前言
PyQt 是Python语言的GUI编程解决方案之一，是类似于 Tkinter 的一个高级库。 为了更好的辅助PyQt界面的搭建，可以通过Qt Designer完成GUI界面设计。 使用Qt Designer可以通过拖拽、点击完成GUI界面设计，并且设计完成后生成的.ui程序可以通过 pyuic5 命令直接转换成.py文件以供python程序调用。 搭建完界面并写好逻辑后，还可通过 pyinstaller 将.py文件封装成.exe文件，以供没有python解释器的用户使用。 本文以搭建标注工具界面程序为例。
1. 预安装的软件与库
- Qt Designer: pip install —pre pyqt5-tools~=5.11
（位于\Python36\Lib\site-packages\pyqt5_tools\designer.exe，也可通过这里下载） - PyQt5: pip install PyQt5
- pip install pyinstaller
2. Qt Designer 的界面设计
Qt Designer 的界面主要分为四大区：项目区、控件区、编辑区、属性区。 具体而言，就是在【控件区】里点击添加需要的控件，这些控件的效果会在【编辑区】里实时显示，并在【属性区】这些控件的属性，【项目区】用于显示控件间的层级关系。
在新建一个窗口后，一般需要通过 Container 确定外部轮廓，可选用常见的 Frame 控件，再在 Frame 里边选用 Layouts 来规范后续控件的排列样式，常用水平或垂直排列，最后再选用具体部件往里边填充。 常用的控件有各种Button（按钮）、Label（静态显示文本框）、Text Edit（输入输出文本框）、listWidget（列表显示框）、Check Box（选中框）、各种Slider（滑动条）等。
每一个组件都有可设置的属性，最重要的通用属性有 objectName （用于在后续逻辑编写时指明时哪个控件），text （用于在GUI里在控件上显示）， geometry （用于设置控件位置和尺寸，但控件位于Layer中时就不可设置了）。
设计好界面之后保存可以生成my_win.ui文件，它可以直接在python代码里被加载使用，但为了在代码里进一步调用修改等，更好的方法是将.ui文件转换成相应的.py文件。这需要借助 \Python36\Scripts\pyuic5.exe工具。
pyuic5 -o my_win.py my_win.ui
3. Qt 逻辑编写
很多控件都可以通过点击（或其他操作）触发事件，事件响应可自由编写，通过 connect 函数绑定。
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sun June 12 12:06:21 2020
@author: weiquan fan
"""
import sys, os
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QMessageBox, QCompleter, QFileDialog
from PyQt5.QtMultimedia import QMediaContent, QMediaPlayer
from PyQt5.QtCore import pyqtSignal, QEvent
from PyQt5.Qt import QUrl
from my_win import Ui_MainWindow
import csv
root_path_metadata = "./data/"
if not os.path.exists(root_path_metadata):
os.makedirs(root_path_metadata)
class mainWin(QMainWindow, Ui_MainWindow):
doubleClicked_speaker = pyqtSignal()
doubleClicked_dialog = pyqtSignal()
def __init__(self, parent=None):
super(mainWin, self).__init__(parent)
self.setupUi(self)
## emotion
self.refresh_1()
self.radioButton.clicked.connect(self.showPos)
self.radioButton_2.clicked.connect(self.showNeu)
self.radioButton_3.clicked.connect(self.showNeg)
## DA
self.refresh_2()
## dialog identity
self.refresh_3()
self.frame_9.setHidden(True)
self.checkBox_5.stateChanged.connect(self.use_subsysdem3)
self.radioButton_5.clicked.connect(self.personA)
self.radioButton_4.clicked.connect(self.personB)
## save buttons
self.refresh_save()
self.btn_save.clicked.connect(self.save_data)
self.btn_save_2.clicked.connect(self.save_dialog_data)
## history
self.list_speaker = []
self.list_dialog = []
self.lineEdit_speaker.installEventFilter(self)
self.lineEdit.installEventFilter(self)
self.doubleClicked_speaker.connect(self.completer_name_speaker)
self.doubleClicked_dialog.connect(self.completer_name_dialog)
## video player
self.player = QMediaPlayer()
self.player.setVideoOutput(self.wgt_player)
self.btn_open.clicked.connect(self.openVideoFile)
self.btn_play_pause.clicked.connect(self.playPause)
self.player.durationChanged.connect(self.getDuration)
self.player.positionChanged.connect(self.getPosition)
self.sld_duration.sliderMoved.connect(self.updatePosition)
## for opening video
def openVideoFile(self):
name = QFileDialog.getOpenFileName()[0]
self.lineEdit.setText(name.split('/')[-1])
self.player.setMedia(QMediaContent(QUrl.fromLocalFile(name)))
# self.player.setMedia(QMediaContent(QFileDialog.getOpenFileUrl()[0]))
self.player.play()
def playPause(self):
if self.player.state()==1:
self.player.pause()
else:
self.player.play()
def getDuration(self, d):
self.sld_duration.setRange(0, d)
self.sld_duration.setEnabled(True)
self.displayTime(d)
def getPosition(self, p):
self.sld_duration.setValue(p)
self.displayTime(p)
def displayTime(self, ms):
minutes = int(ms/60000)
seconds = int((ms-minutes*60000)/1000)
dur_ms = self.sld_duration.maximum()
dur_min = int(dur_ms/60000)
dur_sec = int((dur_ms-dur_min*60000)/1000)
self.lab_duration.setText('{:0>2d}:{:0>2d} / {:0>2d}:{:0>2d}'.format(minutes, seconds, dur_min, dur_sec))
