痞子衡嵌入式：超级好用的可视化PyQt GUI构建工具(Qt Designer)
大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家介绍的是pyqt gui构建工具qt designer。
痞子衡开博客至今已有好几年，一直以嵌入式开发相关主题的文章为主线，偶尔穿插一些其他技术或工具的介绍，前段时间因为要做一个跟恩智浦mcu启动相关的上位机工具 nxp-mcubootutility，网上搜索对比了几个python下的gui框架，最终选择了wxpython这个成熟稳定的gui库，从而接触到wxformbuilder这个配套wxpython使用的gui构建工具。苦于网上关于该构建工具的中文资料不多，所以根据自己使用经验写了一篇 极易上手的可视化wxpython gui构建工具(wxformbuilder)，没想到该篇博客很受欢迎，居然目前是痞子衡博客里阅读量最高的一篇博客，而且也是搜索 wxformbuilder 关键字出来的中文结果排名第二位的链接，真是万万没想到。
wxpython框架虽然成熟稳定，但是相对最近更火的pyqt框架来说，还是显得古老了一些，控件风格不符合现代审美观，因此痞子衡决定学习一下pyqt的用法，感受下pyqt做出来的界面效果到底如何。根据wxpython学习经验，当然首先要从pyqt的可视化gui构建工具qt designer开始下手，因此便有了本篇博客。
一、qt designer工具背景
qt designer从名字上来看显然就是久负盛名的跨平台gui库qt的配套设计工具。qt库本身是c++语言实现的；riverbank公司用python语言对qt做了一层封装，封装后便成了python版gui库pyqt（目前最新的版本是pyqt5）；下面是这两个gui库的官方主页：
- qt项目官方网站:
- pyqt项目官方主页:
qt的各种ui控件功能均是通过class来实现的，这个链接 列出了qt里的所有class。pyqt5其用法基本与qt一致，这个链接 https://www.riverbankcomputing.com/static/docs/pyqt5/module_index.html#ref-module-index 列出了pyqt5里所有的modules，其中用于设计界面最常用的便是 qtwidgets 模块。
在qt官网的tools下面可以看到所有qt相关的工具，在ui design tools下面可以找到qt designer，可见qt designer是用于设计gui界面的工具之一。由于痞子衡介绍的pyqt5下的gui构建工具，因此本文的qt designer并不是直接在qt官网下载安装的，具体安装方法详见下一章节。
二、qt designer快速上手
使用qt designer去设计gui界面可以不用掌握pyqt5里的各个控件class的具体用法，你只需要在qt designer软件里添加这些控件即可，下面痞子衡将简介qt designer的用法：
2.1软件安装
简单了解pyqt5的module和class便可以开始设计gui界面，首先得安装qt designer，在安装完python3之后（痞子衡安装的是python 3.6），借助\python36\scripts\下的pip.exe工具来分别安装pyqt5和qt designer，命令见如下主页：
- pyqt5安装: https://pypi.org/project/pyqt5/
- qt designer安装:
安装完成之后打开\python36\lib\site-packages\pyqt5_tools\designer.exe，这便是qt designer。
2.2软件界面
打开qt designer可见到如下界面，界面主要分为四大区：项目区、控件区、编辑区、属性区。软件使用起来非常简单，就是在【控件区】里点击添加需要的控件，这些控件的效果会在【编辑区】里实时显示，并在【属性区】这些控件的属性，【项目区】用于显示控件间的层级关系。
2.3基础布局
让我们开始创建一个gui的基础框架，基础框架包括：container（局部外围轮廓）、layout（内部控件区）、menubar（顶部菜单栏）、statusbar（底部状态栏）。
第一步是添加一个container（此处选择常用的frame），这是gui的轮廓基础，有了frame之后还需要在frame里添加layout（此处选择竖排样式），用于规范后续控件的排列样式。默认gui即有menubar和statusbar。
2.4多种控件
基础布局搞定之后，接下来便是在layout里添加控件，pyqt5支持的控件非常丰富，其中比较常用的是如下几个：各种button（按钮）、label（静态显示文本框）、text edit（输入输出文本框）、check box（选中框）、各种slider（滑动条）等。由于前面痞子衡选择的是verticallayout，因此你会看到控件们都是竖着排的。
2.5控件属性
添加了所有控件之后，下一步便是分别设置控件的属性，进一步调整控件。痞子衡以push button属性为例，痞子衡勾选了如下3项比较重要的属性设置，分别是objectname（button在后续python代码的对象名，一般需要按其功能修改，修改后使得代码阅读/修改起来更直观）、geometry（设置button的尺寸与位置，如果是放在layout里，则受限于layout不可设置）、text（button在gui里显示的标签名，此处是pushbutton，也需要按其功能修改，方便用户使用软件）。
2.6保存为xml代码（工程文件）
当gui界面布局全部完成之后，需选择file->save as保存为.ui文件，该文件既是qt designer的工程文件也是最终生成的gui xml代码文件，痞子衡保存在了my_win.ui文件里。
2.7转换成python代码
虽然保存的my_win.ui文件里是可以直接在python代码里被加载使用的，但是更好的办法是直接将.ui文件转换成相应的.py文件。需要借助 \python36\scripts\pyuic5.exe工具，命令如下：
pyuic5 - o my_win.py my_win.ui
转换成功后，让我们打开my_win.py文件，可以简单看一下这个my_win.py里的内容，代码里首先import了pyqt5相关库，并定义了名为ui_mainwindow的class，这个class主要包含两个函数setupui()和retranslateui()。setupui()里初始化了各个控件成员self.xx，这与我们在qt designer里添加控件是对应的。
