我寫的第二本書《Python Qt GUI與數據可視化編程》終于上架銷售了。

去年為第一本書《Qt 5.9 C++開發指南》寫的介紹文章稱其為傾心傾力之作。本書與第一本書是有些關聯的，一些內容框架和示例來自于第一本書，但是本書不是簡單地將C++的示例改寫為Python的示例，在寫這本書時發現第一本書中的一些不足，做了很多的改進。我們在寫論文或指導學生寫論文時都知道一個基本的道理：好的論文總是一遍一遍改出來的。這是我寫的第二本書，有了更多的寫書經驗，在內容和結構上更加完善，力求完美，所以稱其為盡善盡美之作。

怎樣才能算得上是盡善盡美之作呢？本人在大學里從事教學工作，看多了學生的報告和畢業論文，翻一遍基本上就能看出來哪篇是好的論文，哪篇是差的論文。好的論文結構清晰，內容充實而條理清楚，該具體的地方能詳細介紹，該粗略的地方絕不多占篇幅，格式美觀，圖文并茂，讓人看了就能看明白，看著就舒服。而差的論文則相反，論文結構不清，邏輯混亂，缺少真材實料，內容注水嚴重，格式也差。

本書就是按照我心目中好論文的標準來寫的，在章節內容選取、內容順序安排、示例設計、原理和程序講解各方面力求完美。總結一下，本書有以下幾個特點。

1. 主題明確，內容選擇緊扣主題

本書的主題是使用PyQt5進行GUI應用程序設計，以及嵌入到GUI界面的數據可視化編程。這個主題是非常實用的，因為我們經常需要將自己編寫的Python程序封裝成一個GUI程序，以便進行展示和交互式的操作。而Python自帶的tkinter雖然可以做GUI界面，但是功能比較差，Matplotlib是常用的數據可視化工具，但是一般介紹Matplotlib的書只介紹其腳本化的編程方法，將其當做類似于MATLAB中的plot繪圖工具在使用。

PyQt5是Qt5 C++類庫的Python綁定，使用PyQt5可以在Python中開發專業級的GUI程序。我們已經出版了一本《Qt 5.9 C++開發指南》，對Qt C++類庫的使用比較熟悉，所以寫這個主題也是合適的。本書圍繞這個主題設置章節內容，首先在內容選擇上追求完美。

（1）本書沒有用一章專門介紹Python編程基礎。研究GUI和數據可視化編程的讀者應該已有一定的Python編程基礎，所以本書沒有必要再介紹Python編程基礎。

（2）有些功能模塊是PyQt5和Python都有的，就只選擇在Python中設計GUI應用程序用得上的PyQt5模塊。例如，Python雖然有自帶的數據庫、多媒體、文件讀寫功能模塊，但是功能不如PyQt5的相應模塊，或不易與PyQt5的GUI程序的窗口界面結合使用，本書就介紹PyQt5的數據庫、多媒體、文件讀寫功能模塊。而Python自帶的多線程編程功能已經比較全，且不涉及用戶界面，本書就不介紹PyQt5的多線程編程功能。Python有很多功能強大的第三方網絡功能模塊，也就沒有必要介紹PyQt5的網絡編程功能了。

（3）在數據可視化部分，本書介紹了PyQtChart和PyQtDataVisualization的使用，這兩個包實際上是Qt C++類庫的一部分，熟悉Qt C++類庫的讀者可以很快上手使用。同時又考慮到Matplotlib使用的廣泛性，增加了Matplotlib嵌入到GUI界面上實現數據可視化編程的內容。

2. 章節內容安排邏輯清晰

本書的內容分為三大部分，各部分和章節分布如圖。

第一部分是PyQt5開發基礎，包括第1章和第2章。

第1章介紹Python、Qt、PyQt5的特點和安裝方法，在Windows 中建立開發環境。

第2章介紹使用PyQt5開發GUI應用程序的基本框架原理，包括GUI應用程序的基本結構，可視化設計UI窗體時開發GUI程序的流程和框架，信號與槽的使用方法，資源文件的使用等。掌握了第2章的內容就掌握了PyQt5開發GUI應用程序的框架性原理，再根據自己的編程需要選擇性地學習第二和第三部分的章節。

第二部分是GUI應用程序設計，從第3章至第11章。

這一部分介紹GUI應用程序設計中常用到的一些功能模塊的編程使用方法，包括常用界面組件的使用，Model/View結構，事件處理，對話框和多窗口設計，數據庫，繪圖，文件讀寫和操作，多媒體，多語言界面和Qt樣式表定制界面等。

第三部分介紹數據可視化設計方法，從第12章至第14章。

PyQtChart和PyQtDataVisualization是Qt C++類庫相應模塊的Python綁定，分別用于二維圖表和三維數據可視化設計，其內容的介紹比較全面。另外由于Matplotlib在Python數據可視化中應用廣泛，第14章專門介紹將Matplotlib嵌入到GUI界面中實現交互式數據可視化的設計方法，包括主要的技術點和一些常用二維圖和三維圖的編程使用方法。

