PySimpleGUI：简化 Python 中的 GUI 开发

作为一个算法工程师，避免不了需要标注数据（当然还有其他需求），标注数据时还是需要一个很好的工具，此时需要你来写一个图形用户界面（GUI），太难了～然而，PySimpleGUI 正以其简单易用的 GUI 创建方法改变这一现状。本文中，云朵君将和大家一起学习 PySimpleGUI 的核心方面，包括了解核心功能和创建 GUI，一起掌握其功能并学习如何有效地使用它。

概述

1. 了解 PySimpleGUI。
2. 在你的开发环境中设置并安装 PySimpleGUI。
3. 使用 PySimpleGUI 创建基本 GUI。
4. 掌握 PySimpleGUI 的关键组件和概念。
5. 学习一个应用案例：将 Matplotlib 与 PySimpleGUI 集成

简单GUI

PySimpleGUI 通过将 Tkinter、Qt、WxPython 和 Remi 等各种框架集成到统一的 API 中，增强了 Python 的 GUI 开发可访问性。它大大简化了界面创建，使开发人员能够以最少的编码工作量轻松构建功能性 GUI。

以下是 PySimpleGUI 的主要功能：

• 跨平台兼容性：它可在 Windows、macOS 和 Linux 等各种操作系统上无缝运行。
• 易于使用：它提供了一个易于使用的简单界面
• 集成灵活性：它可以与不同的 GUI 框架顺利集成，使开发人员能够为他们的项目选择最合适的框架。
• Swift 应用程序构建：其简化的语法和抽象层使得快速创建强大的 GUI 成为可能，从而促进高效的开发流程。

核心方法和函数

以下是核心方法和功能：

1. sg.Window(title, layout, …)

• 创建具有指定 title 和 layout 的新窗口。
• layout使用 PySimpleGUI 元素定义 GUI 的结构。

• 在 GUI 中显示静态文本。
• text是要显示的文本。

• 创建单行输入字段。
• default_text设置初始文本。

• 创建一个可点击的按钮。
• button_text是按钮上显示的文本。

• 用于提交或取消表单的预定义按钮。

• 显示带有 title 和 message 的弹出窗口。

布局元素：

• 布局
• 定义 GUI 结构的列表，包含Text、InputText、Button等元素。

事件循环函数：

• sg.read()
• 从 GUI 读取事件和值。
• 返回一个元组（event, values），其中 event 表示被点击的按钮或触发的事件，并且values是输入字段值的字典。
• sg.Window.close()
• 关闭窗口。

PySimpleGUI 入门

安装：使用 pip 安装 PySimpleGUI

pip install pysimplegui

创建基本窗口

这是一个创建带有按钮的窗口的简单示例：

import PySimpleGUI as sg
layout = [[sg.Text("Hello World!")], [sg.Button("OK")]]
window = sg.Window("Demo", layout, size=(300, 200))
while True:
    event, values = window.read()
    if event == sg.WINDOW_CLOSED or event == "OK":
        break
window.close()

了解布局

布局是列表的列表，其中每个内部列表代表窗口中的一行元素。诸如sg.Text、sg.Button等元素用于定义 GUI 的组件。

高级功能

以下是高级功能：

• 主题：使用内置主题自定义应用程序的外观。sg.theme('DarkAmber')
• 数据完整性：轻松实施强大的输入验证，以保障用户数据完整性。
• 并发操作：它促进多线程，后台进程可以并发执行，同时保持 GUI 响应能力。
• 库兼容性：将 PySimpleGUI 与外部库（如用于可视化的 Matplotlib、用于图像分析的OpenCV等）无缝集成。

最佳实践

• 模块化设计：将你的 GUI 分解为更小、更易于管理的组件。
• 事件循环：确保你的事件循环高效并适当地处理事件。
• 错误处理：实现错误处理以使你的应用程序更加可靠。

如果你需要更高级的功能，推荐访问：https://www.pysimplegui.com/gallery

将 Matplotlib 与 PySimpleGUI 集成

下面我们一起学习一个实用案例。

创建图表是与同事共享信息的好方法。Python 最流行的绘图包之一是Matplotlib。Matplotlib 可以创建各种不同的图表。

Matplotlib 可以与 PySimpleGUI 集成，因此如果您已经知道如何使用 Matplotlib，可以相当轻松地将图形添加到 GUI。

现在可以创建一个新文件并将其命名为psg_matplotlib.py。

演示代码有点长，因此可以分部分添加代码，从以下开始：

import numpy as np
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
import PySimpleGUI as sg
import matplotlib

fig = matplotlib.figure.Figure(figsize=(5, 4), dpi=100)
t = np.arange(0, 3, .01)
fig.add_subplot(111).plot(t, 2 * np.sin(2 * np.pi * t))

这些是使代码正常运行所需的导入。这段代码还设置了 Matplotlib Figure() 并使用 add_subplot() 添加了一个绘图。PySimpleGUIQt 移植目前还不能以同样的方式工作，但我们正在为将来的版本做准备。

在 PySimpleGUI 和 Tkinter 中，可以使用元素Canvas()进行绘图。

现在，可以创建一个辅助函数来在 PySimpleGUI 上绘制图形Canvas()。辅助函数是重复的代码，不想多次编写。看一看：

matplotlib.use("TkAgg")

def draw_figure(canvas, figure):
    figure_canvas_agg = FigureCanvasTkAgg(figure, canvas)
    figure_canvas_agg.draw()
    figure_canvas_agg.get_tk_widget().pack(side="top", fill="both", expand=1)
    return figure_canvas_agg

将使用figure_canvas_agg.draw()它来绘制 PySimpleGUI 元素的图表Canvas()。

要使用 PySimpleGUI 的 Canvas()，您需要将它与 Matplotlib 图形对象一起传入 FigureCanvasTkAgg()。FigureCanvasTkAgg() 来自 Matplotlib，被 Tkinter 用于在 PySimpleGUI 中嵌入绘图。如果您使用的是 PySimpleGUIQt，效果会有所不同。

最后一步是使用 PySimpleGUI 编写用户界面：

# Define the window layout
layout = [
    [sg.Text("Plot test")],
    [sg.Canvas(key="-CANVAS-")],
    [sg.Button("Ok")],
]

# Create the form and show it without the plot
window = sg.Window(
    "Matplotlib Single Graph",
    layout,
    location=(0, 0),
    finalize=True,
    element_justification="center",
    font="Helvetica 18",
)

# Add the plot to the window
draw_figure(window["-CANVAS-"].TKCanvas, fig)

event, values = window.read()

window.close()

要创建用户界面，只需要一个Text()元素、一个Canvas()元素和一个Button()元素。然后，将所有这些添加到Window()并调用draw_figure()辅助函数来绘制图表。

这里不需要事件循环，因为您不会与此用户界面中的元素进行交互。

该图表如下所示：

写在最后

PySimpleGUI 简化了 GUI 开发；对于各个技能水平的开发人员来说，它都是一款出色的工具。它简化了创建图形界面的过程，帮助你制作功能齐全且外观美观的应用程序。消除了传统 GUI 框架的复杂性，你可以专注于轻松交付高效的Python应用程序。