Десктопное приложение на Python: UI и сигналы

Десктопное приложение на Python: UI и сигналы

Считается, что Python не лучший выбор для десктопных приложений. Однако, когда в 2016 году я собирался переходить от разработки сайтов к программному обеспечению, Google подсказал мне, что на Python можно создавать сложные современные приложения. Например blender3d, который написан на Python.

Но люди, не по своей вине используют уродливые примеры графического интерфейса, которые выглядят слишком старыми, и не понравятся молодёжи. Я надеюсь изменить это мнение в своем туториале. Давайте начнём.

Мы будем использовать PyQt (произносится «Пай-Кьют‎»‎). Это фреймворк Qt, портированный с C++. Qt известен тем, что необходим C++ разработчикам. С помощью этого фреймворка сделаны blender3d, Tableau, Telegram, Anaconda Navigator, Ipython, Jupyter Notebook, VirtualBox, VLC и другие. Мы будем использовать его вместо удручающего Tkinter.

Требования

1. Вы должны знать основы Python
2. Вы должны знать, как устанавливать пакеты и библиотеки с помощью pip.
3. У вас должен быть установлен Python.

Установка

Вам нужно установить только PyQt. Откройте терминал и введите команду:

Мы будем использовать PyQt версии 5.15. Дождитесь окончания установки, это займёт пару минут.

Hello, World!

Создайте папку с проектом, мы назовём его helloApp. Откройте файл main.py, лучше сделать это vscode, и введите следующий код:

Этот код вызывает QGuiApplication и QQmlApplicationEngine которые используют Qml вместо QtWidget в качестве UI слоя в Qt приложении. Затем, мы присоединяем UI функцию выхода к главной функции выхода приложения. Теперь они оба закроются одновременно, когда пользователь нажмёт выход. Затем, загружаем qml файл для Qml UI. Вызов app.exec(), запускает приложение, он находится внутри sys.exit, потому что возвращает код выхода, который передается в sys.exit.

Добавьте этот код в main.qml:

Этот код создает окно, делает его видимым, с указанными размерами и заголовком. Объект Text отображается в середине окна.

22–25 апреля, Онлайн, Беcплатно

Теперь давайте запустим приложение:

Вы увидите такое окно:

Обновление UI

Давайте немного обновим UI, добавим фоновое изображение и время:

Внутри типа ApplicationWindow находится содержимое окна, тип Rectangle заполняет пространство окна. Внутри него находится тип Image и другой прозрачный Rectangle который отобразится поверх изображения.

Если сейчас запустить приложение, то текст появится в левом верхнем углу. Но нам нужен левый нижний угол, поэтому используем отступы:

После запуска вы увидите следующее:

Показываем текущее время

Модуль gmtime позволяет использовать структуру со временем, а strftime даёт возможность преобразовать её в строку. Импортируем их:

Теперь мы можем получить строку с текущим временем:

Строка «%H:%M:%S» означает, что мы получим время в 24 часовом формате, с часами минутами и секундами (подробнее о strtime).

Давайте создадим property в qml файле, для хранения времени. Мы назовём его currTime.

Теперь заменим текст нашей переменной:

Теперь, передадим переменную curr_time из pyhton в qml:

Это один из способов передачи информации из Python в UI.

Запустите приложение и вы увидите текущее время.

Обновление времени

Для того чтобы обновлять время, нам нужно использовать потоки. Для этого я предлагаю использовать сигналы.

Чтобы использовать сигналы нам нужен подкласс QObject. Назовём его Backend.

У нас уже имеется свойства для строки со временем curr_time, теперь создадим свойство backend типа QtObject в файле main.qml.

Передадим данные из Python в qml:

В qml файле один объект QtObject может получать несколько функций (называемых сигналами) из Python.

Создадим тип Connections и укажем backend в его target. Теперь внутри этого типа может быть столько функций, сколько нам необходимо получить в backend.

