如何在pyqt中在实现无边框窗体的同时保留Windows窗口动画效果

无边框窗体的实现思路

  在pyqt中只要 self.setWindowFlags(Qt.FramelessWindowHint) 就可以实现边框的去除，但是没了标题栏也意味着窗口大小无法改变、窗口无法拖拽和窗口阴影的消失。网上有很多介绍pyqt自定义标题栏的方法，几乎都是通过处理 mousePressEvent 、 mouseReleaseEvent 以及 mouseMoveEvent 来实现的，在移动的过程中是可以看到窗口的内容的。在没有给窗口打开Windows的亚克力效果时这种方法还能凑合着用，一旦给窗口加上亚克力效果之后，这个移动过程会卡的你怀疑人生。
  在这篇博客《PYQT5 实现 无frame窗口的拖动和放缩》中，作者重写了nativeEvent，将qt的消息转换为Windows的MSG，确实可以直接还原去除边框前的移动窗口和窗口放缩效果，但还是无法还原Windows的窗口最大化和最小化动画。然后这篇博客《Qt无边框窗体（Windows）》中，作者很详细地介绍了C++的实现方法，看完这篇博客之后我就开始着手用 ctypes 和 pywin32 模块来翻译作者提供的那些代码。从代码中可以看到作者把msg->lParam 强转为各种结构体，里面存着窗口的信息。有些结构体用继承 ctypes.Structure 之后再加上ctype.wintypes的一些数据类型是可以实现的，但是有的变量类型比如PWINDOWPOS 在 ctype.wintypes里面找不到。对于这种情况我就用VS2019把C++代码转成dll来直接调用，效果如下(老婆真美٩(๑>◡<๑)۶ ）：

1. 窗口拖动和贴边最大化
   
2. 窗口缩放
   

具体实现过程

  1.对于窗口移动，只要在自定义标题栏的 mousePressEvent 中调用一下 win32gui.ReleaseCapture() 和 win32api.SendMessage(hWnd,message,wParam,lParam)就可以实现，具体自定义标题栏的代码如下，用到的资源文件和其他按钮的代码我放在了文末的链接中，可以自取：

import sys
from ctypes.wintypes import HWND

from win32.lib import win32con
from win32.win32api import SendMessage
from win32.win32gui import ReleaseCapture

from PyQt5.QtCore import Qt
from PyQt5.QtGui import QIcon, QPixmap, QResizeEvent
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QHBoxLayout, QLabel, QWidget

from effects.window_effect import WindowEffect

from .title_bar_buttons import BasicButton, MaximizeButton


class TitleBar(QWidget):
    """ 定义标题栏 """

    def __init__(self, parent):
        super().__init__(parent)
        self.resize(1360, 40)
        # self.win = parent
        # 实例化无边框窗口函数类
        self.windowEffect = WindowEffect()
        self.setAttribute(Qt.WA_TranslucentBackground)
        # 实例化小部件
        self.title = QLabel('Groove 音乐', self)
        self.createButtons()
        # 初始化界面
        self.initWidget()
        self.adjustButtonPos()

    def createButtons(self):
        """ 创建各按钮 """
        self.minBt = BasicButton([
            {'normal': r'resource\images\titleBar\透明黑色最小化按钮_57_40.png',
             'hover': r'resource\images\titleBar\绿色最小化按钮_hover_57_40.png',
             'pressed': r'resource\images\titleBar\黑色最小化按钮_pressed_57_40.png'},
            {'normal': r'resource\images\titleBar\白色最小化按钮_57_40.png',
             'hover': r'resource\images\titleBar\绿色最小化按钮_hover_57_40.png',
             'pressed': r'resource\images\titleBar\黑色最小化按钮_pressed_57_40.png'}], self)
        self.closeBt = BasicButton([
            {'normal': r'resource\images\titleBar\透明黑色关闭按钮_57_40.png',
             'hover': r'resource\images\titleBar\关闭按钮_hover_57_40.png',
             'pressed': r'resource\images\titleBar\关闭按钮_pressed_57_40.png'},
            {'normal': r'resource\images\titleBar\透明白色关闭按钮_57_40.png',
             'hover': r'resource\images\titleBar\关闭按钮_hover_57_40.png',
             'pressed': r'resource\images\titleBar\关闭按钮_pressed_57_40.png'}], self)
        self.returnBt = BasicButton([
            {'normal': r'resource\images\titleBar\黑色返回按钮_60_40.png',
             'hover': r'resource\images\titleBar\黑色返回按钮_hover_60_40.png',
             'pressed': r'resource\images\titleBar\黑色返回按钮_pressed_60_40.png'},
            {'normal': r'resource\images\titleBar\白色返回按钮_60_40.png',
             'hover': r'resource\images\titleBar\白色返回按钮_hover_60_40.png',
             'pressed': r'resource\images\titleBar\白色返回按钮_pressed_60_40.png'}], self, iconSize_tuple=(60, 40))
        self.maxBt = MaximizeButton(self)
        self.button_list = [self.minBt, self.maxBt,
                            self.closeBt, self.returnBt]

