0. 廢話

不是CS專業(yè)，從來沒做過界面，入職就被分配了寫一個(gè)上位機(jī)的工作。幸虧讀master的時(shí)候被操練得盲目自信不怕困難，說干就干。邊學(xué)邊寫用Matlab寫了個(gè)很爛的上位機(jī)，一旦啟動(dòng)阻塞電腦其他所有動(dòng)作…… 但是也算能用了，空閑了幾天，這時(shí)候有了新需求，那么就趁機(jī)學(xué)一下Qt吧。開始的時(shí)候，決定用PyQt 5 + Python 3，因?yàn)楦杏X比C++開發(fā)速度快。新需求完成后，就決定繼續(xù)把舊的功能移植過來了，最后……又做了一個(gè)很爛的上位機(jī)?！昂軤€”主要是性能問題，后面再細(xì)說。

請(qǐng)多指教。

1. 開發(fā)環(huán)境

1.1 Python 3

筆者也不知道Python 2用來開發(fā)會(huì)怎樣，選Python 3一是因?yàn)榭吹絇ython 2將停止維護(hù)還是什么的，二是用Vim的時(shí)候不少插件要Python 3支持。筆者是在Windows 7上開發(fā)，安裝Python 3之后，就可以用pip安裝需要的包了，比如說最主要的PyQt 5。中途從Python 3.5換到3.6，因?yàn)楦铝薞im，結(jié)果是并無影響，至少是在這個(gè)項(xiàng)目涉及到的范圍內(nèi)沒有影響。

1.2 PyQt 5

不需要安裝Qt 5。一開始以為使用PyQt 5要先安裝Qt 5，后來在另外一臺(tái)電腦上搭環(huán)境的時(shí)候嘗試了一下，發(fā)現(xiàn)并不需要。開始用的時(shí)候是PyQt/Qt 5.9，寫這篇文章的時(shí)候是5.10了。PyQt 5相對(duì)于4，很多類都被移動(dòng)了，目前來說網(wǎng)上的PyQt 5的教程比4的少很多，雖然可以參考著來開發(fā)，但是import的時(shí)候就要小心了，要去PyQt 5的網(wǎng)站或Qt官網(wǎng)查看一下。

1.3 Vim

既然提到了，就稍微說一下，并不是要引戰(zhàn)。筆者是學(xué)ROS的時(shí)候突然想起有這么個(gè)編輯器，懷著一顆好奇心就入坑了，花了一個(gè)星期入門——“入門”的意思是知道:wq等等。筆者腦子不好使，.h和.c(pp)分開看不行，界面和邏輯分開看也不行，也嘗試過學(xué)習(xí)Emacs之類，無奈再也沒有這么多時(shí)間了，所以一直用Vim。另外通過配置vimrc也可以直接在Vim中通過快捷鍵運(yùn)行Python代碼。

Vim用了快3年，配置上基本滿足當(dāng)前需求了，不能說是高端配置。先挖個(gè)坑，后面補(bǔ)一篇指南，比如語法檢查插件ALE我就搞了很久。

2. 開始

2.1 入門資料

還是先上點(diǎn)入門資料吧。

(1) First Programs in PyQt 5 - 建議先看這個(gè)。

(2) 《Matplotlib for Python Developers》的Chapter No. 6 - 第6章講的是怎么把matplotlib的坐標(biāo)嵌入到PyQt中去，但例子用的都是PyQt 4，需要讀者自行移植。其他matplotlib的內(nèi)容，筆者都是通過其官方文檔及Stack Overflow學(xué)習(xí)的。

2.2 main.py

也許主文件為其他命名也可以，但是筆者的主文件就是一鍋粥，以main概括就是了；里面是各個(gè)面板的實(shí)例化，以及最重要的——整個(gè)程序的實(shí)例化。這里要用到的是：

from PyQt5.QtWidgets import QApplication

PyQt 4的界面有很多種風(fēng)格可選，但是PyQt 5中刪減了。可通過setStyle函數(shù)來設(shè)置：

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    app.setStyle('fusion')

2.3 界面

2.3.1 窗口：QMainWindow, QWidgets

在看過的教程里，似乎主窗口都要用到QMainWindow：

from PyQt5.QtWidgets import QMainWindow
class MainWindow(QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        # Your code afterwards

用的時(shí)候并沒有深究為什么一定要用QMainWindow，后來其他部件全都是用QWidget。寫到這里，筆者去查了一下，有興趣的可以看一下——鏈接一，鏈接二，鏈接三。（“待審核”了，刪了，不好意思。）

QWidget用法和以上代碼差不多，就改個(gè)類名。主要用來做了一些從主窗口分離出去的小面板，例如嵌入了matplotlib的面板。

2.3.2 窗口屬性

筆者寫的軟件只定義了窗口初始大小和位置，以及圖標(biāo)：

from PyQt5.QtGui import QIcon
from PyQt5.QtWidgets import QDesktopWidget
from PyQt5.QtWidgets import QWidget
class Panel(QWidget):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        # Your code afterwards.
    def init_panel(self):
        screen = QDesktopWidget().availableGeometry()
        width = screen.width() * 0.5  # Change the scaler (0.5 here) at your will.
        height = screen.height() * 0.5  # Same as above.
        x = screen.width() * 0.01  # Same as above.
        y = screen.height() * 0.03  # Same as above.
        self.setGeometry(x, y, width, height)
        self.setWindowTitle('Panel')
        self.setWindowIcon(QIcon('icon.png'))

