14 KiB
使用 PySimpleGUI 轻松为程序和脚本增加 GUI
五分钟创建定制 GUI。
对于 .exe 类型的程序文件，我们可以通过双击鼠标左键打开；但对于 .py 类型的 Python 程序，几乎不会有人尝试同样的操作。对于一个（非程序员类型的）典型用户，他们双击打开 .exe 文件时预期弹出一个可以交互的窗体。基于 Tkinter，可以通过标准 Python 安装的方式提供 GUI，但很多程序都不太可能这样做。
如果打开 Python 程序并进入 GUI 界面变得如此容易，以至于真正的初学者也可以掌握，会怎样呢？会有人感兴趣并使用吗？这个问题不好回答，因为直到今天创建自定义 GUI 布局仍不是件容易的事情。
在为程序或脚本增加 GUI 这件事上，似乎存在能力的“错配”。（缺乏这方面能力的）真正的初学者被迫只能使用命令行方式，而很多（具备这方面能力的）高级程序员却不愿意花时间创建一个 Tkinter GUI。
GUI 框架
Python 的 GUI 框架并不少，其中 Tkinter，wxPython，Qt 和 Kivy 是几种比较主流的框架。此外，还有不少在上述框架基础上封装的简化框架，例如 EasyGUI，PyGUI 和 Pyforms 等。
但问题在于，对于初学者（这里是指编程经验不超过 6 个月的用户）而言，即使是最简单的主流框架，他们也无从下手；他们也可以选择封装过的（简化）框架，但仍难以甚至无法创建自定义 GUI 布局。即便学会了某种（简化）框架，也需要编写连篇累牍的代码。
PySimpleGUI 尝试解决上述 GUI 难题，它提供了一种简单明了、易于理解、方便自定义的 GUI 接口。如果使用 PySimpleGUI，很多复杂的 GUI 也仅需不到 20 行代码。
秘诀
PySimpleGUI 极为适合初学者的秘诀在于，它已经包含了绝大多数原本需要用户编写的代码。PySimpleGUI 会处理按钮回调，无需用户编写代码。对于初学者，在几周内掌握函数的概念已经不容易了，要求其理解回调函数似乎有些强人所难。
在大部分 GUI 框架中，布局 GUI 小部件通常需要写一些代码，每个小部件至少 1-2 行。PySimpleGUI 使用了 “auto-packer” 技术，可以自动创建布局。因而，布局 GUI 窗口不再需要 pack 或 grid 系统。
（LCTT 译注：这里提到的 pack 和 grid 都是 Tkinter 的布局管理器，另外一种叫做 place 。）
最后，PySimpleGUI 框架编写中有效地利用了 Python 语言特性，降低用户代码量并简化 GUI 数据返回的方式。在窗体布局中创建小部件时，小部件会被部署到对应的布局中，无需额外的代码。
GUI 是什么？
绝大多数 GUI 只完成一件事情：收集用户数据并返回。在程序员看来，可以归纳为如下的函数调用：
button, values = GUI_Display(gui_layout)
绝大多数 GUI 支持的用户行为包括鼠标点击（例如，“确认”，“取消”，“保存”，“是”和“否”等）和内容输入。GUI 本质上可以归结为一行代码。
这也正是 PySimpleGUI （的简单 GUI 模式）的工作原理。当执行命令显示 GUI 后，除非点击鼠标关闭窗体，否则不会执行任何代码。
当然还有更复杂的 GUI，其中鼠标点击后窗口并不关闭；例如，机器人的远程控制界面，聊天窗口等。这类复杂的窗体也可以用 PySimpleGUI 创建。
快速创建 GUI
PySimpleGUI 什么时候有用呢？显然，是你需要 GUI 的时候。仅需不超过 5 分钟，就可以让你创建并尝试 GUI。最便捷的 GUI 创建方式就是从 PySimpleGUI 经典实例中拷贝一份代码。具体操作流程如下：
- 找到一个与你需求最接近的 GUI
- 从经典实例中拷贝代码
- 粘贴到 IDE 中并运行
下面我们看一下书中的第一个经典实例：
import PySimpleGUI as sg
# Very basic form. Return values as a list
form = sg.FlexForm('Simple data entry form') # begin with a blank form
layout = [
[sg.Text('Please enter your Name, Address, Phone')],
[sg.Text('Name', size=(15, 1)), sg.InputText('name')],
[sg.Text('Address', size=(15, 1)), sg.InputText('address')],
[sg.Text('Phone', size=(15, 1)), sg.InputText('phone')],
[sg.Submit(), sg.Cancel()]
]
button, values = form.LayoutAndRead(layout)
print(button, values[0], values[1], values[2])
运行后会打开一个大小适中的窗体。
如果你只是想收集一些字符串类型的值，拷贝上述经典实例中的代码，稍作修改即可满足你的需求。
你甚至可以只用 5 行代码创建一个自定义 GUI 布局。
import PySimpleGUI as sg
form = sg.FlexForm('My first GUI')
layout = [ [sg.Text('Enter your name'), sg.InputText()],
[sg.OK()] ]
