一般來說，選擇用于應(yīng)用程序的 GUI 工具箱會(huì)是一件棘手的事。使用 Python（許多語言也一樣）的程序員可以選擇的 GUI 工具箱種類繁多，而每個(gè)工具箱都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。有些速度比其它工具箱快，有些比較?。挥行┮子诎惭b，有些更適合于跨平臺(tái)使用（對(duì)于這一點(diǎn)，還要指出，有些支持您需要滿足的特定特性）。當(dāng)然，各種庫都相應(yīng)具有各種許可證。

對(duì)于 Python 程序員而言，缺省的 GUI 選擇是 Tk（通過 Tkinter 綁定）― 其原因顯而易見。Tkinter 和閑置的 IDE 是由 Python 創(chuàng)始人編寫的，它們是作為大多數(shù) Python 分發(fā)版的缺省選擇而出現(xiàn)的。標(biāo)準(zhǔn) Python 文檔討論了 Tkinter，但沒有涉及任何其它 GUI 綁定。這是故意的！至少可以這么認(rèn)為，如果 Tk 和 Tkinter 不是這么糟糕，程序員就沒有理由去尋找替代品了。要誘導(dǎo) Python 程序員放棄缺省選擇，那么工具箱必須提供額外的東西。PyQt 就是這樣一個(gè)工具箱。

PyQt 所具有的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了 Tkinter（它也有幾個(gè)缺點(diǎn)）。Qt 和 PyQt 速度都很快；Qt 和 PyQt 的設(shè)計(jì)完全是面向?qū)ο蟮模籕t 提供了一個(gè)設(shè)計(jì)良好的窗口構(gòu)件集合，它比 Tk 所提供的要大得多。就其缺點(diǎn)而言，Qt 的許可證受到的限制比許多工具箱（至少在非 Linux 平臺(tái)方面）都多；正確安裝 Qt 和 PyQt 常常會(huì)很復(fù)雜；另外，Qt 是一個(gè)相當(dāng)大的庫。PyQt 應(yīng)用程序的用戶將需要設(shè)法完成安裝 Qt 和 PyQt，這使分發(fā)變得很困難。（請(qǐng)閱讀本文后面的 用于其它語言的 Qt 綁定。）

PyQt 嚴(yán)格遵循 Qt 的發(fā)放許可。特別是，它可用于 UNIX/X11 平臺(tái)上的 GPL，并可用于 Zaurus 上的 Qt Palmtop Environment 環(huán)境，還存在用于較老的 Qt 版本的免費(fèi)（free-as-in-free-beer）Windows 軟件包。PyQt 的商業(yè)許可證可用于 Windows。

對(duì)于本文而言，PyQt 有一個(gè)方面優(yōu)于許多其它工具箱，它值得我們特別關(guān)注。Qt 使用一種稱為 信號(hào)／插槽（signals/slots）的機(jī)制在窗口構(gòu)件（以及其它對(duì)象）之間傳遞事件和消息。這種機(jī)制完全不同于包括 Tkinter 在內(nèi)的大多數(shù)工具箱所用的回調(diào)（callback）機(jī)制。使用信號(hào)／插槽以靈活且可維護(hù)的方式控制對(duì)象間通信要比使用脆弱的回調(diào)風(fēng)格容易得多。應(yīng)用程序越大，Qt 的這個(gè)優(yōu)勢(shì)就越重要。

本文的作者之一 Boudewijn Rempt 已經(jīng)出版了一本有關(guān)使用 PyQt 進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)的書籍。 GUI Programming with Python: QT Edition（請(qǐng)參閱 參考資料）顯示了如何設(shè)計(jì)和開發(fā)完整的 GUI 應(yīng)用程序，其中包括從最初的構(gòu)思到分發(fā)的全過程。
樣本應(yīng)用程序

要顯示信號(hào)／插槽和回調(diào)之間的反差，我們提供了一個(gè)寫著玩玩的應(yīng)用程序，它使用 Tkinter 和 PyQt。盡管實(shí)際上 PyQt 版本對(duì)于這個(gè)基本程序并不更簡(jiǎn)單，但是它已經(jīng)演示了 PyQt 應(yīng)用程序更好的模塊性和可維護(hù)性。

