python有哪些常用的GUI（图形用户界面）库及选择指南

        python有哪些GUI库，分别是什么，各自有什么特点和具体的应用场景，以及各个库的主要组成结构是什么？这是我们学习python时的一些疑问。接下来，我们就写这样的一篇文章来解答，并各写一个小例子。

一、Python GUI库概述

        Python提供了多种 GUI（图形用户界面）库，每个库都有其独特的设计理念、适用场景和技术架构。这些库可以分为标准库、第三方框架和Web集成方案三大类，开发者可以根据项目需求、性能要求和个人偏好选择合适的库。

（一）标准库：Tkinter

1.特点与优势

Tkinter是Python的标准GUI库，由Tcl/Tk引擎提供支持，具有以下特点：

1. 跨平台兼容性：支持Windows、macOS、Linux等主流操作系统。
2. 轻量级：无需额外安装，随Python标准库一起发布。
3. 简单易用：API设计简洁，适合初学者快速上手。
4. 内置主题：提供基本的GUI组件（按钮、文本框、菜单等），风格统一。

2.应用场景

1. 小型应用程序：适合开发功能简单的小型桌面应用，如文件管理工具、简单的计算器等。
2. 教学用途：由于其简单易用的特点，Tkinter常被用于Python GUI编程的教学，帮助学生快速理解GUI编程的基本概念。
3. 脚本工具界面：为Python脚本添加简单的图形界面，方便用户操作，例如自动化测试工具的界面。

3.主要组成结构

1. 主窗口（Tk）：GUI 应用的顶级容器。
2. 组件（Widgets）：如 Button、Label、Entry、Text 等。
3. 布局管理器：pack ()、grid ()、place () 用于组件定位。
4. 事件处理：通过 bind () 方法绑定事件和回调函数。

4.示例代码

以下是一个简单的Tkinter计算器应用：

import tkinter as tk
class Calculator:def __init__(self, root):self.root = rootself.root.title("简易计算器")self.root.geometry("300x400")# 创建显示框self.display = tk.Entry(root, font=('Arial', 16), justify='right')self.display.grid(row=0, column=0, columnspan=4, padx=10, pady=10, sticky='nsew')# 定义按钮文本buttons = ['7', '8', '9', '/','4', '5', '6', '*','1', '2', '3', '-','0', '.', '=', '+']# 创建按钮row, col = 1, 0for button_text in buttons:button = tk.Button(root, text=button_text, font=('Arial', 14),command=lambda text=button_text: self.on_button_click(text))button.grid(row=row, column=col, padx=5, pady=5, sticky='nsew')col += 1if col > 3:col = 0row += 1# 配置网格权重，使按钮均匀分布for i in range(5):root.grid_rowconfigure(i, weight=1)for i in range(4):root.grid_columnconfigure(i, weight=1)# 存储计算表达式self.expression = ""def on_button_click(self, text):if text == '=':try:result = eval(self.expression)self.display.delete(0, tk.END)self.display.insert(0, str(result))self.expression = str(result)except Exception as e:self.display.delete(0, tk.END)self.display.insert(0, "错误")self.expression = ""elif text == 'C':self.display.delete(0, tk.END)self.expression = ""else:self.expression += textself.display.insert(tk.END, text)
if __name__ == "__main__":root = tk.Tk()app = Calculator(root)root.mainloop()

GUI效果如下：

有关基于Tkinter库的更强大的计算器，可以看我的CSDN文章：基于Python的tkinter库开发的一个计算器（完整代码）-CSDN博客 

（二）第三方框架：PyQt5

1.特点与优势

1. 功能强大：PyQt提供了大量的 GUI 组件和功能，包括高级绘图、多线程、网络编程、数据库访问等。它支持复杂的界面布局和交互效果，能够满足各种复杂应用的需求。
2. 跨平台：基于Qt框架，PyQt支持Windows、macOS、Linux等多种操作系统，并且在不同平台上保持一致的外观和行为。
3. 商业友好：PyQt采用双重许可证，既可以在GPL开源许可证下使用，也可以购买商业许可证用于闭源商业软件的开发。
4. 社区支持：PyQt有庞大的社区支持，大量第三方插件，文档丰富，有许多开源项目和教程可供参考。
5. 美观的UI：支持自定义样式和主题，界面效果接近原生应用。