2.3.3 創(chuàng)建組件

先把用到的組件列一下：

from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg
from matplotlib.figure import Figure
from PyQt5.QtWidgets import QSizePolicy
from PyQt5.QtWidgets import QCheckBox, \
                            QComboBox, \
                            QDial, \
                            QGroupBox, \
                            QLabel, \
                            QLineEdit, \
                            QProgressBar, \
                            QPushBotton
from PyQt5.QtWidgets import QStyleFactory

(1) 1至3行是用來嵌入matplotlib的，QSizePolicy的用法，筆者也是對(duì)著教程依樣畫葫蘆：

class Canvas(FigureCanvasQTAgg):
    def __init__(self, parent):
        self.figure = Figure()
        FigureCanvasQTAgg.__init__(self, self.figure)
        self.axes = self.figure.add_subplot(1, 1, 1)
        self.setParent(parent)
        FigureCanvasQTAgg.setSizePolicy(self,
                                        QSizePolicy.Expanding,
                                        QSizePolicy.Expanding)
        FigureCanvasQTAgg.updateGeometry(self)

(2) 14行的QStyleFactory是與8行的QDial配合用的，筆者用QDial簡單封裝了一個(gè)羅盤，但是QDial的指針樣式在PyQt 5里默認(rèn)是一個(gè)圓點(diǎn)，需要用QStyleFactory強(qiáng)制顯示為針狀（只列出部分代碼，其他屬性請(qǐng)自行設(shè)置）：

class Compass(QDial):
    def __init__(self, parent):
        super().__init__()
        self.setStyle(QStyleFactory.create('windows'))

(3) 第6行QCheckBox：很直接，用于勾選某些選項(xiàng)

(4) 第7行QComboBox：用于創(chuàng)建下拉菜單

from PyQt5.QtWidgets import QComboBox
from PyQt5.QtWidgets import QWidget
class Panel(QWidget):
    def __init__(self):
        super().__init__()
    def create_widget(self):
        self.menu = QComboBox(self)
    def init_widget(self):
        self.menu.addItem('1', 1)
        self.menu.addItem('2', 2)
        self.menu.addItem('3', 3)

addItem的第一個(gè)參數(shù)為菜單顯示的字符串，第二個(gè)參數(shù)為item里對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，可通過itemData來獲取，例如，在上述例子的前提下，以下語句為True：

self.menu.itemData(0) == 1
self.menu.itemData(1) == 2
self.menu.itemData(2) == 3

(5) 第9行QGroupBox：就是在窗口里的一個(gè)小區(qū)域，視覺上將一些關(guān)系緊密組件放在一起，可以為這個(gè)group設(shè)置一個(gè)名字。QGroupBox在面板的QGridLayout上用addWidget從（0，0）開始擺放后，組內(nèi)要另外定義QGridLayout，從（0，0）開始擺放組件。其他細(xì)節(jié)請(qǐng)自行參考官方文檔。

(6) 第10、11行配合使用：QLabel即創(chuàng)建標(biāo)簽，通常用來標(biāo)記QLineEdit里顯示的數(shù)據(jù)是什么東西。QLineEdit中，用setText來設(shè)置要顯示的數(shù)據(jù)，同時(shí)可用setReadOnly防止數(shù)據(jù)被誤改；如果是作為輸入框，用getText然后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型。其他細(xì)節(jié)請(qǐng)自行參考官方文檔。

(7) 第12行QProgressBar：用來當(dāng)作電池顯示條。隨便鼓搗自己想要的功能，其中還用到一個(gè)網(wǎng)站（uiGradient）提供的漸變色配色方案。

(8) 第13行QPushButton：創(chuàng)建按鈕，可用setCheckable(True)來使得按鈕可以保持按下（Checked）的狀態(tài)。

2.3.4 組件布局

筆者只用了QGridLayout，因?yàn)楦杏X這個(gè)布局便于安排組件。雖然冥冥中感覺QVBoxLayout和QHBoxLayout能夠讓界面在resize的過程中使組件的位置保持得更好（如使用addStrecth等，若有誤懇請(qǐng)讀者賜教），但由于并不是產(chǎn)品級(jí)的軟件，所以什么方便快捷就用什么了。QGridLayout中的setRowStrecth和setColumnStretch只是用來對(duì)齊不同QBoxGroup中的組件，但效果也并不完美。

原理上，setRowStrecth和setColumnStretch可以用來調(diào)整不同組件所占空間的大小，但是筆者直接用addWidget來調(diào)整了：

from PyQt5.QtWidgets import QGridLayout
from PyQt5.QtWidgets import QLineEdit
from PyQt5.QtWidgets import QWidget
class Panel(QWidget):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.layout = QGridLayout(self)
        # Your code afterwards
    def create_widgets(self):
        self.fat_box = QLineEdit(self)
        self.thin_box = QLineEdit(self)
    def add_widgets(self):
        self.layout.addWidget(self.fat_box, 0, 0, 3, 3)
        self.layout.addWidget(self.thin_box, 3, 0, 1, 1)