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:

			# для Fedora:
$ sudo dnf install python3-qt5 qt-creator
# для Debian/Ubuntu:
$ sudo apt install python3-qt5 pyqt5-dev-tools qtcreator
		

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

			$ pyuic5
Error: one input ui-file must be specified
		

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.

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:

			$ pyuic5 path/to/design.ui -o output/path/to/design.py
		

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:

			import sys  # sys нужен для передачи argv в QApplication
from PyQt5 import QtWidgets
		

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

			import design  # Это наш конвертированный файл дизайна
		

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:

			class ExampleApp(QtWidgets.QMainWindow, design.Ui_MainWindow):
    def __init__(self):
        # Это здесь нужно для доступа к переменным, методам
        # и т.д. в файле design.py
        super().__init__()
        self.setupUi(self)  # Это нужно для инициализации нашего дизайна
		

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():

			def main():
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)  # Новый экземпляр QApplication
    window = ExampleApp()  # Создаём объект класса ExampleApp
    window.show()  # Показываем окно
    app.exec_()  # и запускаем приложение
		

И чтобы выполнить эту функцию, мы воспользуемся привычной конструкцией:

			if __name__ == '__main__':  # Если мы запускаем файл напрямую, а не импортируем
    main()  # то запускаем функцию main()
		

В итоге main.py выглядит таким образом:

			import sys  # sys нужен для передачи argv в QApplication
from PyQt5 import QtWidgets
import design  # Это наш конвертированный файл дизайна

class ExampleApp(QtWidgets.QMainWindow, design.Ui_MainWindow):
    def __init__(self):
        # Это здесь нужно для доступа к переменным, методам
        # и т.д. в файле design.py
        super().__init__()
        self.setupUi(self)  # Это нужно для инициализации нашего дизайна

def main():
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)  # Новый экземпляр QApplication
    window = ExampleApp()  # Создаём объект класса ExampleApp
    window.show()  # Показываем окно
    app.exec_()  # и запускаем приложение

if __name__ == '__main__':  # Если мы запускаем файл напрямую, а не импортируем
    main()  # то запускаем функцию main()
		

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:

			self.btnBrowse.clicked.connect(self.browse_folder)
		

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:

			directory = QtWidgets.QFileDialog.getExistingDirectory(self, "Выберите папку")
		

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:

			import os
		

И получить список содержимого следующим образом:

			os.listdir(path)
		

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:

			def browse_folder(self):
    self.listWidget.clear()  # На случай, если в списке уже есть элементы
    directory = QtWidgets.QFileDialog.getExistingDirectory(self, "Выберите папку")
    # открыть диалог выбора директории и установить значение переменной
    # равной пути к выбранной директории

    if directory:  # не продолжать выполнение, если пользователь не выбрал директорию
        for file_name in os.listdir(directory):  # для каждого файла в директории
            self.listWidget.addItem(file_name)   # добавить файл в listWidget
		

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

Так выглядит весь код нашего Python GUI приложения:

			import sys  # sys нужен для передачи argv в QApplication
import os  # Отсюда нам понадобятся методы для отображения содержимого директорий

from PyQt5 import QtWidgets

import design  # Это наш конвертированный файл дизайна

class ExampleApp(QtWidgets.QMainWindow, design.Ui_MainWindow):
    def __init__(self):
        # Это здесь нужно для доступа к переменным, методам
        # и т.д. в файле design.py
        super().__init__()
        self.setupUi(self)  # Это нужно для инициализации нашего дизайна
        self.btnBrowse.clicked.connect(self.browse_folder)  # Выполнить функцию browse_folder
                                                            # при нажатии кнопки

    def browse_folder(self):
        self.listWidget.clear()  # На случай, если в списке уже есть элементы
        directory = QtWidgets.QFileDialog.getExistingDirectory(self, "Выберите папку")
        # открыть диалог выбора директории и установить значение переменной
        # равной пути к выбранной директории

        if directory:  # не продолжать выполнение, если пользователь не выбрал директорию
            for file_name in os.listdir(directory):  # для каждого файла в директории
                self.listWidget.addItem(file_name)   # добавить файл в listWidget

def main():
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)  # Новый экземпляр QApplication
    window = ExampleApp()  # Создаём объект класса ExampleApp
    window.show()  # Показываем окно
    app.exec_()  # и запускаем приложение

if __name__ == '__main__':  # Если мы запускаем файл напрямую, а не импортируем
    main()  # то запускаем функцию main()
		

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.