2.应用场景

1. 复杂桌面应用：适合开发功能复杂、界面精美的桌面应用程序，如集成开发环境（IDE）、图形图像处理软件、媒体播放器等。
2. 跨平台应用：需要在多个操作系统上运行的应用程序，PyQt能够提供一致的用户体验。
3. 高级图形功能：如3D渲染、数据可视化。
4. 3.商业软件：由于其商业友好的许可证，PyQt常用于开发企业级和商业闭源软件。

3.主要组成结构

1. QtCore：核心非GUI功能（信号与槽机制、线程、事件循环）。
2. QtGui：图形界面组件（窗口、菜单、对话框等）。
3. QtWidgets：高级UI组件（按钮、文本框等）。
4. QtNetwork：网络编程模块。
5. QtSql：数据库访问模块。

4.示例代码

以下是一个PyQt5的待办事项应用：

import sys
from PyQt5.QtWidgets import (QApplication, QMainWindow, QListWidget, QPushButton, QVBoxLayout, QHBoxLayout, QWidget, QLineEdit)
class TodoApp(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setWindowTitle("待办事项应用")self.setGeometry(100, 100, 500, 400)# 创建中心部件和布局central_widget = QWidget()self.setCentralWidget(central_widget)main_layout = QVBoxLayout(central_widget)# 创建待办事项列表self.todo_list = QListWidget()main_layout.addWidget(self.todo_list)# 创建输入框和按钮布局input_layout = QHBoxLayout()main_layout.addLayout(input_layout)# 创建输入框self.task_input = QLineEdit()self.task_input.setPlaceholderText("输入新任务...")input_layout.addWidget(self.task_input)# 创建添加按钮self.add_button = QPushButton("添加任务")self.add_button.clicked.connect(self.add_task)input_layout.addWidget(self.add_button)# 创建删除按钮self.delete_button = QPushButton("删除选中")self.delete_button.clicked.connect(self.delete_task)input_layout.addWidget(self.delete_button)# 加载初始任务self.load_tasks()def add_task(self):task = self.task_input.text().strip()if task:self.todo_list.addItem(task)self.task_input.clear()self.save_tasks()def delete_task(self):selected_items = self.todo_list.selectedItems()if not selected_items:returnfor item in selected_items:self.todo_list.takeItem(self.todo_list.row(item))self.save_tasks()def save_tasks(self):tasks = [self.todo_list.item(i).text() for i in range(self.todo_list.count())]with open("tasks.txt", "w", encoding="utf-8") as f:f.write("\n".join(tasks))def load_tasks(self):try:with open("tasks.txt", "r", encoding="utf-8") as f:tasks = f.read().splitlines()for task in tasks:self.todo_list.addItem(task)except FileNotFoundError:pass
if __name__ == "__main__":app = QApplication(sys.argv)window = TodoApp()window.show()sys.exit(app.exec_())

GUI效果如下：

（三）轻量级框架：PySimpleGUI

1.特点与优势

1. 极简API：使用简单的函数调用创建GUI，无需复杂的类继承。
2. 统一接口：同一代码可在Tkinter、Qt、WxPython等后端运行。
3. 快速开发：减少样板代码，专注于功能实现。
4. 文档友好：提供大量示例和教程。

2.应用场景

1. 快速开发小型工具和脚本界面。
2. 教育和演示目的。
3. 需要多后端支持的跨平台应用。

3.主要组成结构

1. 布局定义：使用列表嵌套定义 GUI 布局。
2. 窗口管理：通过 Window 类创建和管理窗口。
3. 事件循环：通过 read () 方法获取用户事件并处理。