Таким образом мы свяжем qml и сигналы из Python.

Мы используем потоки, для того чтобы обеспечить своевременное обновление UI. Создадим две функции, одну для управления потоками, а вторую для выполнения действий. Хорошая практика использовать в названии одной из функций _.

Создадим pyqtsignal и назовём его updated, затем вызовем его из функции updater.

В этом коде updated имеет параметр arguments, который является списком, содержащим имя функции «updater». Qml будет получать данные из этой функции. В функции updater мы вызываем метод emit и передаём ему данные о времени.

Обновим qml, получив сигнал, с помощью обработчика, название которого состоит из «on» и имени сигнала:

Теперь нам осталось вызвать функцию updater. В нашем небольшом приложении, использовать отдельную функцию для вызова сигнала не обязательно. Но это рекомендуется делать в больших программах. Изменим задержку на одну десятую секунды.

Функция bootUp должна быть вызвана сразу же после загрузки UI:

Всё готово

Теперь можно запустить программу. Время будет обновляться корректно. Для того, чтобы убрать рамку, вы можете добавить в qml файл следующую строку:

Так должен выглядеть файл main.py:

Вот содержимое файла main.qml:

Сборка приложения

Для сборки десктопного приложения на Python нам понадобится pyinstaller.

Чтобы в сборку добавились все необходимые ресурсы, создадим файл spec:

Настройки файла spec

Параметр datas можно использовать для того, чтобы включить файл в приложение. Это список кортежей, каждый из которых обязательно должен иметь target path(откуда брать файлы) и destination path(где будет находится приложение). destination path должен быть относительным. Чтобы расположить все ресурсы в одной папке с exe-файлами используйте пустую строку.

Измените параметр datas, на путь к вашей папке с UI:

Параметр console установим в false, потому что у нас не консольное приложение.

Параметр name внутри вызова Exe, это имя исполняемого файла. name внутри вызова Collect, это имя папки в которой появится готовое приложение. Имена создаются на основании файла для которого мы создали spec — main.py.

Теперь можно запустить сборку:

В папке dist появится папка main. Для запуска программы достаточно запустить файл main.exe.

Так будет выглядеть содержимое папки с десктопным приложением на Python:

О том, как использовать Qt Designer для создания UI приложений на Python читайте в нашей статье.

Python GUI: создаём простое приложение с PyQt и Qt Designer

Эта статья предназначена для тех, кто только начинает своё знакомство с созданием приложений с графическим интерфейсом (GUI) на Python. В ней мы рассмотрим основы использования PyQt в связке с Qt Designer. Шаг за шагом мы создадим простое Python GUI приложение, которое будет отображать содержимое выбранной директории.

Что нам потребуется

Нам понадобятся PyQt и Qt Designer, ну и Python, само собой.

В этой статье используется PyQt5 с Python 3, но особых различий между PyQt и PySide или их версиями для Python 2 нет.

Windows: PyQt можно скачать здесь. В комплекте с ним идёт Qt Designer.

macOS: Вы можете установить PyQt с помощью Homebrew:

$ brew install pyqt5

Скачать пакет с большинством компонентов и инструментов Qt, который содержит Qt Designer, можно по этой ссылке.

Linux: Всё нужное, вероятно, есть в репозиториях вашего дистрибутива. Qt Designer можно установить из Центра Приложений, но PyQt придётся устанавливать через терминал. Установить всё, что нам понадобится, одной командой можно, например, так:

После того как вы закончили с приготовлениями, откройте командную строку/терминал и убедитесь, что вы можете использовать команду pyuic5 . Вы должны увидеть следующее:

Если вы видите сообщение, что такой команды нет или что-то в таком роде, попробуйте загуглить решение проблемы для вашей операционной системы и версии PyQt.

Если вы используете Windows, то, скорее всего, путь C:\Python36\Scripts (измените 36 на вашу версию Python) не прописан в вашем PATH . Загляните в этот тред на Stack Overflow, чтобы узнать, как решить проблему.

