上周给大家推荐了新书Python Qt GUI与数据可视化编程,受到了广大读者的青睐,很多人问我何时上架?什么时间预订?能不能给发完整目录?需要这种知识很久了等回应。今天可以告诉大家,这本书上架啦!!!!

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本书介绍在Python中使用PyQt5和其他模块进行GUI和数据可视化编程的方法。第一部分介绍PyQt5设计GUI程序的基本框架,包括GUI应用程序的基本结构、窗体UI可视化设计与窗体业务逻辑的设计、信号与槽的特点和使用等。第二部分介绍GUI程序设计中一些主要功能模块的使用,包括基本界面组件、事件处理、数据库、绘图、多媒体等。第三部分先介绍使用PyQtChart和PyQtDataVisualization进行二维和三维数据可视化设计的方法,再介绍将Matplotlib嵌入PyQt5 GUI应用程序窗口界面中进行数据可视化的编程方法。通过研读本书,读者可以掌握使用PyQt5、PyQtChart、Matplotlib等模块进行GUI应用程序和数据可视化设计的方法。

本书适合具有Python编程基础,并想通过Python设计GUI应用程序或在GUI应用程序中实现数据可视化的读者阅读和参考。

干货截选:2.6 从Qt C++类库到PyQt5

2.6.1 帮助信息的查找

1.在Qt Creator中查找帮助信息

安装PyQt5时不会安装完整的类库帮助文档,PyQt5的在线Reference Guide提供了PyQt5使用中的一些关键技术问题的说明,但是关于具体的某个类的信息并不完整,不如Qt官网上的帮助文档信息全面。

要离线获取一个类的详细帮助信息,可以使用Qt Creator的帮助窗口。例如,在Qt Creator的帮助窗口里搜索QSpinBox,其资料页面如图2-32所示,这里有对QSpinBox类的简单说明和主要特性的示例代码,列出了其所有的属性、类型定义、公共接口函数、公共槽函数、信号等,并且可以查看每一项的详细资料。

你等待的Python Qt GUI来啦!顺带送干货:从Qt C++类库到PyQt5_python_02

图2-32 在Qt Creator的帮助窗口查找类的详细信息

Qt类库包含的类很多,具体到某个特定的类,其属性、接口函数、信号也很多,不可能全部介绍或列出来。对任何一种编程语言来说,其自带的帮助文档的信息都是最全面最准确的,学习时要善于查找帮助信息。

2.在Python中查找帮助信息

PyQt5安装后虽然没有Qt Creator里那样详细的类库帮助文档,但是可以通过Python的一些基本指令获取类或函数的内置帮助信息。例如,dir()指令可以显示一个类的所有接口信息;help()指令可以显示一个类的详细接口定义或一个函数的原型定义。

例如,要在Python Shell里查看QSpinBox的帮助信息,可执行下面的指令:

  1. ​>>> from PyQt5.QtWidgets import QSpinBox​
  2. ​>>> dir(QSpinBox)​

指令dir(QSpinBox)会列出QSpinBox的所有属性和方法的名称,包括所有从父类继承的属性和方法。

  1. ​>>> help(QSpinBox)​

指令help(QSpinBox)会更详细地列出QSpinBox类的所有属性和方法,它会先列出QSpinBox类里新定义的属性和方法,然后依次列出父类的属性和方法。接口函数(即方法)会显示输入输出参数定义。

help()指令也可以显示一个方法的函数原型(如QSpinBox.setValue()函数)的帮助信息:

  1. ​>>> help(QSpinBox.setValue)​
  2. ​Help on built-in function setValue:​
  3. ​setValue(...)​
  4. ​setValue(self, int)​

其中的最后一行表示setValue()函数需要一个int类型的输入参数,没有返回值。self是Python中所有类的接口函数的第一个参数,不看作函数参数。

  1. ​>>> help (QSpinBox.value)​
  2. ​Help on built-in function value:​
  3. ​value(...)​
  4. ​value(self) -> int​

上面显示的是QSpinBox.value()函数的帮助信息,最后一行表示value()函数返回一个int类型的数据,没有输入参数。

PyQt5的内置帮助信息虽然不详细、查阅不方便,但是可以提供最准确的信息,特别是在函数的输入输出参数定义上。对于某些类或函数,Qt C++类库中的定义和PyQt5中的定义有差异,应该以PyQt5的定义为准。

2.6.2 正确导入模块中的类

1.PyQt5的常用模块

PyQt5是Qt C++类库的一个Python绑定,它包含了很多模块,在PyQt5安装后的目录“D:\Python37\Lib\site-packages\PyQt5”里可以看到所有模块的文件。在前面的示例程序中已经用到了QtWidgets、QtCore、QtGui等模块,PyQt5中常用的几个模块如表2-5所示。

