【Python篇】PyQt5 超具体教程——由入门到精通（中篇二） ...

PyQt5超具体教程

前言

接：
【Python篇】PyQt5 超具体教程——由入门到精通（序篇）
【Python篇】PyQt5 超具体教程——由入门到精通（中篇一）
建议把代码复制到pycahrm等IDE上面看实际效果，方便明白嗷❤️

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第7部分：天生图表与数据可视化

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7.1 matplotlib 与 PyQt5 的连合

matplotlib 是 Python 中最常用的 2D 数据可视化库，它可以天生各种范例的图表，包括折线图、柱状图、饼图等。在 PyQt5 中，你可以使用 matplotlib 来天生图表，并将这些图表嵌入到 PyQt5 的窗口中。

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7.2 在 PyQt5 中嵌入 matplotlib 图表

为了在 PyQt5 应用中显示 matplotlib 图表，我们必要使用 matplotlib 的 FigureCanvas。FigureCanvas 是一个特殊的组件，它允许将 matplotlib 的画图窗口嵌入到 PyQt5 界面中。首先，我们来看怎样在 PyQt5 窗口中嵌入一个简单的折线图。
示例 1：嵌入简单的 matplotlib 图表

1. import sys
2. import matplotlib.pyplot as plt
3. from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
4. from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow
6. class PlotCanvas(FigureCanvas):
7.     def __init__(self, parent=None):
8.         fig, self.ax = plt.subplots()  # 创建一个图表对象
9.         super().__init__(fig)  # 将图表对象传给 FigureCanvas
11.         # 在这里绘制图表
12.         self.plot()
14.     def plot(self):
15.         # 数据
16.         x = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
17.         y = [10, 1, 20, 3, 40, 5]
19.         # 绘制折线图
20.         self.ax.plot(x, y, label='折线图示例')
22.         # 添加标签和图例
23.         self.ax.set_title('PyQt5 中的 matplotlib 示例')
24.         self.ax.set_xlabel('X 轴')
25.         self.ax.set_ylabel('Y 轴')
26.         self.ax.legend()
28. class MainWindow(QMainWindow):
29.     def __init__(self):
30.         super().__init__()
32.         self.setWindowTitle("matplotlib 与 PyQt5 示例")
34.         # 创建一个 PlotCanvas 对象，嵌入到 PyQt5 中
35.         self.canvas = PlotCanvas(self)
37.         # 设置图表作为中央控件
38.         self.setCentralWidget(self.canvas)
40. # 创建应用程序对象
41. app = QApplication(sys.argv)
42. window = MainWindow()
43. window.show()
45. # 进入应用程序的事件循环
46. sys.exit(app.exec_())

复制代码

代码详解：

• FigureCanvasQTAgg
  FigureCanvas 是 matplotlib 中的一个特殊控件，用于将 matplotlib 图表嵌入到 Qt 界面中。我们通过 FigureCanvasQTAgg 继承 FigureCanvas，并创建一个类 PlotCanvas，用于绘制图表。
  
• plot() 方法
  在 plot() 方法中，我们定义了要展示的数据 x 和 y，并使用 ax.plot() 方法绘制折线图。set_title()、set_xlabel()、set_ylabel() 用于设置图表的标题和轴标签，legend() 添加图例。
  
• MainWindow
  在主窗口 MainWindow 中，我们创建了 PlotCanvas 实例，并将其作为窗口的中央控件。这样，matplotlib 绘制的图表就会显示在窗口中。
  
  
  
  

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7.3 动态天生图表

在某些应用场景中，图表必要根据用户的输入或数据的变化实时更新。接下来我们展示怎样在 PyQt5 中动态天生和更新 matplotlib 图表。
示例 2：动态更新图表