Дизайн

Основы

Теперь, когда у нас всё готово к работе, давайте начнём с простого дизайна.

Ростелеком информационные технологии , Москва , По итогам собеседования

Откройте Qt Designer, где вы увидите диалог новой формы, выберите Main Window и нажмите Create.

После этого у вас должна появиться форма — шаблон для окна, размер которого можно менять и куда можно вставлять объекты из окна виджетов и т.д. Ознакомьтесь с интерфейсом, он довольно простой.

Теперь давайте немного изменим размер нашего главного окна, т.к. нам не нужно, чтобы оно было таким большим. А ещё давайте уберём автоматически добавленное меню и строку состояния, поскольку в нашем приложении они не пригодятся.

Все элементы формы и их иерархия по умолчанию отображаются в правой части окна Qt Designer под названием Object Inspector. Вы с лёгкостью можете удалять объекты, кликая по ним правой кнопкой мыши в этом окне. Или же вы можете выбрать их в основной форме и нажать клавишу DEL на клавиатуре.

В итоге мы имеем почти пустую форму. Единственный оставшийся объект — centralwidget , но он нам понадобится, поэтому с ним мы ничего не будем делать.

Теперь перетащите куда-нибудь в основную форму List Widget (не List View) и Push Button из Widget Box.

Макеты

Вместо использования фиксированных позиций и размеров элементов в приложении лучше использовать макеты. Фиксированные позиции и размеры у вас будут выглядеть хорошо (пока вы не измените размер окна), но вы никогда не можете быть уверены, что всё будет точно так же на других машинах и/или операционных системах.

Макеты представляют собой контейнеры для виджетов, которые будут удерживать их на определённой позиции относительно других элементов. Поэтому при изменении размера окна размер виджетов тоже будет меняться.

Давайте создадим нашу первую форму без использования макетов. Перетащите список и кнопку в форме и измените их размер, чтобы вышло вот так:

Теперь в меню Qt Designer нажмите Form, затем выберите Preview и увидите что-то похожее на скриншот выше. Выглядит хорошо, не так ли? Но вот что случится, когда мы изменим размер окна:

Наши объекты остались на тех же местах и сохранили свои размеры, несмотря на то что размер основного окна изменился и кнопку почти не видно. Вот поэтому в большинстве случаев стоит использовать макеты. Конечно, бывают случаи, когда вам, например, нужна фиксированная или минимальная/максимальная ширина объекта. Но вообще при разработке приложения лучше использовать макеты.

Основное окно уже поддерживает макеты, поэтому нам ничего не нужно добавлять в нашу форму. Просто кликните правой кнопкой мыши по Main Window в Object Inspector и выберите Lay out → Lay out vertically. Также вы можете кликнуть правой кнопкой по пустой области в форме и выбрать те же опции:

Ваши элементы должны быть в том же порядке, что и до внесённых изменений, но если это не так, то просто перетащите их на нужное место.

Так как мы использовали вертикальное размещение, все элементы, которые мы добавим, будут располагаться вертикально. Можно комбинировать размещения для получения желаемого результата. Например, горизонтальное размещение двух кнопок в вертикальном будет выглядеть так:

Если у вас не получается переместить элемент в главном окне, вы можете сделать это в окне Object Inspector.

Последние штрихи

Теперь, благодаря вертикальному размещению, наши элементы выровнены правильно. Единственное, что осталось сделать (но не обязательно), — изменить имя элементов и их текст.

В простом приложении вроде этого с одним лишь списком и кнопкой изменение имён не обязательно, так как им в любом случае просто пользоваться. Тем не менее правильное именование элементов — то, к чему стоит привыкать с самого начала.

Свойства элементов можно изменить в разделе Property Editor.

Подсказка: вы можете менять размер, передвигать или добавлять часто используемые элементы в интерфейс Qt Designer для ускорения рабочего процесса. Вы можете добавлять скрытые/закрытые части интерфейса через пункт меню View.

