагирует на ввод пользователя. Допустим, вы написали приложение. Оно работает на вашем компьютере. Как передать его другим людям, чтобы они тоже могли его запустить?
Вы можете попросить пользователей вашего приложения установить Python и PyQt, как мы сделали выше, а затем предоставить им свой исходный код. Но это очень утомительно (и обычно непрактично). Вместо этого нам нужен отдельный вариант вашего приложения. То есть двоичный исполняемый файл, который другие люди могут запускать в своих системах, не устанавливая ничего.
В мире Python процесс превращения исходного кода в автономный исполняемый файл называется замораживанием (freezing). Несмотря на наличие множества библиотек, решающих эту проблему, например PyInstaller, py2exe, cx_Freeze, bbfreze, py2app и так далее, замораживание приложений PyQt всегда было на удивление непростой проблемой.
Мы будем использовать новую библиотеку под названием fbs, которая позволяет создавать автономные исполняемые файлы для приложений PyQt. Для ее установки введите команду:
pip install fbs
Затем выполним следующую команду:
fbs startproject
Вам будет предложено ввести несколько значений:
Когда вы введете предложенную команду run, должно открыться пустое окно:
Это приложение PyQt5, такое же, как и те, что мы видели раньше. Его исходный код находится в src/main/python/main.py в вашем текущем каталоге. Но вот что самое интересное: мы можем использовать fbs, чтобы превратить его в отдельный исполняемый файл!
fbs freeze
Эта команда создает и помещает автономный двоичный файл в папку /MyApp/ вашего текущего каталога. Вы можете отправить его своим друзьям (с той же ОС, что и ваша), и они также смогут запустить ваше приложение!
Бонус: создаем установщик
Библиотека fbs также позволяет вам создать установщик для вашего приложения с помощью команды fbs installer:
(Если вы работаете в Windows, вам сначала нужно установить NSIS и поместить путь к нему в свой PATH.)
За дополнительной информацией по использованию библиотеки fbs обратитесь к ее документации.
Итоги
Если вы дошли до этого места — примите наши поздравления. Надеемся, теперь у вас есть хорошее представление о том, как для написания приложений Python можно использовать PyQt (и различные ее части). Мы также узнали, как можно создавать автономные исполняемые файлы и установщики при помощи fbs.