1. import sys
2. import numpy as np
3. import matplotlib.pyplot as plt
4. from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
5. from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QPushButton, QVBoxLayout, QWidget
7. class PlotCanvas(FigureCanvas):
8.     def __init__(self, parent=None):
9.         fig, self.ax = plt.subplots()
10.         super().__init__(fig)
12.     def plot(self, data):
13.         # 清除当前图表内容
14.         self.ax.clear()
16.         # 重新绘制图表
17.         self.ax.plot(data, label='随机数据')
18.         self.ax.set_title('动态更新的图表')
19.         self.ax.set_xlabel('X 轴')
20.         self.ax.set_ylabel('Y 轴')
21.         self.ax.legend()
23.         # 刷新图表以显示新数据
24.         self.draw()
26. class MainWindow(QMainWindow):
27.     def __init__(self):
28.         super().__init__()
30.         self.setWindowTitle("动态更新 matplotlib 图表")
32.         # 创建一个图表画布
33.         self.canvas = PlotCanvas(self)
35.         # 创建按钮
36.         self.button = QPushButton("生成随机数据", self)
37.         self.button.clicked.connect(self.update_plot)
39.         # 创建一个布局，将按钮和图表添加到布局中
40.         layout = QVBoxLayout()
41.         layout.addWidget(self.canvas)
42.         layout.addWidget(self.button)
44.         # 创建一个 QWidget 容器，将布局设置到容器中
45.         container = QWidget()
46.         container.setLayout(layout)
48.         # 设置容器为主窗口的中央控件
49.         self.setCentralWidget(container)
51.     def update_plot(self):
52.         # 生成随机数据
53.         data = np.random.rand(10)
55.         # 更新图表
56.         self.canvas.plot(data)
58. # 创建应用程序对象
59. app = QApplication(sys.argv)
60. window = MainWindow()
61. window.show()
63. # 进入应用程序的事件循环
64. sys.exit(app.exec_())

复制代码

代码详解：

• 动态更新图表
  在 PlotCanvas 类中，我们通过 self.ax.clear() 清除之前的画图内容，然后通过 self.ax.plot(data) 绘制新的数据，最后调用 self.draw() 刷新图表。
  
• update_plot() 方法
  当用户点击按钮时，update_plot() 方法天生一组新的随机数据，并调用 self.canvas.plot(data) 更新图表。
  
• 布局管理
  我们使用 QVBoxLayout() 创建一个垂直布局，将图表和按钮依次分列，并通过 setCentralWidget() 设置整个布局为窗口的中央控件。
  

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7.4 在应用程序中展示不同范例的图表

matplotlib 支持多种范例的图表，包括折线图、柱状图、饼图等。接下来我们展示怎样在 PyQt5 中展示这些不同范例的图表。
示例 3：展示不同范例的图表

1. import sys
2. import matplotlib.pyplot as plt
3. from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
4. from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QComboBox, QVBoxLayout, QWidget
6. class PlotCanvas(FigureCanvas):
7.     def __init__(self, parent=None):
8.         fig, self.ax = plt.subplots()
9.         super().__init__(fig)
11.     def plot_line_chart(self):
12.         self.ax.clear()
13.         x = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
14.         y = [10, 1, 20, 3, 40, 5]
15.         self.ax.plot(x, y, label='折线图')
16.         self.ax.set_title('折线图')
17.         self.ax.legend()
18.         self.draw()
20.     def plot_bar_chart(self):
21.         self.ax.clear()
22.         x = ['A', 'B', 'C', 'D']
23.         y = [5, 7, 3, 8]
24.         self.ax.bar(x, y, label='柱状图')
25.         self.ax.set_title('柱状图')
26.         self.ax.legend()
27.         self.draw()
29.     def plot_pie_chart(self):
30.         self.ax.clear()
31.         sizes = [15, 30, 45, 10]
32.         labels = ['A', 'B', 'C', 'D']
33.         self.ax.pie(sizes, labels=labels, autopct='%1.1f%%')
34.         self.ax.set_title('饼图')
35.         self.draw()
37. class MainWindow(QMainWindow):
38.     def __init__(self):
39.         super().__init__()
41.         self.setWindowTitle("展示不同类型的图表")
43.         # 创建图表画布
44.         self.canvas = PlotCanvas(self)
46.         # 创建一个下拉菜单供用户选择图表类型
47.         self.combo_box = QComboBox(self)
48.         self.combo_box.addItems(["折线图", "柱状图", "饼图"])
49.         self.combo_box.currentIndexChanged.connect(self.update_chart)
51.         # 创建布局，将下拉菜单和图表添加到布局中
52.         layout = QVBoxLayout()
53.         layout.addWidget(self.canvas)
54.         layout.addWidget(self.combo_box)
56.         container = QWidget()
57.         container.setLayout(layout)
58.         self.setCentralWidget(container)
60.     def update_chart(self, index):
61.         if index == 0:
62.             self.canvas.plot_line_chart()
63.         elif index == 1:
64.             self.canvas.plot_bar_chart()
65.         elif index == 2:
66.             self.canvas.plot_pie_chart()
68. # 创建应用程序对象
69. app = QApplication(sys.argv)
70. window = MainWindow()
71. window.show()
73. # 进入应用程序的事件循环
74. sys.exit(app.exec_())

