一、GUI开发基础

1. 主流GUI框架对比

表1 Python GUI框架比较

选择建议：

• 初学者：Tkinter
• 商业应用：PyQt/PySide
• 移动端：Kivy
• 原生外观：wxPython

二、Tkinter基础开发

1. 窗口与基础组件

基础语法：

import tkinter as tk
from tkinter import ttk

root = tk.Tk()
root.title("应用标题")
root.geometry("400x300")

# 添加组件
label = ttk.Label(root, text="欢迎使用")
button = ttk.Button(root, text="点击我")

# 布局
label.pack(pady=10)
button.pack()

root.mainloop()

Tkinter基础组件布局：

主窗口
├── 标签（Label）
└── 按钮（Button）

2. 实用示例：温度转换器

import tkinter as tk
from tkinter import ttk

def convert():
    try:
        celsius = float(entry.get())
        fahrenheit = celsius * 9/5 + 32
        result_label.config(text=f"结果: {fahrenheit:.1f}°F")
    except ValueError:
        result_label.config(text="请输入有效数字")

root = tk.Tk()
root.title("温度转换器")

frame = ttk.Frame(root, padding="20")
frame.pack()

ttk.Label(frame, text="摄氏度:").grid(row=0, column=0, sticky="w")
entry = ttk.Entry(frame, width=10)
entry.grid(row=0, column=1, padx=5)

ttk.Button(frame, text="转换", command=convert).grid(row=1, column=0, columnspan=2, pady=10)
result_label = ttk.Label(frame, text="结果: ")
result_label.grid(row=2, column=0, columnspan=2)

root.mainloop()

注意事项：

1. 使用ttk主题组件更美观
2. 布局使用grid或pack，避免混用
3. 使用try-except处理用户输入错误

三、PyQt/PySide开发

1. 基础窗口创建

安装：

pip install PyQt6  # 或 pip install PySide6

基础示例：

from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QLabel, QPushButton

class MainWindow(QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setWindowTitle("我的应用")
        self.setGeometry(100, 100, 400, 300)
        
        self.label = QLabel("欢迎使用PyQt", self)
        self.label.move(50, 50)
        
        self.button = QPushButton("点击", self)
        self.button.move(50, 100)
        self.button.clicked.connect(self.on_click)
    
    def on_click(self):
        self.label.setText("按钮已点击")

app = QApplication([])
window = MainWindow()
window.show()
app.exec()

PyQt组件层次结构

QMainWindow
├── QMenuBar
├── QToolBar
├── QStatusBar
└── CentralWidget
    ├── QLabel
    └── QPushButton

2. 信号与槽机制

核心概念：

• 信号（Signal）：事件触发（如按钮点击）
• 槽（Slot）：事件处理函数

应用实例：

from PyQt6.QtWidgets import (QApplication, QWidget, 
                            QVBoxLayout, QPushButton, 
                            QLabel, QLineEdit)

class LoginWindow(QWidget):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setWindowTitle("登录窗口")
        self.resize(300, 200)
        
        layout = QVBoxLayout()
        
        self.username = QLineEdit()
        self.username.setPlaceholderText("用户名")
        layout.addWidget(self.username)
        
        self.password = QLineEdit()
        self.password.setPlaceholderText("密码")
        self.password.setEchoMode(QLineEdit.EchoMode.Password)
        layout.addWidget(self.password)
        
        self.button = QPushButton("登录")
        self.button.clicked.connect(self.handle_login)
        layout.addWidget(self.button)
        
        self.status = QLabel("")
        layout.addWidget(self.status)
        
        self.setLayout(layout)
    
    def handle_login(self):
        username = self.username.text()
        password = self.password.text()
        
        if username == "admin" and password == "123456":
            self.status.setText("登录成功")
        else:
            self.status.setText("用户名或密码错误")

app = QApplication([])
window = LoginWindow()
window.show()
app.exec()

四、现代化GUI开发

1. 使用Qt Designer

工作流程：

1. 使用Qt Designer设计.ui文件
2. 转换为Python代码：pyside6-uic design.ui > ui_design.py
3. 在代码中加载使用

2. 样式美化（QSS）

基础语法：

# 设置全局样式
app.setStyleSheet("""
    QPushButton {
        background-color: #4CAF50;
        border: none;
        color: white;
        padding: 8px 16px;
        font-size: 14px;
    }
    QPushButton:hover {
        background-color: #45a049;
    }
""")

应用示例：

from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QPushButton

app = QApplication([])

button = QPushButton("美化按钮")
button.setStyleSheet("""
    QPushButton {
        background: qlineargradient(x1:0, y1:0, x2:1, y2:1,
                      stop:0 #ff7f00, stop:1 #ff0080);
        border-radius: 10px;
        color: white;
        font-weight: bold;
        padding: 10px 20px;
    }
    QPushButton:pressed {
        background: qlineargradient(x1:0, y1:0, x2:1, y2:1,
                      stop:0 #cc6600, stop:1 #cc0066);
    }
""")
button.resize(150, 50)
button.show()

app.exec()

五、跨平台GUI开发（Kivy）

1. Kivy基础应用

安装：

pip install kivy

基础示例：

from kivy.app import App
from kivy.uix.button import Button
from kivy.uix.boxlayout import BoxLayout

class MyApp(App):
    def build(self):
        layout = BoxLayout(orientation='vertical')
        
        btn1 = Button(text='按钮1', size_hint=(1, 0.5))
        btn2 = Button(text='按钮2', size_hint=(1, 0.5))
        
        btn1.bind(on_press=self.button_pressed)
        btn2.bind(on_press=self.button_pressed)
        
        layout.add_widget(btn1)
        layout.add_widget(btn2)
        return layout
    
    def button_pressed(self, instance):
        print(f"{instance.text} 被点击")

MyApp().run()

表2 Kivy布局类型

六、实践与调试

1. GUI开发原则

基本法则：

1. 主线程只处理UI更新
2. 耗时操作放在工作线程
3. 保持UI响应迅速（<100ms）
4. 使用MVVM/MVC模式分离逻辑

应用示例（多线程处理）：

from PyQt6.QtCore import QThread, pyqtSignal

class WorkerThread(QThread):
    finished = pyqtSignal(str)
    
    def run(self):
        # 模拟耗时操作
        import time
        time.sleep(3)
        self.finished.emit("处理完成")

class MainWindow(QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.button = QPushButton("开始任务", self)
        self.button.clicked.connect(self.start_task)
    
    def start_task(self):
        self.button.setEnabled(False)
        self.thread = WorkerThread()
        self.thread.finished.connect(self.on_finished)
        self.thread.start()
    
    def on_finished(self, result):
        self.button.setEnabled(True)
        QMessageBox.information(self, "完成", result)

2. 常见错误与解决

表3 GUI开发常见问题

总结

核心知识点：

1. Tkinter适合简单GUI应用
2. PyQt/PySide适合专业级开发
3. Kivy支持跨平台移动应用
4. 保持UI线程响应迅速

技术选型指南：

初学者/简单工具 → Tkinter
商业桌面应用 → PyQt/PySide
移动端应用 → Kivy
快速原型开发 → PySimpleGUI

Python GUI开发路线图

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