button, (name,) = form.LayoutAndRead(layout)
5 分钟内创建一个自定义 GUI
在简单布局的基础上，通过修改经典实例中的代码，5 分钟内即可使用 PySimpleGUI 创建自定义布局。
在 PySimpleGUI 中，小部件被称为元素。元素的名称与编码中使用的名称保持一致。
（LCTT 译注：Tkinter 中使用小部件这个词）
核心元素
Text
InputText
Multiline
InputCombo
Listbox
Radio
Checkbox
Spin
Output
SimpleButton
RealtimeButton
ReadFormButton
ProgressBar
Image
Slider
Column
元素简写
PySimpleGUI 还包含两种元素简写方式。一种是元素类型名称简写，例如 T 用作 Text 的简写；另一种是元素参数被配置了默认值，你可以无需指定所有参数，例如 Submit 按钮默认的文本就是 “Submit”。
T = Text
Txt = Text
In = InputText
Input = IntputText
Combo = InputCombo
DropDown = InputCombo
Drop = InputCombo
（LCTT 译注：第一种简写就是 Python 类的别名，第二种简写是在返回元素对象的 Python 函数定义时指定了参数的默认值）
按钮简写
一些通用按钮具有简写实现，包括：
FolderBrowse
FileBrowse
FileSaveAs
Save
Submit
OK
Ok （LCTT 译注：这里 `k` 是小写）
Cancel
Quit
Exit
Yes
No
此外，还有通用按钮功能对应的简写：
SimpleButton
ReadFormButton
RealtimeButton
（LCTT 译注：其实就是返回 Button 类实例的函数）
上面就是 PySimpleGUI 支持的全部元素。如果不在上述列表之中，就不会在你的窗口布局中生效。
（LCTT 译注：上述都是 PySimpleGUI 的类名、类别名或返回实例的函数，自然只能使用列表内的。）
GUI 设计模式
对于 GUI 程序，创建并展示窗口的调用大同小异，差异在于元素的布局。
设计模式代码与上面的例子基本一致，只是移除了布局：
import PySimpleGUI as sg
form = sg.FlexForm('Simple data entry form')
# Define your form here (it's a list of lists)
button, values = form.LayoutAndRead(layout)
（LCTT 译注：这段代码无法运行，只是为了说明每个程序都会用到的设计模式。）
对于绝大多数 GUI，编码流程如下：
- 创建窗体对象
- 以“列表的列表”的形式定义 GUI
- 展示 GUI 并获取元素的值
上述流程与 PySimpleGUI 设计模式部分的代码一一对应。
GUI 布局
要创建自定义 GUI，首先要将窗体分割成多个行，因为窗体是一行一行定义的。然后，在每一行中从左到右依次放置元素。
我们得到的就是一个“列表的列表”，类似如下：
layout = [ [Text('Row 1')],
[Text('Row 2'), Checkbox('Checkbox 1', OK()), Checkbox('Checkbox 2'), OK()] ]
上述布局对应的效果如下：
展示 GUI
当你完成布局、拷贝完用于创建和展示窗体的代码后，下一步就是展示窗体并收集用户数据。
下面这行代码用于展示窗体并返回收集的数据：
button, values = form.LayoutAndRead(layout)
窗体返回的结果由两部分组成：一部分是被点击按钮的名称，另一部分是一个列表，包含所有用户输入窗体的值。
在这个例子中，窗体显示后用户直接点击 “OK” 按钮，返回的结果如下：
button == 'OK'
values == [False, False]
Checkbox 类型元素返回 True 或 False 类型的值。由于默认处于未选中状态，两个元素的值都是 False。
显示元素的值
一旦从 GUI 获取返回值，检查返回变量中的值是个不错的想法。与其使用 print 语句进行打印，我们不妨坚持使用 GUI 并在一个窗口中输出这些值。
（LCTT 译注：考虑使用的是 Python 3 版本，print 应该是函数而不是语句。）
在 PySimpleGUI 中，有多种消息框可供选取。传递给消息框（函数）的数据会被显示在消息框中；函数可以接受任意数目的参数，你可以轻松的将所有要查看的变量展示出来。
在 PySimpleGUI 中，最常用的消息框是 MsgBox。要展示上面例子中的数据，只需编写一行代码：
MsgBox('The GUI returned:', button, values)
整合
好了，你已经了解了基础知识，让我们创建一个包含尽可能多 PySimpleGUI 元素的窗体吧！此外，为了更好的感观效果，我们将采用绿色/棕褐色的配色方案。
import PySimpleGUI as sg
sg.ChangeLookAndFeel('GreenTan')
form = sg.FlexForm('Everything bagel', default_element_size=(40, 1))