复制代码

代码详解：

• 展示不同图表
  PlotCanvas 类包含了三个方法，用于展示折线图、柱状图和饼图。根据用户的选择，通过 update_chart() 方法切换不同的图表展示。
  
• QComboBox
  QComboBox 是一个下拉菜单控件，允许用户选择不同的图表范例。每次选择不同的图表范例时，会触发 currentIndexChanged 信号，调用 update_chart() 方法更新图表。
  
  
  
  

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7.5 总结

在这一部分中，我们学习了怎样在 PyQt5 中嵌入 matplotlib 图表，实现数据的可视化展示。通过 matplotlib 的强大功能，我们可以或许在应用程序中展示折线图、柱状图、饼图等多种范例的图表。同时，我们还展示了怎样动态更新图表，并连合用户输入来实时调整图表内容。
关键点：

• FigureCanvas 允许将 matplotlib 图表嵌入到 PyQt5 界面中。
  
• 图表可以通过 self.ax.clear() 清除旧内容，并通过 self.ax.plot() 等方法动态更新。
  
• 通过用户输入或按钮点击，可以动态天生和展示不同范例的图表。
  

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第8部分：对话框（QDialog）与用户交互

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8.1 什么是 QDialog

QDialog 是 PyQt5 中的一种窗口类，用于创建对话框。这种窗口通常是弹出的，并且用于让用户完成某个操作后再关闭，比如显示提示信息、要求用户确认、或者让用户输入数据。与主窗口 QMainWindow 不同，QDialog 通常不含有菜单栏、工具栏等复杂组件。
对话框分为两类：

• 模态对话框（Modal Dialog）：阻止用户在关闭对话框前与主窗口进行交互。用户必须在对话框内完成操作后才气返回主窗口。这种对话框常用于提示信息或者紧张的用户操作。
  
• 非模态对话框（Non-modal Dialog）：允许用户在对话框打开时仍旧与主窗口进行交互。对话框和主窗口之间的操作可以同时进行。
  

常见的对话框 包括：

• 消息对话框（QMessageBox）：用于向用户显示消息，如信息提示、告诫、错误等。
  
• 输入对话框（QInputDialog）：用于获取用户输入，如文本、数字或选项。
  
• 自定义对话框（Custom Dialog）：你可以根据需求创建包含多种控件的自定义对话框。
  

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8.2 使用 QMessageBox 创建消息对话框

QMessageBox 是 PyQt5 中用于显示消息或提示信息的尺度对话框。它可以显示简单的提示信息、告诫、错误消息，以致让用户在多种选项中做出选择。
示例 1：创建简单的消息对话框