表2-5 PyQt5中常用的模块

PyQt5模块名

主要功能

包含的类示例

QtCore

提供核心的非GUI功能的类,包括常用的名称空间Qt

QFile、QDir、QTimer等Qt中的非界面组件类 包含各种枚举类型的名称空间Qt pyqtSlot、pyQtSignal等在PyQt5中引入的函数

QtGui

提供GUI设计中用于窗口系统集成、事件处理、绘图等功能的类

QIcon、QFont、QPixMap、QCloseEvent、QPalette、QPainter等GUI底层实现类

QtWidgets

提供GUI设计中所有窗体显示的类,包括各种窗体、标准对话框、按钮、文本框等组件

QMainWindow、QWidget、QDialog等窗体 QColorDialog、QFileDialog等标准对话框 QRadioButton、QSpinBox、QMenu等界面组件

QtMultimedia

提供音频、视频、摄像头操作的类

QCamera、QAudioInput、QMedaiPlayer等

QtMultimediaWidgets

提供多媒体窗体显示的类

QCameraViewfinder、QVideoWidget等

QtSql

提供SQL数据库驱动、数据查询和操作的类

QSqlDatabase、QSqlQuery、QSqlRecord等

2.查找类所在的模块

在Python程序里用到某个PyQt5的类时,需要用import语句导入这个类,例如在前面的示例程序中用过这样的导入语句:

  1. ​from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget​
  2. ​from PyQt5.QtCore import pyqtSlot, pyqtSignal​
  3. ​from PyQt5.QtGui import QIcon​

因为Qt的类一般都以大写字母Q开头作为类名,与Python自带的类或其他程序包的类有很好的区分度,所以一般导入具体的类,然后在程序里直接使用这个类。

尽量不要使用类似于这样的导入语句:

  1. ​from PyQt5.QtWidgets import *​

这样虽然可以导入PyQt5.QtWidgets中的所有类并且直接使用,但是会导入很多不需要用到的类,这可能使程序运行变慢。

对于一个具体的类,如何知道它属于哪个模块呢?例如,对于类QPalette,如何知道它属于哪个模块,从而使用正确的import语句呢?

Qt C++的类库也是以模块组织的,Qt C++类库中的模块与PyQt5中的模块基本是对应的,可以在Qt Creator的帮助页面查找一个类的详细资料来查到其属于哪个模块。例如,QPalette类的帮助信息的基本描述如图2-33所示,其中有一行是:

  1. ​qmake: QT += gui​

这表明在Qt C++类库中,QPalette是属于gui模块的,那么在PyQt5中对应的模块就是PyQt5.QtGui,所以导入语句应该是:

  1. ​from PyQt5.QtGui import QPalette​

Qt帮助文档中qmake语句常见的描述与PyQt5模块的对应关系如表2-6所示。

表2-6 Qt帮助文档里的qmake描述与PyQt5模块的对应关系

Qt帮助中qmake描述

对应的PyQt5模块

示例导入语句

QT += core

QtCore

from PyQt5.QtCore import QDateTime from PyQt5.QtCore import Qt

QT += gui

QtGui

from PyQt5.QtGui import QIcon

QT += widgets

QtWidgets

from PyQt5.QtWidgets import QFileDialog

QT += multimedia

QtMultimedia

from PyQt5.QtMultimedia import QAudioInput

QT += multimediawidgets

QtMultimediaWidgets

from PyQt5.QtMultimediaWidgets import QVideoWidget

QT += sql

QtSql

from PyQt5.QtSql import QSqlQuery

2.6.3 部分类和接口函数的差异

PyQt5中大部分类的接口函数,以及每个函数的输入输出参数定义与Qt C++类库中的是一致的,所以在Qt Creator中查询帮助信息就可以知道类的接口或一个函数的输入输出参数。

但是有少量PyQt5的类或接口函数与Qt C++类库中的是不一样的。例如,对于QDataStream类,Qt C++类库中使用流操作符“>>”和“<<”实现各种类型数据的输入和输出,但是PyQt5中的QDataStream类没有这两个流操作符,而是定义了很多接口函数进行各种数据的输入和输出(详见9.3节)。

另外,有少量函数的接口在PyQt5和Qt C++中的定义不一样。例如,QFileDialog类的getOpenFileName()在Qt C++中的函数原型(省略了输入参数)是:

  1. ​QString getOpenFileName(…);​

而用help()指令查看的PyQt5中的函数原型(省略了输入参数)是:

  1. ​getOpenFileName(…) -> Tuple[str, str]​

getOpenFileName()函数在Qt C++和PyQt5中的输入参数相同,所以上面都省略了输入参数的显示。但是在Qt C++中,getOpenFileName()函数只返回一个选择的文件名,而在PyQt5中,getOpenFileName()返回一个Tuple类型的数据,第一个str类型数据是选择的文件名,第二个str类型数据是使用的文件过滤器。如果直接按照Qt C++中的函数原型在Python中使用QFileDialog.getOpenFileName()函数就会出现问题。

