45、PyQt类层次结构与编程要点解析

sql99

于 2025-12-15 11:42:55 发布

阅读量4

点赞数

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： PyQt编程艺术文章标签： PyQt 类层次结构信号与槽

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/sql99/article/details/155958827

PyQt编程艺术专栏收录该内容

46 篇文章 ¥499.90

订阅专栏¥69.90

会员秒杀 ¥9.9 重磅福利

超级会员免费看

PyQt类层次结构与编程要点解析

1. PyQt类层次结构概述

在PyQt编程中，类层次结构是理解和使用各种功能的基础。下面是一些关键的类层次结构：
- 基础类 ：
- QObject ：许多PyQt类的基类，提供了信号与槽机制等核心功能。
- QPaintDevice ：用于绘图的设备抽象类，如 QWidget 、 QImage 等都继承自它。
- QWidget ：所有用户界面对象的基类，是窗口和控件的基础。
- QDialog ：用于创建对话框。
- QFrame ：提供了一个带边框的框架。
- QFrame 相关类 ：
- QAbstractScrollArea ：用于滚动区域的抽象类。
- QAbstractItemView ：用于显示数据项的抽象类，如 QListView 、 QTableView 等。
- QHeaderView ：用于表头的视图。
- QListView 、 QListWidget ：用于显示列表数据。
- QTableView 、 QTableWidget ：用于显示表格数据。
- QTreeView 、 QTreeWidget ：用于显示树形数据。
- QGraphicsView ：用于显示图形场景。
- QScrollArea ：用于滚动区域。
- QTextEdit 、 QTextBrowser ：用于文本编辑和浏览。
- QLabel ：用于显示文本或图像。
- QLCDNumber ：用于显示LCD数字。
- QSplitter ：用于分割窗口。
- QStackedWidget ：用于堆叠窗口。
- QToolBox ：用于工具盒。
- QWidget 相关类 ：
- QAbstractButton ：按钮的抽象类，如 QCheckBox 、 QPushButton 、 QRadioButton 、 QToolButton 等。
- QAbstractSlider ：滑块的抽象类，如 QDial 、 QScrollBar 、 QSlider 等。
- QAbstractSpinBox ：微调框的抽象类，如 QDateTimeEdit 、 QDateEdit 、 QTimeEdit 、 QDoubleSpinBox 、 QSpinBox 等。
- QCalendarWidget ：用于日历选择。
- QComboBox 、 QFontComboBox ：用于下拉框选择。
- QDesktopWidget ：用于获取桌面信息。
- QDialogButtonBox ：用于对话框按钮盒。
- QDockWidget ：用于可停靠窗口。
- QGroupBox ：用于分组框。
- QLineEdit ：用于单行文本编辑。
- QMainWindow ：用于主窗口。
- QMenu 、 QMenuBar ：用于菜单。
- QProgressBar ：用于进度条。
- QSplashScreen ：用于启动画面。
- QStatusBar ：用于状态栏。
- QTabWidget ：用于标签页。