1. import sys
2. from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QMessageBox, QPushButton
4. class MainWindow(QMainWindow):
5.     def __init__(self):
6.         super().__init__()
8.         self.setWindowTitle("QMessageBox 示例")
10.         # 创建一个按钮
11.         self.button = QPushButton("显示消息", self)
12.         self.button.clicked.connect(self.show_message)
14.         # 设置按钮为窗口的中央控件
15.         self.setCentralWidget(self.button)
17.     def show_message(self):
18.         # 创建消息对话框
19.         msg_box = QMessageBox()
21.         # 设置对话框标题
22.         msg_box.setWindowTitle("消息")
24.         # 设置对话框显示的文本
25.         msg_box.setText("这是一个简单的消息对话框。")
27.         # 设置对话框的按钮
28.         msg_box.setStandardButtons(QMessageBox.Ok | QMessageBox.Cancel)  # 添加 OK 和 Cancel 按钮
30.         # 设置对话框的图标
31.         msg_box.setIcon(QMessageBox.Information)  # 设置图标为信息图标
33.         # 显示对话框并获取用户的选择
34.         result = msg_box.exec_()
36.         # 判断用户点击了哪个按钮
37.         if result == QMessageBox.Ok:
38.             print("用户点击了 OK 按钮")
39.         else:
40.             print("用户点击了 Cancel 按钮")
42. # 创建应用程序对象
43. app = QApplication(sys.argv)
44. window = MainWindow()
45. window.show()
47. # 进入应用程序的事件循环
48. sys.exit(app.exec_())

复制代码

代码详解：

• QMessageBox
  QMessageBox 是一个尺度的对话框，用于向用户展示信息。在 PyQt5 中，QMessageBox 可以显示带有图标和按钮的消息框，并且可以或许让用户进行确认。
  
• setText()
  setText() 用于设置对话框的主要信息。在这个例子中，显示的内容是“这是一个简单的消息对话框”。
  
• setWindowTitle()
  setWindowTitle() 设置对话框窗口的标题，用户可以通过这个标题了解到对话框的主题。
  
• setStandardButtons()
  setStandardButtons() 允许你为对话框添加常用的按钮，如 OK、Cancel、Yes、No 等。在这里，我们添加了 OK 和 Cancel 两个按钮，用户可以选择其中之一。
  
• setIcon()
  setIcon() 设置对话框左侧的图标。可以选择的图标范例包括 QMessageBox.Information（信息图标）、QMessageBox.Warning（告诫图标）、QMessageBox.Critical（错误图标）等。
  
• exec_()
  exec_() 是一个阻塞函数，会弹出对话框并等待用户操作。这个函数返回用户选择的按钮（如 OK 或 Cancel）。根据返回值，我们可以判定用户的操作并接纳不同的行动。
  

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8.3 使用 QInputDialog 获取用户输入

QInputDialog 是一个尺度对话框，用于从用户处获取输入。它支持多种范例的输入，包括文本、整数、浮点数和下拉选择。
示例 2：使用 QInputDialog 获取文本输入

1. import sys
2. from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QInputDialog, QPushButton
4. class MainWindow(QMainWindow):
5.     def __init__(self):
6.         super().__init__()
8.         self.setWindowTitle("QInputDialog 示例")
10.         # 创建按钮
11.         self.button = QPushButton("获取用户输入", self)
12.         self.button.clicked.connect(self.get_input)
14.         # 设置按钮为中央控件
15.         self.setCentralWidget(self.button)
17.     def get_input(self):
18.         # 弹出输入对话框，获取用户输入的文本
19.         text, ok = QInputDialog.getText(self, "输入对话框", "请输入您的姓名：")
21.         # 如果用户点击了 OK 按钮并且输入了文本
22.         if ok and text:
23.             print(f"用户输入：{text}")
25. # 创建应用程序对象
26. app = QApplication(sys.argv)
27. window = MainWindow()
28. window.show()
30. # 进入应用程序的事件循环
31. sys.exit(app.exec_())

复制代码

代码详解：

• QInputDialog.getText()
  QInputDialog.getText() 方法用于创建一个单行文本输入对话框，用户可以在其中输入内容。这个方法返回两个值：
  
  
  
  • text 是用户输入的内容。
    
  • ok 是一个布尔值，表现用户是否点击了 OK 按钮。如果用户点击 Cancel，ok 值为 False。
    
  
  