應(yīng)用程序包括四個(gè)窗口構(gòu)件：

1. ??? “Quit”按鈕（用來與整個(gè)應(yīng)用程序通信）
2. ??? “Log Timestamp”按鈕（用于窗口構(gòu)件間的消息）
3. ??? 文本區(qū)域，顯示可滾動(dòng)的已記錄日志的時(shí)間戳記列表
4. ??? 消息窗口構(gòu)件，顯示已記錄日志的時(shí)間戳記數(shù)

在 Tkinter 中，我們可以這樣實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序：

清單 1. Logger.py Tkinter 應(yīng)用程序

            
  #!/usr/bin/python
import sys, time
from Tkinter import *
class Logger(Frame):
  def __init__(self):
    Frame.__init__(self)
    self.pack(expand=YES, fill=BOTH)
    self.master.title("Timestamp logging application")
    self.tslist = []
    self.tsdisp = Text(height=6, width=25)
    self.count = StringVar()
    self.cntdisp = Message(font=('Sans',24),
                textvariable=self.count)
    self.log = Button(text="Log Timestamp",
             command=self.log_timestamp)
    self.quit = Button(text="Quit", command=sys.exit)
    self.tsdisp.pack(side=LEFT)
    self.cntdisp.pack()
    self.log.pack(side=TOP, expand=YES, fill=BOTH)
    self.quit.pack(side=BOTTOM, fill=BOTH)
  def log_timestamp(self):
    stamp = time.ctime()
    self.tsdisp.insert(END, stamp+"\n")
    self.tsdisp.see(END)
    self.tslist.append(stamp)
    self.count.set("% 3d" % len(self.tslist))
if __name__=='__main__':
  Logger().mainloop()


          

這個(gè) Tk 版本使用了 log_timestamp() 方法作為按鈕的 command= 參數(shù)。 這個(gè)方法需要依次單獨(dú)操作它要影響的所有窗口構(gòu)件。如果我們想更改按鈕按下的效果（例如還要記錄時(shí)間戳記），那么這個(gè)風(fēng)格就很脆弱。通過繼承您可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)：

清單 2. StdOutLogger.py Tkinter 增強(qiáng)

            
    class StdOutLogger(Logger):
  def log_timestamp(self):
    Logger.log_timestamp(self)
    print self.tslist[-1]


          

但是這個(gè)子類的作者需要相當(dāng)精確地理解 Logger.log_timestamp() 已經(jīng)做了什么；而且除非通過在子類中完全重寫 .log_timestamp() 方法并且不調(diào)用父方法，否則沒有辦法 除去消息。

一個(gè)非常基本的 PyQt 應(yīng)用程序總有一些樣本代碼，這些代碼在哪里都相同，Tkinter 代碼也是這樣。但是，當(dāng)我們進(jìn)一步研究設(shè)置應(yīng)用程序所需的代碼，以及顯示窗口構(gòu)件的代碼時(shí)，區(qū)別就顯現(xiàn)出來了。

清單 3. logger-qt.py PyQt 應(yīng)用程序

?

            
  #!/usr/bin/env python
import sys, time
from qt import * # Generally advertised as safe
class Logger(QWidget):
  def __init__(self, *args):
    QWidget.__init__(self, *args)
    self.setCaption("Timestamp logging application")
    self.layout = QGridLayout(self, 3, 2, 5, 10)
    self.tsdisp = QTextEdit(self)
    self.tsdisp.setMinimumSize(250, 300)
    self.tsdisp.setTextFormat(Qt.PlainText)
    self.tscount = QLabel("", self)
    self.tscount.setFont(QFont("Sans", 24))
    self.log = QPushButton("&Log Timestamp", self)
    self.quit = QPushButton("&Quit", self)
    self.layout.addMultiCellWidget(self.tsdisp, 0, 2, 0, 0)
    self.layout.addWidget(self.tscount, 0, 1)
    self.layout.addWidget(self.log, 1, 1)
    self.layout.addWidget(self.quit, 2, 1)
    self.connect(self.log, SIGNAL("clicked()"),
           self.log_timestamp)
    self.connect(self.quit, SIGNAL("clicked()"),
           self.close)
  def log_timestamp(self):
    stamp = time.ctime()
    self.tsdisp.append(stamp)
    self.tscount.setText(str(self.tsdisp.lines()))
if __name__ == "__main__":
  app = QApplication(sys.argv)
  app.connect(app, SIGNAL('lastWindowClosed()'), app,
         SLOT('quit()'))
  logger = Logger()
  logger.show()
  app.setMainWidget(logger)
  app.exec_loop()

          