- QToolBar ：用于工具栏。
- QWorkspace ：用于多文档界面。
- QAbstractItemModel 相关类 ：
- QAbstractListModel ：列表模型的抽象类。
- QStringListModel ：用于字符串列表的模型。
- QAbstractProxyModel ：代理模型的抽象类。
- QSortFilterProxyModel ：用于排序和过滤的代理模型。
- QAbstractTableModel ：表格模型的抽象类。
- QDirModel ：用于目录模型。
- QStandardItemModel ：标准项模型。
- QDialog 相关类 ：
- QAbstractPrintDialog ：打印对话框的抽象类。
- QPrintDialog ：用于打印对话框。
- QColorDialog ：用于颜色选择对话框。
- QFileDialog ：用于文件选择对话框。
- QFontDialog ：用于字体选择对话框。
- QInputDialog ：用于输入对话框。
- QProgressDialog ：用于进度对话框。
- QIODevice 相关类 ：
- QAbstractSocket ：套接字的抽象类，如 QTcpSocket 、 QUdpSocket 等。
- QBuffer ：用于内存缓冲区。
- QFile ：用于文件操作。
- QTemporaryFile ：用于临时文件。
- QProcess ：用于进程操作。
- QPaintDevice 相关类 ：
- QImage ：用于图像操作。
- QPicture ：用于绘图记录。
- QPixmap ：用于像素图。
- QBitmap ：用于位图。
- QPrinter ：用于打印。
- QWidget ：前面已介绍。
- QEvent 相关类 ：
- QCloseEvent ：用于关闭事件。
- QDropEvent ：用于拖放事件。
- QInputEvent ：输入事件的抽象类，如 QKeyEvent 、 QMouseEvent 、 QWheelEvent 等。
- QContextMenuEvent ：用于上下文菜单事件。
- QMoveEvent ：用于移动事件。
- QPaintEvent ：用于绘图事件。
- QResizeEvent ：用于调整大小事件。
- QTimerEvent ：用于定时器事件。
- QGraphicsItem 相关类 ：
- QAbstractGraphicsShapeItem ：图形形状项的抽象类。
- QGraphicsEllipseItem ：用于椭圆项。
- QGraphicsPathItem ：用于路径项。
- QGraphicsPolygonItem ：用于多边形项。
- QGraphicsRectItem ：用于矩形项。
- QGraphicsSimpleTextItem ：用于简单文本项。
- QGraphicsItemGroup ：用于图形项组。
- QGraphicsLineItem ：用于线条项。
- QGraphicsPixmapItem ：用于像素图项。
- QGraphicsSvgItem ：用于SVG项。
- QGraphicsTextItem ：用于文本项。
- QLayoutItem 相关类 ：
- QLayout ：布局的抽象类。
- QBoxLayout ：盒布局的抽象类，如 QHBoxLayout 、 QVBoxLayout 等。
- QGridLayout ：网格布局。
- QStackedLayout ：堆叠布局。
- QSpacerItem ：用于间隔项。
- QWidgetItem ：用于窗口项。