def updatePosition(self, v):
self.player.setPosition(v)
self.displayTime(self.sld_duration.maximum()-v)
## for history
def eventFilter(self, widget, event):
if widget == self.lineEdit_speaker:
if event.type() == QEvent.MouseButtonDblClick:
self.doubleClicked_speaker.emit()
elif widget == self.lineEdit:
if event.type() == QEvent.MouseButtonDblClick:
self.doubleClicked_dialog.emit()
return super().eventFilter(widget, event)
def completer_name_dialog(self):
self.completer = QCompleter(self.list_dialog)
self.lineEdit.setCompleter(self.completer)
self.completer.setCompletionMode(QCompleter.UnfilteredPopupCompletion)
self.completer.complete()
self.completer.popup()
def completer_name_speaker(self):
self.completer = QCompleter(self.list_speaker)
self.lineEdit_speaker.setCompleter(self.completer)
self.completer.setCompletionMode(QCompleter.UnfilteredPopupCompletion)
self.completer.complete()
self.completer.popup()
## for label 1
def showPos(self):
self.listWidget.clear()
self.listWidget.addItem("高兴")
self.listWidget.addItem("兴奋")
self.listWidget.addItem("自豪")
self.listWidget.addItem("满足")
self.listWidget.addItem("感激")
self.listWidget.addItem("自信")
self.listWidget.addItem("轻松")
self.listWidget.addItem("羡慕")
def showNeg(self):
self.listWidget.clear()
self.listWidget.addItem("生气")
self.listWidget.addItem("伤心")
self.listWidget.addItem("害怕")
self.listWidget.addItem("烦恼")
self.listWidget.addItem("孤独")
self.listWidget.addItem("羞愧")
self.listWidget.addItem("恶心")
self.listWidget.addItem("失望")
self.listWidget.addItem("郁闷")
self.listWidget.addItem("不安")
self.listWidget.addItem("紧张")
self.listWidget.addItem("无奈")
self.listWidget.addItem("纠结")
def showNeu(self):
self.listWidget.clear()
self.listWidget.addItem("共情")
self.listWidget.addItem("平静")
## for label 3
def use_subsysdem3(self):
if self.checkBox_5.isChecked():
self.frame_9.setHidden(False)
else:
self.refresh_3()
self.frame_9.setHidden(True)
def personA(self):
self.frame_3.setHidden(False)
self.frame_8.setHidden(True)
def personB(self):
self.frame_3.setHidden(True)
self.frame_8.setHidden(False)
def refresh_gui(self):
self.refresh_1()
self.refresh_2()
self.refresh_3()
self.refresh_save()
def refresh_1(self):
self.buttonGroup_2.setExclusive(False)
self.radioButton.setChecked(False)
self.radioButton_2.setChecked(False)
self.radioButton_3.setChecked(False)
self.buttonGroup_2.setExclusive(True)
self.listWidget.clear()
self.checkBox_3.setChecked(True)
self.checkBox_2.setChecked(True)
self.checkBox.setChecked(True)
self.checkBox_4.setChecked(False)
def refresh_2(self):
self.listWidget_2.clear()
self.listWidget_2.addItem("问候")
self.listWidget_2.addItem("提问")
self.listWidget_2.addItem("回答")
self.listWidget_2.addItem("陈述观点")
self.listWidget_2.addItem("陈述非观点")
self.listWidget_2.addItem("道歉")
self.listWidget_2.addItem("命令")
self.listWidget_2.addItem("赞同")
self.listWidget_2.addItem("反对")
self.listWidget_2.addItem("表达知会")
self.listWidget_2.addItem("欣赏")
self.listWidget_2.addItem("叹词")
self.listWidget_2.addItem("结束对话")
self.listWidget_2.addItem("引用")
self.listWidget_2.addItem("其他")
def refresh_3(self):
# self.checkBox_5.setChecked(False)
self.buttonGroup.setExclusive(False)
self.radioButton_4.setChecked(False)
self.radioButton_5.setChecked(False)
self.buttonGroup.setExclusive(True)
self.buttonGroup_3.setExclusive(False)
self.radioButton_6.setChecked(False)
self.radioButton_7.setChecked(False)
self.radioButton_8.setChecked(False)
self.radioButton_9.setChecked(False)
self.radioButton_10.setChecked(False)
self.buttonGroup_3.setExclusive(True)
# self.frame_9.setHidden(True)
self.frame_3.setHidden(True)
self.frame_8.setHidden(True)
def refresh_save(self):
self.lineEdit_2.setText('0')
self.lineEdit_3.setText('0')
self.lineEdit_4.setText('0')
self.lineEdit_5.setText('0')
self.lineEdit_6.setText('0')
self.lineEdit_7.setText('0')