Нажмите на кнопку, которую вы добавили в форму. Теперь в Property Editor вы должны видеть все свойства этого элемента. В данный момент нас интересуют objectName и text в разделе QAbstractButton . Вы можете сворачивать разделы в Property Editor нажатием по названию раздела.

Измените значение objectName на btnBrowse и text на Выберите папку.

Должно получиться так:

Именем объекта списка является listWidget , что вполне подходит в данном случае.

Сохраните дизайн как design.ui в папке проекта.

Превращаем дизайн в код

Конечно, можно использовать .ui -файлы напрямую из Python-кода, однако есть и другой путь, который может показаться легче. Можно конвертировать код .ui -файла в Python-файл, который мы потом сможем импортировать и использовать. Для этого мы используем команду pyuic5 из терминала/командной строки.

Чтобы конвертировать .ui -файл в Python-файл с названием design.py , используйте следующую команду:

Пишем код

Теперь у нас есть файл design.py с нужной частью дизайна нашего приложения и мы начинать работу над созданием его логики.

Создайте файл main.py в папке, где находится design.py .

Используем дизайн

Для Python GUI приложения понадобятся следующие модули:

Также нам нужен код дизайна, который мы создали ранее, поэтому его мы тоже импортируем:

Так как файл с дизайном будет полностью перезаписываться каждый раз при изменении дизайна, мы не будем изменять его. Вместо этого мы создадим новый класс ExampleApp , который объединим с кодом дизайна для использования всех его функций:

В этом классе мы будем взаимодействовать с элементами интерфейса, добавлять соединения и всё остальное, что нам потребуется. Но для начала нам нужно инициализировать класс при запуске кода. С этим мы разберёмся в функции main() :

И чтобы выполнить эту функцию, мы воспользуемся привычной конструкцией:

В итоге main.py выглядит таким образом:

Если запустить этот код: $ python3 main.py , то наше приложение запустится!

Но нажатие на кнопку ничего не даёт, поэтому нам придётся с этим разобраться.

Добавляем функциональность в наше Python GUI приложение

Примечание Весь дальнейший код пишется внутри класса ExampleApp .

Начнём с кнопки Выберите папку. Привязать к функции событие вроде нажатия на кнопку можно следующим образом:

Добавьте эту строку в метод __init__ класса ExampleApp , чтобы выполнить привязку при запуске приложения. А теперь взглянем на неё поближе:

• self.btnBrowse : здесь btnBrowse — имя объекта, который мы определили в Qt Designer. self говорит само за себя и означает принадлежность к текущему классу;
• clicked — событие, которое мы хотим привязать. У разных элементов разные события, например, у виджетов списка есть itemSelectionChanged и т.д.;
• connect() — метод, который привязывает событие к вызову переданной функции;
• self.browse_folder — просто функция (метод), которую мы описали в классе ExampleApp .

Для открытия диалога выбора папки мы можем использовать встроенный метод QtWidgets.QFileDialog.getExistingDirectory :

Если пользователь выберет директорию, переменной directory присвоится абсолютный путь к выбранной директории, в противном случае она будет равна None . Чтобы не выполнять код дальше, если пользователь закроет диалог, мы используем команду if directory: .

Для отображения содержимого директории нам нужно импортировать os :

И получить список содержимого следующим образом:

Для добавления элементов в listWidget мы используем метод addItem() , а для удаления всех элементов у нас есть self.listWidget.clear() .

В итоге функция browse_folder должна выглядеть так:

Теперь, если запустить приложение, нажать на кнопку и выбрать директорию, мы увидим:

Так выглядит весь код нашего Python GUI приложения:

Это были основы использования Qt Designer и PyQt для разработки Python GUI приложения. Теперь вы можете спокойно изменять дизайн приложения и использовать команду pyuic5 без страха потерять написанный код.