2. 符号与内置函数

在PyQt编程中，会用到许多符号和内置函数，以下是一些常见的：
| 符号/函数 | 描述 |
| ---- | ---- |
| != | 不等于运算符 |
| % | 取模/余数运算符，字符串格式化运算符 |
| %= | 取模增强赋值运算符 |
| & | 按位与运算符，快捷键指示符 |
| * | 乘法运算符，复制运算符，位置参数列表指示符， from … import 运算符 |
| ** | 幂/指数运算符，关键字参数列表指示符 |
| *= | 乘法增强赋值运算符 |
| + | 加法运算符，拼接运算符 |
| += | 加法增强赋值运算符，追加运算符 |
| - | 减法运算符，取反运算符 |
| -= | 减法增强赋值运算符 |
| . | 点运算符 |
| / | 除法运算符 |
| /= | 除法增强赋值运算符 |
| // | “真”除法运算符 |
| //= | “真”除法增强赋值运算符 |
| < | 小于运算符 |
| <= | 小于等于运算符 |
| = | 名称绑定运算符，对象引用创建和赋值运算符 |
| == | 等于运算符 |
| > | 大于运算符 |
| >= | 大于等于运算符 |
| @ | 装饰器运算符 |
| [] | 索引运算符，切片运算符 |
| \ | 转义字符 |
| \n | 换行符 |
| ^ | 按位异或运算符 |
| _ | 下划线字符 |
| __ | 双下划线 |
| {} | 花括号 |
| | | 按位或运算符 |
| ~ | 按位非运算符 |
| abs() | 求绝对值 |
| all() | 判断可迭代对象中所有元素是否为真 |
| any() | 判断可迭代对象中是否有元素为真 |
| assert | 断言语句 |
| bool() | 转换为布尔类型 |
| chr() | 将整数转换为字符 |
| class | 定义类 |
| cmp() | 比较两个对象 |
| complex() | 转换为复数类型 |
| continue | 继续循环 |
| def | 定义函数 |
| del | 删除对象 |
| dict() | 创建字典 |
| dir() | 返回对象的属性和方法列表 |
| divmod() | 返回商和余数 |
| enumerate() | 枚举可迭代对象 |
| eval() | 执行字符串表达式 |
| except | 异常处理 |
| False | 布尔常量 |
| finally | 最终执行的代码块 |
| float() | 转换为浮点数类型 |
| for | 循环语句 |
| frozenset() | 创建不可变集合 |
| hasattr() | 判断对象是否有某个属性 |
| help() | 获取帮助信息 |
| hex() | 将整数转换为十六进制字符串 |
| id() | 返回对象的唯一标识符 |
| if | 条件语句 |
| import | 导入模块 |
| in | 成员运算符 |
| int() | 转换为整数类型 |
| is | 判断两个对象是否为同一对象 |
| isinstance() | 判断对象是否为某个类的实例 |
| iter() | 创建迭代器 |
| lambda | 定义匿名函数 |
| len() | 返回对象的长度 |
| list() | 创建列表 |
| long() | 转换为长整数类型 |
| max() | 返回可迭代对象中的最大值 |
| min() | 返回可迭代对象中的最小值 |
| None | 空常量 |
| not | 逻辑非运算符 |
| object | 所有类的基类 |
| oct() | 将整数转换为八进制字符串 |
| open() | 打开文件 |
| or | 逻辑或运算符 |
| ord() | 将字符转换为整数 |
| pass | 空语句 |
| pow() | 幂运算 |
| print | 打印输出 |
| property() | 定义属性 |
| range() | 创建整数序列 |
| repr() | 返回对象的字符串表示 |
| return | 函数返回值 |
| round() | 四舍五入 |
| set() | 创建集合 |
| sorted() | 对可迭代对象进行排序 |
| staticmethod() | 定义静态方法 |
| str() | 转换为字符串类型 |
| sum() | 求和 |
| super() | 调用父类方法 |
| True | 布尔常量 |
| try | 异常处理 |
| tuple() | 创建元组 |
| type() | 返回对象的类型 |
| unichr() | 将整数转换为Unicode字符 |
| unicode() | 转换为Unicode字符串 |
| while | 循环语句 |
| with | 上下文管理器 |
| xrange() | 创建整数序列（Python 2） |
| yield | 生成器函数 |

3. 常见操作与应用

数据库操作 ：
- 连接数据库 ：使用 QSqlDatabase.addDatabase() 方法添加数据库驱动，然后使用 open() 方法打开数据库。
- 执行查询 ：使用 QSqlQuery 类执行SQL查询，如 exec_() 方法执行查询语句。
- 事务处理 ：使用 QSqlDatabase.commit() 和 QSqlDatabase.rollback() 方法进行事务提交和回滚。
事件处理 ：
- 重写事件处理函数 ：如 closeEvent() 、 keyPressEvent() 、 mousePressEvent() 等，用于处理相应的事件。
- 接受和忽略事件 ：使用 accept() 和 ignore() 方法来处理事件。
信号与槽机制 ：
- 连接信号和槽 ：使用 connect() 方法将信号与槽函数连接起来。
- 自定义信号 ：使用 pyqtSignal 定义自定义信号。
布局管理 ：
- 使用布局管理器 ：如 QVBoxLayout 、 QHBoxLayout 、 QGridLayout 等，将控件添加到布局中。
- 设置布局策略 ：使用 setLayout() 方法将布局应用到窗口或控件上。

4. 示例应用

以下是一些示例应用：
- Alert应用 ：用于显示警报信息。
- Calculate应用 ：简单的计算器应用。
- Connections应用 ：用于演示信号与槽的连接。
- Currency Converter应用 ：货币转换器应用。
- Image Changer应用 ：用于图像切换。
- My Movies应用 ：用于管理电影信息。
- Page Designer应用 ：页面设计器应用。
- Signals and Slots应用 ：用于演示信号与槽的使用。