PyQtChart、PyQtDataVisualization與Matplotlib的某些功能是重合的，但兩者各有千秋，讀者可根據自己的需要和熟悉的內容選擇學習和使用。如果讀者熟悉Qt C++類庫中的二維圖表和三維數據可視化模塊的使用，就看第12章和第13章；如果讀者熟悉Matplotlib的使用，就看第14章。

3. 內容講解言簡意賅，詳略得當

技術書籍必須言簡意賅，避免廢話連篇，同時要結合程序或圖表進行必要的講解。在內容的講解上要詳略得當，該簡略的就簡略，該深入的就深入，例如：

（1）本書在第2章介紹過窗體UI的可視化設計原理、代碼構建界面的原理后，在后續章節中就基本不再介紹窗體的可視化設計過程，更不會拿構建界面的代碼來充頁數。界面設計盡量采用可視化方法，GUI程序設計的重點應該放在類的各種接口屬性和函數的使用上，放在業務邏輯功能的實現上。

（2）對于簡單的界面組件的使用，本書不會花太多篇幅來逐一介紹，因為有些組件的常用功能很簡單，甚至是顯而易見的，例如QLabel，QPushButton等。本書第3章介紹界面組件的使用時，通常是將幾個組件放在一個示例里一起介紹，除了簡單介紹其常用方法外，還介紹一些高級方法的使用，例如QTreeWidget的節點關聯數據的使用方法。

（3）對于某些內容本書又會深入地詳細介紹。例如第14章介紹Matplotlib嵌入到GUI界面中的編程方法，本書就介紹的非常詳細，而不是像某本書上只是拿一個官方示例跑一下而已。第14章介紹了Matplotlib嵌入到GUI界面中編程的基本原理，還詳細介紹了Matplotlib繪圖的主要元素的面向對象操作方法、交互式操作方法，還設計了一個自定義繪圖組件類QmyFigureCanvas，可直接在界面可視化設計時使用，可直接應用于用戶自己的程序設計。

圖14-4 示例Demo14_2運行時界面。將Matplotlib的繪圖功能嵌入到GUI程序中，并且對圖的各個組成元素的面向對象編程操作進行了詳細的介紹

4. 以完整示例講解編程方法，提供兩套示例程序

本書延續《Qt 5.9 C++開發指南》一書的風格，以大量完整示例程序為基礎講解編程原理，這些示例分散在各個章節中。本人一貫認為，沒有完整示例的編程書籍就是忽悠人的。只有自己做過一遍示例程序，才可以深入地理解和掌握編程中的一些細節問題，講解也就更加有針對性。學習編程也是一樣，只是拿示例程序跑一遍、看一遍是難以完全掌握的，必須自己動手做一遍才能真正學會。

本書提供兩套示例程序。一套是具有全部源碼的程序，包括Qt項目、UI窗體、Python程序等，其中的Python程序可以直接運行，顯示示例運行結果。

另外一套是只有UI窗體的不完整程序，包括Qt項目、UI窗體、Python程序框架，其中的Python程序文件只有基本框架，沒有功能實現代碼。這套程序是為了便于讀者使用已經設計好的UI窗體，根據書中介紹的過程和內容，在Python程序框架里自己編寫程序，逐步實現功能。這樣的學習過程就具有可操作性。

以下是本書中一些示例的運行界面。

圖3-10 示例Demo3_7運行時界面。使用QAction設計主窗口的菜單欄、工具欄，可視化與代碼結合的界面設計方法，QPlainTextEditor文字編輯功能等

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圖13-11 示例Demo13_3繪制的三維曲面圖。使用PyQtDataVisualization中的類繪制三維曲面圖

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圖14-9? 示例Demo14_3運行時界面。Matplotlib繪圖工具欄的改造與交互式操作

后記

我們寫這本書只是因為發現市面上沒有這個主題的好書，覺得有必要寫一本。寫這本書沒有什么項目支持，沒有deadline要求，因而能精耕細作，仔細打磨，希望寫出一本比較完美的書。現在書已正式出版，算不算得上一本好書，就留給讀者和市場，還有時間來檢驗了。

附：三位作者簡介

• 王維波（博主），博士，中國石油大學（華東）教師，從事測控技術與儀器專業相關的教學工作，主要研究地球物理探測儀器開發、監測數據處理方法和軟件開發。精通軟硬件開發，已出版《Qt 5.9 C++開發指南》一書。
• 栗寶鵑，博士，某大型單位科研人員，主要從事地球物理、水下探測、遙感等專業方向的數據處理和圖像識別方面的研究工作，在日常工作中使用Qt和Python解決實際問題。
• 張曉東，博士，中國石油大學（華東）教師，從事自動化專業相關的教學工作，研究方向主要是優化算法、最優控制和智能控制。具有豐富的算法編程經驗，善于通過Qt C++和Python結合提高算法效率。