通過創(chuàng)建布局管理器， Logger 類開始工作了。布局管理器在任何 GUI 系統(tǒng)中都是一個(gè)很復(fù)雜的主題，但是 Qt 的實(shí)現(xiàn)使之變得簡(jiǎn)單。在大多數(shù)情況下，您會(huì)使用 Qt Designer 創(chuàng)建一般的 GUI 設(shè)計(jì)，隨后可將它用于生成 Python 或 C++ 代碼。然后您可以使生成的代碼生成子類，以添加功能。

但是在這個(gè)示例中，我們選擇手工創(chuàng)建布局管理器。窗口構(gòu)件被置于網(wǎng)格的各個(gè)單元中，或者可以跨多個(gè)單元放置。在 Tkinter 需要命名參數(shù)的地方，PyQt 就不允許它們。這是一個(gè)很重要的差異，它經(jīng)常會(huì)使在兩種環(huán)境中工作的人們無所適從。

所有 Qt 窗口構(gòu)件都可以和 QString 對(duì)象很自然地一起工作，而不能和 Python 字符串或 Unicode 對(duì)象一起工作。幸運(yùn)的是，轉(zhuǎn)換是自動(dòng)的。如果您在 Qt 方法中使用了字符串或 Unicode 參數(shù)，那么它將自動(dòng)轉(zhuǎn)換成 QString。不能進(jìn)行反向轉(zhuǎn)換：如果您調(diào)用了一個(gè)返回 QString 的方法，那么您獲得的是 QString。

應(yīng)用程序中最有趣的部分是我們將 clicked 信號(hào)連接到功能的位置。一個(gè)按鈕連接到了 log_timestamp 方法；另一個(gè)連接到了 QWidget 類的 close 方法。
圖 1. logger-qt 的屏幕快照
logger-qt 的屏幕快照

現(xiàn)在我們想將日志記錄添加到這個(gè)應(yīng)用程序的標(biāo)準(zhǔn)輸出。 這十分容易。我們可以使 Logger 類生成子類，或者為了演示，創(chuàng)建簡(jiǎn)單的獨(dú)立函數(shù)：

清單 4. logger-qt.py PyQt 增強(qiáng)

            
  def logwrite():
  print(time.ctime())
if __name__ == "__main__":
  app = QApplication(sys.argv)
  app.connect(app, SIGNAL('lastWindowClosed()'), app,
        SLOT('quit()'))
  logger = Logger()
  QObject.connect(logger.log, SIGNAL("clicked()"), logwrite)
  logger.show()
  app.setMainWidget(logger)
  app.exec_loop()


          

從上述代碼我們可以看到，這就是將 log QPushButton 的 clicked() 信號(hào)連接到新函數(shù)的事情。注：信號(hào)也可以將任何數(shù)據(jù)傳送到它們所連接的插槽，盡管在這里我們沒有顯示這樣的示例。

如果您不想調(diào)用原始方法，那么可以從插槽 disconnect 信號(hào)，例如通過在 logger.show() 行之前添加以下行：

清單 5. logger-qt.py PyQt 增強(qiáng)

            
          QObject.disconnect(logger.log, SIGNAL("clicked()"),
          logger.log_timestamp)


          

現(xiàn)在將不再更新 GUI。

用于 Python 的其它 GUI 綁定

PyQt 在給定實(shí)例中可能不是很有用，可能是許可證狀態(tài)問題，也可能是平臺(tái)可用性問題（或者，可能因?yàn)樵俜职l(fā)很困難，例如大小很大）。由于這個(gè)原因（也為了比較），我們想指出一些用于 Python 的其它流行 GUI 工具箱。

