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）

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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。

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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, QLabelapp = QApplication(sys.argv)
label = QLabel("Hello, PyQt!")
label.show()
sys.exit(app.exec_())

代码解析：

1. QApplication：管理应用程序的控制流和主设置。
2. QLabel：显示文本或图像的控件。
3. 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!"。

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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, QPushButtondef 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。

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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 sysdef 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_()

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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

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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, QHBoxLayoutapp = 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

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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 QButtonGroupradio1 = 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 QTabWidgettab_widget = QTabWidget()
tab_widget.addTab(QWidget(), "Tab 1")
tab_widget.addTab(QWidget(), "Tab 2")

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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, QObjectclass 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()))

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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 QWidgetclass 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 Truereturn super().eventFilter(obj, event)

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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, QColorclass 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"))

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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, pyqtSignalclass 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。

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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, QNetworkRequestmanager = QNetworkAccessManager()
reply = manager.get(QNetworkRequest(QUrl("https://example.com")))
reply.finished.connect(lambda: print(reply.readAll().data()))

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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, QSqlQuerydb = QSqlDatabase.addDatabase("QSQLITE")
db.setDatabaseName("test.db")
query = QSqlQuery()
query.exec_("CREATE TABLE IF NOT EXISTS test (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT)")

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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;
}

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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。

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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。

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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。

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十八、PyQt的学习资源

1. PyQt官方文档
2. Qt官方教程
3. PyQt5 GitHub示例

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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！