5. 异常处理

在编程中，异常处理是很重要的，以下是一些常见的异常和处理方法：
| 异常 | 描述 | 处理方法 |
| ---- | ---- | ---- |
| AssertionError | 断言失败异常 | 使用 try-except 语句捕获并处理 |
| AttributeError | 属性错误异常 | 检查对象是否有该属性 |
| Exception | 通用异常 | 捕获并处理 |
| IOError | 输入输出错误异常 | 检查文件或设备是否可用 |
| KeyError | 键错误异常 | 检查字典中是否有该键 |
| NotImplementedError | 未实现错误异常 | 实现相应的方法 |
| OSError | 操作系统错误异常 | 检查操作系统相关的操作 |
| RuntimeError | 运行时错误异常 | 检查代码逻辑 |
| StopIteration | 迭代结束异常 | 处理迭代结束的情况 |
| TypeError | 类型错误异常 | 检查对象类型是否正确 |
| ValueError | 值错误异常 | 检查输入值是否合法 |

6. 总结

通过了解PyQt的类层次结构、符号与内置函数、常见操作与应用、示例应用以及异常处理，我们可以更好地进行PyQt编程。在实际开发中，要根据具体需求选择合适的类和方法，合理处理异常，以提高程序的稳定性和可靠性。

mermaid图：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始]):::startend --> B(选择应用类型):::process
    B --> C{是否需要数据库操作?}:::decision
    C -->|是| D(连接数据库):::process
    C -->|否| E(继续其他操作):::process
    D --> F(执行查询):::process
    F --> G(处理结果):::process
    E --> H(处理事件):::process
    H --> I(使用信号与槽):::process
    I --> J(布局管理):::process
    G --> K(结束应用):::process
    J --> K

这个mermaid图展示了一个简单的应用开发流程，从开始选择应用类型，根据是否需要数据库操作进行不同的处理，然后进行事件处理、信号与槽的使用、布局管理，最后结束应用。

PyQt类层次结构与编程要点解析

7. 深入理解类的特性

在PyQt中，类的特性如继承、封装和多态起着关键作用。
- 继承：许多PyQt类通过继承来扩展功能。例如， QWidget 作为众多控件类的基类，为它们提供了基本的窗口和控件功能。子类可以继承父类的属性和方法，并根据需要进行重写。比如 QPushButton 继承自 QAbstractButton ，它继承了按钮的基本行为，同时可以添加自己独特的功能。
| 类名 | 父类 | 主要扩展功能 |
| ---- | ---- | ---- |
| QPushButton | QAbstractButton | 可设置文本、图标，响应点击事件 |
| QListView | QAbstractItemView | 专门用于显示列表数据 |
- 封装：通过封装，类可以隐藏内部实现细节，只提供公共接口。例如， QSqlDatabase 类封装了数据库连接和操作的细节，用户只需要使用其提供的公共方法，如 addDatabase() 、 open() 等，就可以完成数据库的连接和操作。
- 多态：多态允许不同的子类对象对同一消息做出不同的响应。在PyQt中，当使用信号与槽机制时，不同的控件可以响应相同的信号，但执行不同的操作。例如，多个 QPushButton 对象可以连接到同一个信号，但每个按钮的槽函数可以实现不同的功能。

8. 信号与槽的高级应用

信号与槽是PyQt中强大的通信机制，除了基本的连接方式，还有一些高级应用：
- 信号的过滤 ：可以使用 QObject.blockSignals() 方法来临时阻止信号的发射。例如，在进行一些批量操作时，为了避免不必要的信号发射，可以先调用该方法，操作完成后再恢复信号发射。