4.示例代码
以下是一个PySimpleGUI的文件浏览器：

import PySimpleGUI as sg
import os# 定义布局
layout = [[sg.Text("选择文件夹:"), sg.Input(key="-FOLDER-"), sg.FolderBrowse()],[sg.Button("浏览"), sg.Button("退出")],[sg.Listbox(values=[], size=(60, 20), key="-FILES-")]
]# 创建窗口
window = sg.Window("文件浏览器", layout)# 事件循环
while True:event, values = window.read()if event == sg.WINDOW_CLOSED or event == "退出":breakif event == "浏览":folder = values["-FOLDER-"]if folder and os.path.isdir(folder):try:files = os.listdir(folder)window["-FILES-"].update(files)except Exception as e:sg.popup_error(f"无法读取文件夹: {str(e)}")# 关闭窗口
window.close()

这里要在指定的地址下载安装PySimpleGUI，命令为：

python -m pip install --force-reinstall --extra-index-url https://PySimpleGUI.net/install PySimpleGUI

第一次安装PySimpleGUI后，运行以上代码会有以下提示，因为PySimpleGUI不是免费的。有30天的试用期。在以下页面上，勾选同意。

点击“Free Trial”先试用。

如果是直接用pip install PySimpleGUI已经安装了，可以先卸载并同时清除缓存：

python -m pip uninstall PySimpleGUIpython -m pip cache purge

GUI的效果如下：

可以读取文件夹里面的文件：

（四）Web集成方案：Remi

1.特点与优势

1. Web技术集成：使用HTML、CSS和JavaScript渲染界面。
2. 跨平台部署：可作为桌面应用或Web应用运行。
3. 响应式设计：自动适应不同设备屏幕尺寸。
4. 单语言开发：完全使用Python编写，无需前端知识。

2.应用场景

1. 基于Web的应用程序。
2. 跨平台数据可视化工具。
3. 远程控制和监控系统。

3.主要组成结构

1. Widget类：继承自remi.gui.Widget的UI组件。
2. App类：应用的主类，处理请求和事件。
3. 事件处理：通过装饰器绑定事件和回调函数。

（五）高级框架：Kivy

1. 特点与优势

1. 跨平台：支持桌面、移动（iOS/Android）和嵌入式设备。  
2. 多点触控：原生支持多点触控输入。  
3. 硬件加速：使用OpenGL ES进行图形渲染。  
4. 自定义UI：通过KV语言创建灵活的界面设计。  