?? ? Anygui
??? Anygui 實(shí)際上不是 GUI 工具箱，而是一個(gè)作用于大量工具箱（甚至是令人驚奇的象 curses 和 Java/Jython Swing 那樣的工具箱）的抽象包裝器。在編程風(fēng)格方面，使用 Anygui 類似于使用 Tkinter，但是要選中這個(gè)底層工具箱，要么自動(dòng)進(jìn)行，要么進(jìn)行配置調(diào)用。Anygui 很好用，因?yàn)樗试S應(yīng)用程序未經(jīng)更改就可以運(yùn)行在差異很大的平臺(tái)上（但因此它支持受支持工具箱的“最低級(jí)公共特性”）。
??? PyGTK
??? PyGTK 綁定包裝了 GPL 下使用的 GTK 工具箱，它是流行的 Gnome 環(huán)境的基礎(chǔ)。GTK 在根本上是 X Window 工具箱，但是它還有 Win32 的 beta 級(jí)支持和 BeOS 的 alpha 級(jí)支持。在常規(guī)范例中，PyGTK 對(duì)窗口構(gòu)件使用回調(diào)。綁定存在于 GTK 和 大量編程語言之間，而不僅僅是 Qt，或甚至是 Tk。
??? FXPy
??? Python 綁定 FXPy 包裝了 FOX 工具箱。FOX 工具箱已經(jīng)被移植到大多數(shù)類 UNIX 平臺(tái)上，以及 Win32 上。 與大多數(shù)工具箱類似，F(xiàn)OX 和 FXPy 都使用回調(diào)范例。FOX 由 LGPL 特許。
??? wxPython
??? 這個(gè)綁定包裝了 wxWindows 工具箱。 與 FOX 或 GTK 類似，wxWindows 被移植到 Win32 和類 UNIX 平臺(tái)上（但是沒有移植到 MacOS、OS/2、BeOS 或其它“次要”平臺(tái)上 ― 盡管它對(duì) MacOSX 的支持是 alpha 級(jí)的）。在范例方面，wxPython 接近回調(diào)風(fēng)格。wxPython 對(duì)繼承結(jié)構(gòu)的關(guān)注程度高于大多數(shù)其它工具箱，而且它使用“事件”，而不是回調(diào)。但是本質(zhì)上，事件仍舊被連接到單個(gè)方法上，隨后可能需要作用于各種窗口構(gòu)件。
??? win32ui
??? win32ui 屬于 win32all 軟件包，它包裝了 MFC 類。很顯然，這個(gè)工具箱是特定于 Win32 的庫。MFC 實(shí)際上不只是 GUI 工具箱，它還使用各種范例的混合。對(duì)于想創(chuàng)建 Windows 應(yīng)用程序的讀者而言，與其它工具箱相比，win32ui 會(huì)讓您“更接近于實(shí)質(zhì)”。

從其它語言使用 Qt

如同 Python，從大量其它編程語言使用 Qt 工具箱是可能的。如果可以自由選擇，我們會(huì)首選 Python，而不是其它語言。諸如公司政策以及與其它代碼庫連接之類的外部約束可以決定編程語言的選擇。Qt 的原始語言是 C++，但也有用于 C、Java、Perl 和 Ruby 的綁定。就與 Python 示例的比較而言，讓我們討論一下用 Ruby 和 Java 寫著玩玩的應(yīng)用程序。

Ruby/Qt 在用法上十分類似于 PyQt。這兩種語言具有相似的動(dòng)態(tài)性和簡(jiǎn)明性，所以除了拼寫上的差別外，其代碼很類似：

清單 6. HelloWorld.rb Qt2 應(yīng)用程序

            
#!/usr/local/bin/ruby
require 'qt2'
include Qt2
a = QApplication.new([$0] + ARGV)
hello = QPushButton.new('Hello world!')
hello.resize(100, 30)
a.connect( hello, QSIGNAL('clicked()'), a, QSLOT('quit()'))
a.setMainWidget(hello)
hello.show
a.exec


          

Java 總是比腳本編制語言要冗長一點(diǎn)，但是基本部分都相同。一個(gè)同等功能的最小 qtjava 應(yīng)用程序類似于：

清單 7. HelloWorld.java Qt2 應(yīng)用程序

            
import org.kde.qt.*;
public class HelloWorld {
 public static void main(String[] args)
 {
  QApplication myapp = new QApplication(args);
  QPushButton hello = new QPushButton("Hello World", null);
  hello.resize(100,30);
  myapp.connect(hello, SIGNAL("clicked"),
         this, SLOT("quit()"));
  myapp.setMainWidget(hello);
  hello.show();
  myapp.exec();
  return;
 }
 static {
  System.loadLibrary("qtjava");
  try {
    Class c = Class.forName("org.kde.qt.qtjava");
  } catch (Exception e) {
    System.out.println("Can't load qtjava class");
  }
 }
}


          

PyQt 是一個(gè)吸引人和快速的接口，它將 Qt 工具箱和 Python 編程語言集成在一起。除了該工具箱提供的種類繁多的窗口構(gòu)件外，Qt 所用的信號(hào)／插槽編程風(fēng)格在生產(chǎn)能力和可維護(hù)性方面都要優(yōu)于大多數(shù)其它 GUI 工具箱所用的回調(diào)風(fēng)格。