• 获取用户输入
  当用户点击 OK 按钮并输入了内容时，程序会输出用户输入的文本。如果用户取消了输入对话框，则不会输出任何内容。
  

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8.4 自定义对话框

除了使用尺度的消息框和输入框，PyQt5 允许你创建自定义对话框。通过自定义对话框，你可以根据需求添加任意控件，如按钮、文本框、复选框等。
示例 3：创建自定义对话框

1. import sys
2. from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QDialog, QLabel, QVBoxLayout, QPushButton
4. # 自定义对话框类，继承自 QDialog
5. class CustomDialog(QDialog):
6.     def __init__(self):
7.         super().__init__()
9.         # 设置对话框的标题
10.         self.setWindowTitle("自定义对话框")
12.         # 创建标签控件，显示提示信息
13.         label = QLabel("这是一个自定义对话框")
15.         # 创建关闭按钮，点击时关闭对话框
16.         close_button = QPushButton("关闭")
17.         close_button.clicked.connect(self.accept)  # 调用 accept() 方法关闭对话框
19.         # 创建布局，将标签和按钮添加到布局中
20.         layout = QVBoxLayout()
21.         layout.addWidget(label)
22.         layout.addWidget(close_button)
24.         # 设置对话框的布局
25.         self.setLayout(layout)
27. class MainWindow(QMainWindow):
28.     def __init__(self):
29.         super().__init__()
31.         self.setWindowTitle("自定义对话框示例")
33.         # 创建按钮，用于打开自定义对话框
34.         self.button = QPushButton("打开自定义对话框", self)
35.         self.button.clicked.connect(self.show_custom_dialog)
37.         # 设置按钮为窗口的中央控件
38.         self.setCentralWidget(self.button)
40.     def show_custom_dialog(self):
41.         # 创建并显示自定义对话框
42.         dialog = CustomDialog()
44.         # 使用 exec_() 方法显示对话框，并等待用户操作
45.         if dialog.exec_():
46.             print("自定义对话框已关闭")
48. # 创建应用程序对象
49. app = QApplication(sys.argv)
50. window = MainWindow()
51. window.show()
53. # 进入应用程序的事件循环
54. sys.exit(app.exec_())

复制代码

代码详解：

• 自定义对话框类
  CustomDialog 类继承自 QDialog，用于创建自定义对话框。对话框的外貌和举动由你自行定义，你可以在其中添加任意控件。
  
• 布局管理
  通过 QVBoxLayout()，我们将对话框中的控件（如标签和按钮）垂直分列。你可以根据必要使用不同的布局管理器来构造控件，如 QHBoxLayout（水平布局）或 QGridLayout（网格布局）。
  
• accept() 方法
  当用户点击关闭按钮时，调用 accept() 方法关闭对话框。accept() 是 QDialog 的内置方法，它表现对话框的操作已被接受，并会关闭对话框。
  
• exec_() 方法
  exec_() 方法用于显示对话框并等待用户操作。对话框的举动是模态的，这意味着用户必须处置惩罚完对话框后才气返回主窗口。
  

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8.5 总结

在这一部分中，我们具体介绍了 PyQt5 中的几种对话框，包括：

• QMessageBox：用于显示消息或提示信息的对话框。
  
• QInputDialog：用于获取用户输入的对话框，支持文本、整数和浮点数输入。
  
• 自定义对话框：通过继承 QDialog，你可以根据需求创建包含任意控件的对话框。
  

关键点：

• 对话框可以是模态的，用户必须处置惩罚完对话框后才气返回主窗口。
  
• PyQt5 提供了多种尺度对话框，资助快速实现常见的用户交互。
  
• 自定义对话框非常机动，适合复杂的交互需求。
  

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7-8部分总结：图表与对话框

在第7至第8部分中，我们探讨了怎样在 PyQt5 中使用 matplotlib 实现数据的可视化，并展示了怎样在界面中嵌入折线图、柱状图、饼图等多种图表。同时，我们介绍了 PyQt5 中的对话框，包括尺度消息对话框、输入对话框以及自定义对话框。这些对话框在用户交互中起到了紧张作用，允许用户获取提示、输入信息或确认操作。

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