2. 应用场景  

1. 游戏开发。  
2. 多点触控应用（如交互式白板）。  
3. 跨平台移动应用原型。  

3. 主要组成结构  

1. Widget类：所有UI组件的基类。  
2. 布局管理器：BoxLayout、GridLayout等。  
3. 事件系统：基于属性观察和回调函数。  
4. KV语言：用于分离UI设计和逻辑代码。  

4. 示例代码  

   以下是一个Kivy的天气应用：  

import kivy
from kivy.app import App
from kivy.uix.boxlayout import BoxLayout
from kivy.uix.label import Label
from kivy.uix.button import Button
from kivy.uix.textinput import TextInput
from kivy.clock import Clock
from kivy.uix.popup import Popup
import requests
from urllib.parse import quote, urlencode
import logging
from kivy.core.text import LabelBase
from kivy.resources import resource_add_path
import os# 配置日志
logging.basicConfig(level=logging.INFO, format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s')
logger = logging.getLogger(__name__)# 中文字体加载
class FontLoader:def __init__(self):self.font_name = self.load_chinese_font()def load_chinese_font(self):"""加载中文字体，优先使用系统中文字体"""font_paths = []if os.name == 'nt':  # Windowsfont_paths = ['C:/Windows/Fonts/simhei.ttf','C:/Windows/Fonts/simsun.ttc','C:/Windows/Fonts/simkai.ttf',]elif os.name == 'posix':  # macOS/Linuxfont_paths = ['/System/Library/Fonts/PingFang.ttc','/usr/share/fonts/truetype/wqy/wqy-microhei.ttc','/usr/share/fonts/opentype/noto/NotoSansCJK-Regular.ttc',]for path in font_paths:if os.path.exists(path):try:font_name = os.path.basename(path).split('.')[0]if os.name == 'posix' and path.startswith('/System/'):LabelBase.register(name=font_name, fn_regular=path)else:resource_add_path(os.path.dirname(path))LabelBase.register(name=font_name, fn_regular=os.path.basename(path))logger.info(f"成功加载中文字体: {font_name}")return font_nameexcept Exception as e:logger.warning(f"字体{path}加载失败: {str(e)}")logger.warning("未找到中文字体，使用默认字体")return 'Roboto'class WeatherApp(App):def __init__(self):super(WeatherApp, self).__init__()self.font_manager = FontLoader()self.font_name = self.font_manager.font_nameself.api_key = 'e13415042f4642f0b549383580080a69'  # 请替换为有效API密钥self.city_id_cache = {}  # 城市名称到ID的缓存self.current_popup = None  # 当前打开的弹窗引用def build(self):# 创建主布局self.layout = BoxLayout(orientation='vertical', padding=20, spacing=15)# 添加标题（指定中文字体）self.title_label = Label(text='天气应用',font_name=self.font_name,font_size=32,size_hint=(1, 0.2))self.layout.add_widget(self.title_label)# 添加城市输入框（指定中文字体）self.city_input = TextInput(text='北京',multiline=False,size_hint=(1, 0.1),font_name=self.font_name,font_size=18)self.layout.add_widget(self.city_input)# 添加查询按钮（指定中文字体）self.query_button = Button(text='查询天气',font_name=self.font_name,font_size=20,size_hint=(1, 0.1))self.query_button.bind(on_press=self.get_weather)self.layout.add_widget(self.query_button)# 添加天气信息标签（指定中文字体）self.weather_info = Label(text='请输入城市名称后点击查询',font_name=self.font_name,font_size=20,size_hint=(1, 0.6),halign='left',valign='top')self.layout.add_widget(self.weather_info)return self.layoutdef get_weather(self, instance):city = self.city_input.text.strip()if not city:self.weather_info.text = '请输入城市名称'return# 从缓存中获取城市IDif city in self.city_id_cache:logger.info(f"从缓存获取城市ID: {city} -> {self.city_id_cache[city]}")self.fetch_weather_by_id(self.city_id_cache[city], city)return# 查询城市IDself.search_city_id(city)def search_city_id(self, city_name):"""根据中文城市名称查询城市ID，支持多城市选择"""try:# 构建查询URLsearch_url = f"https://kt4d92k4pr.re.qweatherapi.com/geo/v2/city/lookup?location={quote(city_name)}&key={self.api_key}"headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36','Referer': 'https://www.heweather.com/'}response = requests.get(search_url, headers=headers, timeout=10)if response.status_code == 200:data = response.json()logger.debug(f"城市查询响应: {data}")# 检查API响应状态if data.get('code') == '200':locations = data.get('location', [])if locations:# 缓存城市列表self.city_candidates = locationsif len(locations) == 1:# 只有一个城市，直接使用city_id = locations[0].get('id')city_name = locations[0].get('name')logger.info(f"找到唯一城市: {city_name}, ID: {city_id}")self.city_id_cache[city_name] = city_idself.fetch_weather_by_id(city_id, city_name)else:# 多个城市，显示选择界面self.show_city_selector(locations)else:self.weather_info.text = f"未找到城市: {city_name}"else:self.weather_info.text = f"查询城市失败: HTTP {response.status_code}"except Exception as e:logger.error(f"查询城市ID失败: {str(e)}")self.weather_info.text = f"查询城市异常: {str(e)}"def show_city_selector(self, locations):"""显示城市选择弹窗"""if self.current_popup:self.current_popup.dismiss()layout = BoxLayout(orientation='vertical', spacing=10, padding=20)title = Label(text=f"找到 {len(locations)} 个相关城市，请选择:",font_name=self.font_name,font_size=18)layout.add_widget(title)for loc in locations:city_name = loc.get('name')city_id = loc.get('id')adm1 = loc.get('adm1', '')btn_text = f"{city_name} ({adm1}) - {city_id}"btn = Button(text=btn_text,font_name=self.font_name,size_hint=(1, 0.1),height=40)btn.bind(on_press=lambda btn, loc=loc: self.select_city(loc))layout.add_widget(btn)self.current_popup = Popup(title='城市选择',content=layout,size_hint=(0.8, 0.8),auto_dismiss=False)self.current_popup.open()def select_city(self, location):"""处理用户选择的城市"""if self.current_popup:self.current_popup.dismiss()city_id = location.get('id')city_name = location.get('name')self.city_id_cache[city_name] = city_idlogger.info(f"用户选择城市: {city_name}, ID: {city_id}")self.fetch_weather_by_id(city_id, city_name)def fetch_weather_by_id(self, city_id, city_name):"""使用城市ID获取天气信息"""try:# 构建请求参数params = {'location': city_id,'key': self.api_key}base_url = 'https://kt4d92k4pr.re.qweatherapi.com/v7/weather/now'url = f"{base_url}?{urlencode(params)}"headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36','Accept': 'application/json','Referer': 'https://www.heweather.com/'}response = requests.get(url, headers=headers, timeout=10)logger.info(f"天气查询响应状态码: {response.status_code}")if response.status_code == 200:data = response.json()logger.debug(f"天气数据: {data}")if data.get('code') == '200':now = data.get('now', {})weather = now.get('text', '未知天气')temp = now.get('temp', '未知温度')humidity = now.get('humidity', '未知湿度')wind_speed = now.get('windSpeed', '未知风速')wind_dir = now.get('windDir', '未知风向')weather_text = f"城市: {city_name}\n"weather_text += f"天气: {weather}\n"weather_text += f"温度: {temp}°C\n"weather_text += f"湿度: {humidity}%\n"weather_text += f"风速: {wind_speed} m/s\n"weather_text += f"风向: {wind_dir}"self.weather_info.text = weather_textelse:err_msg = data.get('message', 'API错误')self.weather_info.text = f"获取天气失败: {err_msg}"else:self.weather_info.text = f"网络错误: {response.status_code} - {response.text[:50]}"except Exception as e:self.weather_info.text = f"获取天气异常: {str(e)}"logger.exception("获取天气异常")if __name__ == '__main__':WeatherApp().run()

