Python GUI設計之PyQt5從入門到實踐

隨着Python的廣泛應用，GUI編程也越來越需要，PyQt是一款優秀的Python GUI開發框架，可以實現跨平台的圖形用戶界面應用開發。在此篇文章中，我們將從多個方面入手介紹PyQt5的基礎知識以及實踐經驗，幫助初學者入門PyQt5，從而開發出高質量的應用。

一、起步

1、安裝PyQt5
PyQt5可以通過pip安裝，使用如下命令即可：

pip install PyQt5

2、第一個PyQt5程序
在安裝PyQt5之後，我們可以通過以下代碼來測試是否安裝成功：

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    w = QWidget()
    w.resize(350, 200)
    w.move(300, 300)
    w.setWindowTitle('第一個PyQt5窗口')
    w.show()
    sys.exit(app.exec_())

在這段代碼中，我們首先導入了PyQt5中的QApplication和QWidget，QApplication類管理整個應用程序的控制流程，而QWidget則是最基本的用戶界面元素。在代碼中，我們新建了一個QWidget實例，並設置大小、位置、標題等屬性，最後通過show()方法來顯示窗口。在最後一行，我們調用了QApplication類的exec_()方法來進入應用程序主循環，這是PyQt5的一大特點，即框架自帶事件循環。最後，通過sys.exit()方法退出此應用程序，代碼的運行結束。

二、窗口部件

1、標籤（QLabel）
標籤是顯示文本或圖像等信息的窗口部件，通過如下代碼可在窗口中添加一個標籤：

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QLabel

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    w = QWidget()
    label = QLabel(w)
    label.setText("Hello World!")
    w.resize(250, 200)
    label.move(80, 100)
    w.setWindowTitle('標籤示例')
    w.show()
    sys.exit(app.exec_())

2、按鈕（QPushButton）
按鈕是用戶點擊觸發事件的窗口部件，如下代碼可在窗口中添加一個按鈕：

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    w = QWidget()
    btn = QPushButton(w)
    btn.setText("按鈕")
    w.resize(250, 200)
    btn.move(80, 100)
    w.setWindowTitle('按鈕示例')
    w.show()
    sys.exit(app.exec_())

3、文本框（QLineEdit）
文本框是用來輸入和編輯文本內容的窗口部件，如下代碼可在窗口中添加一個文本框：

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QLineEdit

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    w = QWidget()
    le = QLineEdit(w)
    le.move(80, 50)
    w.resize(250, 200)
    w.setWindowTitle('文本框示例')
    w.show()
    sys.exit(app.exec_())

4、列表框（QListWidget）
列表框是用來顯示列表信息的窗口部件，如下代碼可在窗口中添加一個列表框：

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QListWidget, QListWidgetItem

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    w = QWidget()
    lw = QListWidget(w)
    lw.addItem("選項1")
    lw.addItem("選項2")
    lw.addItem("選項3")
    lw.move(80, 50)
    w.resize(250, 200)
    w.setWindowTitle('列表框示例')
    w.show()
    sys.exit(app.exec_())

三、布局管理器

1、水平布局（QHBoxLayout）
水平布局是一種按照從左到右排列組件的布局方式，如下代碼可實現水平布局的窗口：

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QHBoxLayout, QPushButton

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    w = QWidget()
    hbox = QHBoxLayout()
    hbox.addStretch(1)
    hbox.addWidget(QPushButton("按鈕1"))
    hbox.addWidget(QPushButton("按鈕2"))
    hbox.addWidget(QPushButton("按鈕3"))
    hbox.addStretch(1)
    w.setLayout(hbox)
    w.setWindowTitle('水平布局示例')
    w.show()
    sys.exit(app.exec_())

2、垂直布局（QVBoxLayout）
垂直布局是一種按照從上到下排列組件的布局方式，如下代碼可實現垂直布局的窗口：

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QVBoxLayout, QPushButton

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    w = QWidget()
    vbox = QVBoxLayout()
    vbox.addStretch(1)
    vbox.addWidget(QPushButton("按鈕1"))
    vbox.addWidget(QPushButton("按鈕2"))
    vbox.addWidget(QPushButton("按鈕3"))
    vbox.addStretch(1)
    w.setLayout(vbox)
    w.setWindowTitle('垂直布局示例')
    w.show()
    sys.exit(app.exec_())

3、網格布局（QGridLayout）
網格布局是一種按照行列排列組件的布局方式，每個組件佔用一個單元格，如下代碼可實現網格布局的窗口：

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QGridLayout, QLabel

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    w = QWidget()
    grid = QGridLayout()
    grid.addWidget(QLabel('標籤1'), 0, 0)
    grid.addWidget(QLabel('標籤2'), 0, 1)
    grid.addWidget(QLabel('標籤3'), 1, 0)
    grid.addWidget(QLabel('標籤4'), 1, 1)
    w.setLayout(grid)
    w.setWindowTitle('網格布局示例')
    w.show()
    sys.exit(app.exec_())

四、事件與信號槽

1、事件
事件是GUI編程中非常重要的概念，可以觸發各種操作和響應，比如鼠標點擊、按鍵、拖拽等事件。PyQt5中的所有事件和操作均是基於QEvent對象的。

2、信號槽
信號槽是PyQt5中的一種機制，它可以在不同對象之間傳遞信息和觸發操作。當某個事件發生時，對象會發出信號，而連接到該對象的槽則會接收到該信號，並執行相應的操作。如下代碼可實現信號槽的窗口：

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton, QMessageBox

def show_msg():
    msg = QMessageBox()
    msg.setText("點擊了按鈕")
    msg.exec_()

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    w = QWidget()
    btn = QPushButton('點擊按鈕', w)
    btn.move(50, 50)
    btn.clicked.connect(show_msg)
    w.resize(250, 200)
    w.setWindowTitle('信號槽示例')
    w.show()
    sys.exit(app.exec_())

在代碼中，當用戶點擊按鈕時，便會觸發show_msg()函數，並彈出一個消息框。

五、總結

本篇文章主要介紹了PyQt5的基礎知識和使用方法，包括窗口部件、布局管理器、事件與信號槽等內容。這些內容涵蓋了GUI開發中的基本要素，希望能對初學者有所幫助。當然，PyQt5的應用遠不止於此，還有更多高級功能需要進一步學習和實踐。