    def initWidget(self):
        """ 初始化小部件 """
        self.setFixedHeight(40)
        self.setStyleSheet("QWidget{background-color:transparent}\
                            QLabel{font:14px 'Microsoft YaHei Light'; padding:10px 15px 10px 15px;}")
        # 隐藏抬头
        self.title.hide()
        # 将按钮的点击信号连接到槽函数
        self.minBt.clicked.connect(self.window().showMinimized)
        self.maxBt.clicked.connect(self.showRestoreWindow)
        self.closeBt.clicked.connect(self.window().close)

    def adjustButtonPos(self):
        """ 初始化小部件位置 """
        self.title.move(self.returnBt.width(), 0)
        self.closeBt.move(self.width() - 57, 0)
        self.maxBt.move(self.width() - 2 * 57, 0)
        self.minBt.move(self.width() - 3 * 57, 0)

    def resizeEvent(self, e: QResizeEvent):
        """ 尺寸改变时移动按钮 """
        self.adjustButtonPos()

    def mouseDoubleClickEvent(self, event):
        """ 双击最大化窗口 """
        self.showRestoreWindow()

    def mousePressEvent(self, event):
        """ 移动窗口 """
        # 判断鼠标点击位置是否允许拖动
        if self.isPointInDragRegion(event.pos()):
            ReleaseCapture()
            SendMessage(self.window().winId(), win32con.WM_SYSCOMMAND,
                        win32con.SC_MOVE + win32con.HTCAPTION, 0)
            event.ignore()
            # 也可以通过调用windowEffect.dll的接口函数来实现窗口拖动
            # self.windowEffect.moveWindow(HWND(int(self.parent().winId())))  

    def showRestoreWindow(self):
        """ 复原窗口并更换最大化按钮的图标 """
        if self.window().isMaximized():
            self.window().showNormal()
            # 更新标志位用于更换图标
            self.maxBt.setMaxState(False)
        else:
            self.window().showMaximized()
            self.maxBt.setMaxState(True)

    def isPointInDragRegion(self, pos) -> bool:
        """ 检查鼠标按下的点是否属于允许拖动的区域 """
        x = pos.x()
        condX = (60 < x < self.width() - 57 * 3)
        return condX

    def setWhiteIcon(self, isWhiteIcon):
        """ 设置图标颜色 """
        for button in self.button_list:
            button.setWhiteIcon(isWhiteIcon)

  2.对于还原窗口动画，调用 win32gui.GetWindowLong()和win32gui.SetWindowLong 重新设置一下窗口动画即可，我把这个函数定义在了WindowEffect类中，这个类可以用来实现窗口的各种效果，包括Win7的AERO效果、Win10的亚克力效果、DWM绘制的窗口阴影和移动窗口等，不过要想成功使用这个类必须在Visual Studio里面装好C++，不然调用windowEffect.dll时候会报错找不到相关的依赖项，windowEffect的代码如下所示，其中setWindowAnimation(hWnd)用来设置窗口的风格也就是还原了窗口动画：

# coding:utf-8

from ctypes import c_bool, cdll
from ctypes.wintypes import DWORD, HWND,LPARAM

from win32 import win32gui
from win32.lib import win32con


class WindowEffect():
    """ 调用windowEffect.dll来设置窗口外观 """
    dll = cdll.LoadLibrary('dll\\windowEffect.dll')

    def setAcrylicEffect(self,
                         hWnd: HWND,
                         gradientColor: str = 'FF000066',
                         accentFlags: bool = False,
                         animationId: int = 0):
        """ 开启亚克力效果,gradientColor对应16进制的rgba四个分量 """

        # 设置阴影
        if accentFlags:
            accentFlags = DWORD(0x20 | 0x40 | 0x80 | 0x100)
        else:
            accentFlags = DWORD(0)