column1 = [[sg.Text('Column 1', background_color='#d3dfda', justification='center', size=(10,1))],
[sg.Spin(values=('Spin Box 1', '2', '3'), initial_value='Spin Box 1')],
[sg.Spin(values=('Spin Box 1', '2', '3'), initial_value='Spin Box 2')],
[sg.Spin(values=('Spin Box 1', '2', '3'), initial_value='Spin Box 3')]]
layout = [
[sg.Text('All graphic widgets in one form!', size=(30, 1), font=("Helvetica", 25))],
[sg.Text('Here is some text.... and a place to enter text')],
[sg.InputText('This is my text')],
[sg.Checkbox('My first checkbox!'), sg.Checkbox('My second checkbox!', default=True)],
[sg.Radio('My first Radio! ', "RADIO1", default=True), sg.Radio('My second Radio!', "RADIO1")],
[sg.Multiline(default_text='This is the default Text should you decide not to type anything', size=(35, 3)),
sg.Multiline(default_text='A second multi-line', size=(35, 3))],
[sg.InputCombo(('Combobox 1', 'Combobox 2'), size=(20, 3)),
sg.Slider(range=(1, 100), orientation='h', size=(34, 20), default_value=85)],
[sg.Listbox(values=('Listbox 1', 'Listbox 2', 'Listbox 3'), size=(30, 3)),
sg.Slider(range=(1, 100), orientation='v', size=(5, 20), default_value=25),
sg.Slider(range=(1, 100), orientation='v', size=(5, 20), default_value=75),
sg.Slider(range=(1, 100), orientation='v', size=(5, 20), default_value=10),
sg.Column(column1, background_color='#d3dfda')],
[sg.Text('_' * 80)],
[sg.Text('Choose A Folder', size=(35, 1))],
[sg.Text('Your Folder', size=(15, 1), auto_size_text=False, justification='right'),
sg.InputText('Default Folder'), sg.FolderBrowse()],
[sg.Submit(), sg.Cancel()]
]
button, values = form.LayoutAndRead(layout)
sg.MsgBox(button, values)
看上面要写不少代码，但如果你试着直接使用 Tkinter 框架实现同样的 GUI，你很快就会发现 PySimpleGUI 版本的代码是多么的简洁。
代码的最后一行打开了一个消息框，效果如下：
消息框函数中的每一个参数的内容都会被打印到单独的行中。本例的消息框中包含两行，其中第二行非常长而且包含列表嵌套。
建议花一点时间将上述结果与 GUI 中的元素一一比对，这样可以更好的理解这些结果是如何产生的。
为你的程序或脚本添加 GUI
如果你有一个命令行方式使用的脚本，添加 GUI 不一定意味着完全放弃该脚本。一种简单的方案如下：如果脚本不需要命令行参数，那么可以直接使用 GUI 调用该脚本；反之，就按原来的方式运行脚本。
仅需类似如下的逻辑：
if len(sys.argv) == 1:
# collect arguments from GUI
else:
# collect arguements from sys.argv
创建并运行 GUI 最便捷的方式就是从 PySimpleGUI 经典实例中拷贝一份代码并修改。
快来试试吧！给你一直疲于手动执行的脚本增加一些趣味。只需 5-10 分钟即可玩转示例脚本。你可能发现一个几乎满足你需求的经典实例；如果找不到，也很容易自己编写一个。即使你真的玩不转，也只是浪费了 5-10 分钟而已。
资源
安装方式
支持 Tkinter 的系统就支持 PySimpleGUI，甚至包括树莓派，但你需要使用 Python 3。
pip install PySimpleGUI
文档
via: https://opensource.com/article/18/8/pysimplegui
作者：Mike Barnett 选题：lujun9972 译者：pinewall 校对：wxy