当前使用的API是“和风天气”（国内服务，支持中文）

注册地址：https://dev.heweather.com

self.api_key = 'YOUR_API_KEY'  # 请替换为有效API密钥

search_url = f"https://your_api_host/geo/v2/city/lookup?location={quote(city_name)}&key={self.api_key}"

base_url = 'https://your_api_host/v7/weather/now'

其中your_api_host和YOUR_API_KEY要填上自己的。

GUI效果如下：

当匹配的名称的“城市ID”有多个时，会显示列表：

点击其中一个，会显示天气信息：

（六）其他 GUI 库简介

1.WxPython

1. 特点：基于C++的WxWidgets库，性能高，UI接近原生应用。
2. 适用场景：需要高性能和复杂UI的桌面应用。

2.Toga

1. 特点：Python原生跨平台框架，支持桌面和移动设备。
2. 适用场景：需要一次编写多平台运行的应用。

3.DearPyGui

1. 特点：基于Dear ImGui的即时模式GUI，适合游戏和科学可视化。
2. 适用场景：需要实时渲染和交互的应用。

二、GUI库选择指南

1. 初学者推荐：Tkinter或PySimpleGUI，简单易学，文档丰富。
2. 复杂应用：PyQt5或WxPython，提供完整的功能集和高级组件。
3. 移动应用：Kivy或BeeWare（Toga），支持跨平台部署到 iOS 和 Android。
4. Web 集成：Remi 或 Eel，利用 Web 技术实现跨平台 UI。
5. 性能优先：DearPyGui 或 PyQt5，优化的渲染引擎和原生性能。

有关更详细的选库指南，请看下一篇文章：

三、总结

        Python的GUI库生态系统提供了多样化的选择，从简单的标准库到功能强大的第三方框架。开发者可以根据项目需求、技术栈和个人偏好选择合适的库。对于大多数情况，PyQt5 和 Tkinter 是最常用的选择，前者适合复杂应用，后者适合快速原型。随着 Web 技术的发展，Web 集成方案（如 Remi）也逐渐受到关注，成为跨平台开发的新选择。