        # 设置和亚克力效果相叠加的背景颜色
        gradientColor = gradientColor[6:] + gradientColor[4:6] + \
            gradientColor[2:4] + gradientColor[:2]
        gradientColor = DWORD(int(gradientColor, base=16))
        animationId = DWORD(animationId)
        self.dll.setAcrylicEffect(hWnd, accentFlags, gradientColor,
                                  animationId)

    def setAeroEffect(self, hWnd: HWND):
        """ 开启Aero效果 """
        self.dll.setAeroEffect(hWnd)

    def setShadowEffect(self,
                        class_amended: c_bool,
                        hWnd: HWND,
                        newShadow=True):
        """ 去除窗口自带阴影并决定是否添加新阴影 """
        class_amended = c_bool(
            self.dll.setShadowEffect(class_amended, hWnd, c_bool(newShadow)))
        return class_amended

    def addShadowEffect(self, shadowEnable: bool, hWnd: HWND):
        """ 直接添加新阴影 """
        self.dll.addShadowEffect(c_bool(shadowEnable), hWnd)

    def setWindowFrame(self, hWnd: HWND, left: int, top, right, buttom):
        """ 设置客户区的边框大小 """
        self.dll.setWindowFrame(hWnd, left, top, right, buttom)

    def setWindowAnimation(self, hWnd):
        """ 打开窗口动画效果 """
        style = win32gui.GetWindowLong(hWnd, win32con.GWL_STYLE)
        win32gui.SetWindowLong(
            hWnd, win32con.GWL_STYLE, style | win32con.WS_MAXIMIZEBOX
                                            | win32con.WS_CAPTION
                                            | win32con.CS_DBLCLKS
                                            | win32con.WS_THICKFRAME)

    def adjustMaximizedClientRect(self, hWnd: HWND, lParam: int):
        """ 窗口最大化时调整大小 """
        self.dll.adjustMaximizedClientRect(hWnd, LPARAM(lParam))

    def moveWindow(self,hWnd:HWND):
        """ 移动窗口 """
        self.dll.moveWindow(hWnd)

  3.正如第二篇博客所说的那样，如果还原窗口动画，就会导致窗口最大化时尺寸超过正确的显示器尺寸，甚至最大化之后又会有新的标题栏跑出来，要解决这个问题必须在 nativeEvent 中处理两个消息，一个是WM_NCCALCSIZE，另一个则是 WM_GETMINMAXINFO。处理WM_GETMINMAXINFO时用到的结构体 MINMAXINFO 如下所示：

class MINMAXINFO(Structure):
    _fields_ = [
        ("ptReserved",      POINT),
        ("ptMaxSize",       POINT),
        ("ptMaxPosition",   POINT),
        ("ptMinTrackSize",  POINT),
        ("ptMaxTrackSize",  POINT),
    ]

  这个结构体中每个参数的定义都可以在MSDN的文档中找到，里面介绍的很详细。处理 WM_NCCALCSIZE 时需要将msg.lParam转换为结构体NCCALCSIZE_PARAMS的指针，遗憾的是我在ctypes.wintypes里面没有找到PWINDOWPOS，这个是结构NCCALCSIZE_PARAMS的第二个成员的类型，去MSDN文档里面看一下说这个又是另一个结构体的别名，定义来定义去的把我惹烦了，反正windowEffect里面都用到那么多C++的东西了，再多一个函数也无所谓了，按照第二篇博客里面的思路，adjustMaximizedClientRect(HWND hWnd, LPARAM lParam)具体代码如下：

void adjustMaximizedClientRect(HWND hWnd, LPARAM lParam)
{
	auto monitor = ::MonitorFromWindow(hWnd, MONITOR_DEFAULTTONULL);
	if (!monitor) return; 
	MONITORINFO monitor_info{};
	monitor_info.cbSize = sizeof(monitor_info);
	if (!::GetMonitorInfoW(monitor, &monitor_info)) return;
	auto& params = *reinterpret_cast<NCCALCSIZE_PARAMS*>(lParam);
	params.rgrc[0] = monitor_info.rcWork;
}

这个函数拿来在窗口最大化时重新设置窗口大小和坐标，下面给出整个无边框窗体的代码，里面的重点就是重写nativeEvent:

# coding:utf-8

import sys
from ctypes import POINTER,cast,Structure
from ctypes.wintypes import HWND, MSG, POINT

from PyQt5.QtCore import Qt
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget
from PyQt5.QtWinExtras import QtWin
from win32 import win32api, win32gui
from win32.lib import win32con

from effects.window_effect import WindowEffect
from my_title_bar import TitleBar


class Window(QWidget):
    BORDER_WIDTH = 5

    def __init__(self, parent=None):
        super().__init__(parent)
        self.titleBar = TitleBar(self)
        self.windowEffect = WindowEffect()
        self.hWnd = HWND(int(self.winId()))
        self.__initWidget()

    def __initWidget(self):
        """ 初始化小部件 """
        self.resize(800, 600)
        self.setWindowFlags(Qt.FramelessWindowHint)
        # 还原窗口动画
        self.windowEffect.setWindowAnimation(self.winId())  
        # 打开亚克力效果
        self.setStyleSheet('QWidget{background:transparent}')   # 必须用qss开实现背景透明，不然会出现界面卡顿
        self.windowEffect.setAcrylicEffect(self.hWnd,'F2F2F260')
        # 绘制窗口阴影
        """ if QtWin.isCompositionEnabled():
            QtWin.extendFrameIntoClientArea(self, -1, -1, -1, -1) """

    def isWindowMaximized(self, hWnd: int) -> bool:
        """ 判断窗口是否最大化 """
        # 返回指定窗口的显示状态以及被恢复的、最大化的和最小化的窗口位置，返回值为元组
        windowPlacement = win32gui.GetWindowPlacement(hWnd)
        if not windowPlacement:
            return False
        return windowPlacement[1] == win32con.SW_MAXIMIZE

    def nativeEvent(self, eventType, message):
        """ 处理windows消息 """
        msg = MSG.from_address(message.__int__())
        if msg.message == win32con.WM_NCHITTEST:
            # 处理鼠标拖拽消息
            xPos = win32api.LOWORD(msg.lParam) - self.frameGeometry().x()
            yPos = win32api.HIWORD(msg.lParam) - self.frameGeometry().y()
            w, h = self.width(), self.height()
            lx = xPos < self.BORDER_WIDTH
            rx = xPos + 9 > w - self.BORDER_WIDTH
            ty = yPos < self.BORDER_WIDTH
            by = yPos > h - self.BORDER_WIDTH
            # 左上角
            if (lx and ty):
                return True, win32con.HTTOPLEFT
            # 右下角
            elif (rx and by):
                return True, win32con.HTBOTTOMRIGHT
            # 右上角
            elif (rx and ty):
                return True, win32con.HTTOPRIGHT
            # 左下角
            elif (lx and by):
                return True, win32con.HTBOTTOMLEFT
            # 顶部
            elif ty:
                return True, win32con.HTTOP
            # 底部
            elif by:
                return True, win32con.HTBOTTOM
            # 左边
            elif lx:
                return True, win32con.HTLEFT
            # 右边
            elif rx:
                return True, win32con.HTRIGHT
        # 处理窗口最大化消息
        elif msg.message == win32con.WM_NCCALCSIZE:
            if self.isWindowMaximized(msg.hWnd):
                self.windowEffect.adjustMaximizedClientRect(
                    HWND(msg.hWnd), msg.lParam)
            return True, 0
        elif msg.message == win32con.WM_GETMINMAXINFO:
            if self.isWindowMaximized(msg.hWnd):
                window_rect = win32gui.GetWindowRect(msg.hWnd)
                if not window_rect:
                    return False, 0
                # 获取显示器句柄
                monitor = win32api.MonitorFromRect(window_rect)
                if not monitor:
                    return False, 0
                # 获取显示器信息
                monitor_info = win32api.GetMonitorInfo(monitor)
                monitor_rect = monitor_info['Monitor']
                work_area = monitor_info['Work']
                # 将lParam转换为MINMAXINFO指针
                info = cast(msg.lParam, POINTER(MINMAXINFO)).contents
                # 调整窗口大小
                info.ptMaxSize.x = work_area[2] - work_area[0]
                info.ptMaxSize.y = work_area[3] - work_area[1]
                info.ptMaxTrackSize.x = info.ptMaxSize.x
                info.ptMaxTrackSize.y = info.ptMaxSize.y
                # 修改左上角坐标
                info.ptMaxPosition.x = abs(
                    window_rect[0] - monitor_rect[0])
                info.ptMaxPosition.y = abs(
                    window_rect[1] - monitor_rect[1])
                return True, 1
        return QWidget.nativeEvent(self, eventType, message)

    def resizeEvent(self, e):
        """ 改变标题栏大小 """
        super().resizeEvent(e)
        self.titleBar.resize(self.width(), 40)
        # 更新最大化按钮图标
        if self.isWindowMaximized(int(self.winId())):
            self.titleBar.maxBt.setMaxState(True)


if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    demo = Window()
    demo.show()
    sys.exit(app.exec_())

写在最后

  以上就是Windows上的无边框窗体解决方案，代码我放在了百度网盘（提取码：1yhl）中，对你有帮助的话就点个赞吧(～￣▽￣)～