在Qt C++类库和PyQt5之间存在差异的类和接口函数并不多,但如果不知道这些差异,按照Qt C++类库的接口定义来使用PyQt5中的相应类或函数就会出现问题。例如,只根据Qt帮助文档里的函数原型使用PyQt5中的类或函数,或者是熟悉Qt C++类库使用的读者根据经验使用这些有差异的类或函数。

下面是整理的本书示例程序或使用PyQt5过程中遇到过的有差异的类或函数,这不是覆盖整个PyQt5的清单,不全面,但是可以让读者遇到此类问题时避免落入陷阱耗费时间。下面整理的内容只是列出了这些有差异的类或函数,并做简单说明,至于具体的差异之处,书中示例程序中涉及的地方会有具体说明。读者在用到以下这些类或函数时,也可以查阅Qt C++帮助文档和PyQt5内置帮助信息来明确这些差异之处。

(1)QDataStream类:接口函数存在较大差异,Qt C++中使用流操作符“>>”和“<<”,PyQt5中使用大量的接口函数替代流操作符。

(2)QFileDialog类:三个类函数getOpenFileName()、getOpenFileNames()、getSaveFileName()的返回数据有差异。Qt C++中只返回文件名或文件名列表,而PyQt5中返回的是一个Tuple类型的数据,第一个元素是文件名或文件名列表,第二个元素是使用的文件名过滤器。

(3)QFontDialog类:类函数getFont()的输入参数、返回数据有差异。

(4)QInputDialog类:getText()、getInt()等类函数返回数据有差异。

(5)QMediaRecorder类:supportedAudioSampleRates()函数返回数据有差异。

2.6.4 数据类型对应关系

C++是强制类型定义的语言,Python是动态数据类型语言,而且两种语言之间的数据类型有一些差异。例如对于字符串数据,Python有内建的str类型,而Qt C++中使用QString类。

Qt C++类库换为PyQt5后,某些Qt C++中的数据类型与Python中的数据类型存在对应关系,知道这些常见的对应关系后,就可以根据Qt Creator里查到的Qt C++函数原型迅速知道Python中的函数原型,从而正确使用这些函数。

1.枚举型常数

Qt C++的名称空间(namespace)Qt包含大量的枚举类型的定义,例如,表示预定义颜色的枚举类型:

  1. ​enum Qt::GlobalColor​

其部分枚举值有Qt::white、Qt::black、Qt::red、Qt::blue等。

PyQt5.QtCore模块中的类Qt对应于Qt C++类库中的名称空间Qt,这些枚举类型常量都通过类属性访问,例如预定义颜色常量Qt.white、Qt.red等。

在Qt C++中,也经常在类里定义枚举类型,例如QPalette类定义的用于表示颜色角色的枚举类型:

  1. ​enum QPalette::ColorRole​

其部分枚举值有QPalette::Window、QPalette::Text等。

在PyQt5中,对应的枚举类型就是QPalette.ColorRole,而这些枚举类型常量作为类属性访问,也就是QPalette.Window、QPalette.Text等。

2.Qt C++中的QString与Python的str类型

PyQt5中没有QString类型,Qt C++中的QString会被自动换为Python的str类型,例如,C++中的一个函数返回值是QString类型:

  1. ​QString QFileDialog::getExistingDirectory(…);​

在PyQt5中的返回值就是str类型:

  1. ​getExistingDirectory(…) -> str​

由于返回结果是Python的str类型,不能使用QString的接口函数对返回结果进行处理,而应该使用Python的str类型的接口函数。

3.列表类型

在Qt C++中用QList<type>定义类型为type的数据列表,而在Python中有内建的list数据类型,所以,Qt C++中的QList<type>在PyQt5中对应的是list[type]数据。例如,Qt C++中用于表示字符串列表的是QStringList类,在PyQt5中没有这个类,而是换为list[str]数据。

例如,Qt C++中QFileDialog.getOpenFileNames()函数用于返回选择的多个文件的列表,其C++函数原型定义(省略了输入参数)是:

  1. ​QStringList getOpenFileNames(…);​

而在PyQt5的内置帮助信息显示的函数原型(省略了输入参数)是:

  1. ​getOpenFileNames(…) -> Tuple[List[str], str]​

其返回数据是Tuple类型,第一个数据List[str]是选择的文件名称字符串列表,第二个str数据是使用的文件过滤器。所以,这里还存在Qt C++与PyQt5函数参数不一致的问题。

既然返回的结果是list[str],就应该用Python的list数据处理的方法,例如:

  1. ​fileList,flt=QFileDialog.getOpenFileNames(self,"选择多个文件",​
  2. ​"", "Images(*.jpg)")​
  3. ​if (len(fileList)<1): #fileList是字符串列表​
  4. ​return​
  5. ​for i in range(len(fileList)):​
  6. ​print(fileList[i])​