# 示例代码
widget = QWidget()
widget.blockSignals(True)
# 进行批量操作
widget.blockSignals(False)

信号的转发 ：可以将一个信号连接到另一个信号，实现信号的转发。例如，当一个 QComboBox 的 currentIndexChanged 信号发射时，可以将其连接到另一个信号，从而触发其他操作。

# 示例代码
combo_box = QComboBox()
other_signal = pyqtSignal(int)
combo_box.currentIndexChanged.connect(other_signal.emit)

使用 lambda 函数 ：在连接信号和槽时，可以使用 lambda 函数来传递额外的参数。例如，当点击一个 QPushButton 时，需要传递一个特定的值给槽函数。

# 示例代码
button = QPushButton("Click me")
value = 10
button.clicked.connect(lambda: my_function(value))

9. 图形与绘图

在PyQt中，图形与绘图功能可以实现各种复杂的界面效果。
- QPainter 类 ：用于在 QPaintDevice 上进行绘图操作。可以绘制各种图形，如直线、矩形、椭圆等。

# 示例代码
class MyWidget(QWidget):
    def paintEvent(self, event):
        painter = QPainter(self)
        painter.drawLine(10, 10, 100, 100)
        painter.drawRect(20, 20, 50, 50)
        painter.drawEllipse(30, 30, 40, 40)

抗锯齿 ：使用 QPainter.setRenderHint() 方法可以启用抗锯齿功能，使图形更加平滑。

# 示例代码
painter = QPainter(self)
painter.setRenderHint(QPainter.Antialiasing)

图形变换 ：可以使用 QPainter 的变换方法，如 translate() 、 rotate() 、 scale() 等，对图形进行平移、旋转和缩放操作。

# 示例代码
painter = QPainter(self)
painter.translate(50, 50)
painter.rotate(45)
painter.drawRect(0, 0, 20, 20)

10. 多线程编程

在PyQt中，多线程编程可以避免界面卡顿，提高程序的响应性。
- QThread 类 ：用于创建和管理线程。可以通过继承 QThread 类，重写 run() 方法来实现自定义的线程逻辑。

# 示例代码
class MyThread(QThread):
    def run(self):
        # 线程执行的代码
        pass

thread = MyThread()
thread.start()

线程同步 ：使用 QMutex 、 QReadWriteLock 等类来实现线程同步，避免多个线程同时访问共享资源时出现冲突。

# 示例代码
mutex = QMutex()
mutex.lock()
# 访问共享资源
mutex.unlock()

信号与槽在多线程中的应用 ：可以在不同的线程之间使用信号与槽进行通信。例如，在线程中完成某个任务后，通过发射信号通知主线程更新界面。

# 示例代码
class MyThread(QThread):
    finished = pyqtSignal()

    def run(self):
        # 线程执行的代码
        self.finished.emit()

thread = MyThread()
thread.finished.connect(self.update_ui)
thread.start()

11. 总结与展望

通过对PyQt类层次结构、符号与内置函数、常见操作、信号与槽机制、图形与绘图以及多线程编程等方面的深入了解，我们可以开发出功能强大、界面美观、响应迅速的应用程序。在未来的开发中，我们可以进一步探索PyQt的高级特性，如动画效果、网络编程等，不断提升应用程序的质量和用户体验。

mermaid图：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始开发图形应用]):::startend --> B(选择绘图设备):::process
    B --> C{是否需要动画效果?}:::decision
    C -->|是| D(使用QPropertyAnimation):::process
    C -->|否| E(使用QPainter绘图):::process
    D --> F(设置动画属性):::process
    F --> G(启动动画):::process
    E --> H(绘制基本图形):::process
    H --> I(应用图形变换):::process
    G --> J(更新界面):::process
    I --> J
    J --> K(结束应用开发):::process

这个mermaid图展示了一个图形应用开发的流程，从开始选择绘图设备，根据是否需要动画效果进行不同的处理，然后进行绘图、动画设置和界面更新，最后结束应用开发。