# -*- coding: utf-8 -*-
# form implementation generated from reading ui file '.\my_win.ui'
#
# created by: pyqt5 ui code generator 5.11.3
#
# warning! all changes made in this file will be lost!
from pyqt5 import qtcore, qtgui, qtwidgets
class ui_mainwindow(object):
def setupui(self, mainwindow):
mainwindow.setobjectname("mainwindow")
mainwindow.resize(603, 448)
self.centralwidget = qtwidgets.qwidget(mainwindow)
self.centralwidget.setobjectname("centralwidget")
self.frame = qtwidgets.qframe(self.centralwidget)
self.frame.setgeometry(qtcore.qrect(100, 80, 361, 211))
self.frame.setframeshape(qtwidgets.qframe.styledpanel)
self.frame.setframeshadow(qtwidgets.qframe.raised)
self.frame.setobjectname("frame")
self.verticallayoutwidget = qtwidgets.qwidget(self.frame)
self.verticallayoutwidget.setgeometry(qtcore.qrect(30, 20, 160, 172))
self.verticallayoutwidget.setobjectname("verticallayoutwidget")
self.verticallayout = qtwidgets.qvboxlayout(self.verticallayoutwidget)
self.verticallayout.setcontentsmargins(0, 0, 0, 0)
self.verticallayout.setobjectname("verticallayout")
self.pushbutton = qtwidgets.qpushbutton(self.verticallayoutwidget)
self.pushbutton.setenabled(true)
self.pushbutton.setobjectname("pushbutton")
self.verticallayout.addwidget(self.pushbutton)
self.label = qtwidgets.qlabel(self.verticallayoutwidget)
self.label.setobjectname("label")
self.verticallayout.addwidget(self.label)
self.textedit = qtwidgets.qtextedit(self.verticallayoutwidget)
self.textedit.setobjectname("textedit")
self.verticallayout.addwidget(self.textedit)
self.checkbox = qtwidgets.qcheckbox(self.verticallayoutwidget)
self.checkbox.setobjectname("checkbox")
self.verticallayout.addwidget(self.checkbox)
self.horizontalslider = qtwidgets.qslider(self.verticallayoutwidget)
self.horizontalslider.setorientation(qtcore.qt.horizontal)
self.horizontalslider.setobjectname("horizontalslider")
self.verticallayout.addwidget(self.horizontalslider)
mainwindow.setcentralwidget(self.centralwidget)
self.menubar = qtwidgets.qmenubar(mainwindow)
self.menubar.setgeometry(qtcore.qrect(0, 0, 603, 21))
self.menubar.setobjectname("menubar")
mainwindow.setmenubar(self.menubar)
self.statusbar = qtwidgets.qstatusbar(mainwindow)
self.statusbar.setobjectname("statusbar")
mainwindow.setstatusbar(self.statusbar)
self.retranslateui(mainwindow)
qtcore.qmetaobject.connectslotsbyname(mainwindow)
def retranslateui(self, mainwindow):
_translate = qtcore.qcoreapplication.translate
mainwindow.setwindowtitle(_translate("mainwindow", "mainwindow"))
self.pushbutton.settext(_translate("mainwindow", "pushbutton"))
self.label.settext(_translate("mainwindow", "textlabel"))
self.checkbox.settext(_translate("mainwindow", "checkbox"))
三、使用qt designer生成的代码
前面已经使用qt designer生成gui界面类ui_mainwindow并保存在my_win.py文件中，此时需要创建一个主函数文件去调用ui_mainwindow，下面是痞子衡创建的main_win.py中的代码：
import sys
from pyqt5.qtwidgets import qapplication, qmainwindow
# 导入my_win.py中内容
from my_win import *
# 创建mainwin类并传入ui_mainwindow
class mainwin(qmainwindow, ui_mainwindow):
def __init__(self, parent=none):
super(mainwin, self).__init__(parent)
self.setupui(self)
if __name__ == '__main__':
# 下面是使用pyqt5的固定用法
app = qapplication(sys.argv)
main_win = mainwin()
main_win.show()
sys.exit(app.exec_())
3.1触发事件与响应
有了button，我们肯定希望其能与一个响应函数相联系起来，此处痞子衡定义了showmessage()函数，并且将showmessage()与pushbutton绑定起来，点击button便会执行一次这个showmessage()函数。代码如下：
class mainwin(qmainwindow, ui_mainwindow):
def __init__(self, parent=none):
super(mainwin, self).__init__(parent)
self.setupui(self)
# 将响应函数绑定到指定button
self.pushbutton.clicked.connect(self.showmessage)
# button响应函数
def showmessage(self):
self.textedit.settext('hello world')
最后让我们测试一下这个gui软件，在命令行下运行main_win.py
ps d:\my_git_repo\> python .\main_win.py
至此，pyqt5 gui构建工具qt designer痞子衡便介绍完毕了，掌声在哪里~~~