self.lineEdit_speaker.setText('')
def save_data(self):
## check many things
try:
self.label_val = self.buttonGroup_2.checkedButton().text()
self.label_emotion = self.listWidget.selectedItems()[0].text()
except:
QMessageBox.information(self,'提示','请选择具体情感后再重新保存', QMessageBox.Yes)
return False
try:
self.label_da = self.listWidget_2.selectedItems()[0].text()
except:
QMessageBox.information(self,'提示','请选择对话状态后再重新保存', QMessageBox.Yes)
return False
self.label_iden_isok = self.checkBox_5.isChecked()
if self.label_iden_isok:
if self.buttonGroup.checkedId() == -1:
QMessageBox.information(self,'提示','您已勾选该对话身份可标，请选择说话人身份后再重新保存', QMessageBox.Yes)
return False
else:
self.label_iden = self.buttonGroup.checkedButton().text()
if self.label_iden == "倾诉者":
self.label_reason = self.lineEdit_reason.text()
self.label_result = self.lineEdit_result.text()
self.label_reaction = "空"
else:
self.label_reason = "空"
self.label_result = "空"
try:
self.label_reaction = self.buttonGroup_3.checkedButton().text()
except:
QMessageBox.information(self,'提示','您已勾选该对话身份可标，请选择倾诉者反应后再重新保存', QMessageBox.Yes)
return False
else:
self.label_iden = "不可标"
self.label_reason = "不可标"
self.label_result = "不可标"
self.label_reaction = "不可标"
if self.lineEdit_speaker.text() == '':
QMessageBox.information(self,'提示','请输入说话人姓名', QMessageBox.Yes)
return False
else:
self.name_speaker = self.lineEdit_speaker.text()
try:
self.start_time = "{}:{}:{}".format(int(self.lineEdit_2.text()), int(self.lineEdit_3.text()), int(self.lineEdit_4.text()))
self.end_time = "{}:{}:{}".format(int(self.lineEdit_5.text()), int(self.lineEdit_6.text()), int(self.lineEdit_7.text()))
except:
QMessageBox.information(self,'提示','时间应输入整数', QMessageBox.Yes)
return False
if self.lineEdit.text() == '':
QMessageBox.information(self,'提示','请输入视频名字', QMessageBox.Yes)
return False
else:
self.name_dialog = self.lineEdit.text()
if not os.path.exists(root_path_metadata+self.name_dialog+'.csv'):
with open(root_path_metadata+self.name_dialog+'.csv',"a",newline='',encoding='utf_8_sig') as csvfile:
writer = csv.writer(csvfile, delimiter=',')
writer.writerow(['视频名字', '说话者姓名', '起始时间', '结束时间', '情绪（粗粒度）', '情绪（细粒度）', '是否基于音频', '是否基于视频', '是否基于文本', '是否难以标注', '对话状态', '是否可标对话身份', '说话人身份', '起因', '结果', '倾诉者反应'])
## save
self.label_emotion_audio_based = self.checkBox_3.isChecked()
self.label_emotion_video_based = self.checkBox_2.isChecked()
self.label_emotion_text_based = self.checkBox.isChecked()
self.label_emotion_hard = self.checkBox_4.isChecked()
onelist = [self.name_dialog, self.name_speaker, self.start_time, self.end_time, self.label_val, self.label_emotion, self.label_emotion_audio_based, self.label_emotion_video_based, self.label_emotion_text_based, self.label_emotion_hard, self.label_da, self.label_iden_isok, self.label_iden, self.label_reason, self.label_result, self.label_reaction]
with open(root_path_metadata+self.name_dialog+'.csv',"a",newline='',encoding='utf_8_sig') as csvfile:
writer = csv.writer(csvfile, delimiter=',')
writer.writerow(onelist)
self.refresh_gui()
self.list_dialog.append(self.name_dialog)
self.list_speaker.append(self.name_speaker)
self.list_dialog = list(set(self.list_dialog))
self.list_speaker = list(set(self.list_speaker))
# self.lineEdit.setCompleter(QCompleter(self.list_dialog))
# self.lineEdit_speaker.setCompleter(QCompleter(self.list_speaker))
return True
def save_dialog_data(self):
flag_save_success = self.save_data()
if flag_save_success == False: return 0
QMessageBox.about(self,'提示','对话保存成功')
self.refresh_gui()
self.lineEdit.setText('')
self.lineEdit_reason.setText('')
self.lineEdit_result.setText('')
self.checkBox_5.setChecked(False)
self.frame_9.setHidden(True)
def del_last_data(self):
try:
with open(root_path_metadata+self.name_dialog+'.csv',"r",newline='',encoding='utf_8_sig') as csvfile:
data = csvfile.readlines()
del data[-1]
with open(root_path_metadata+self.name_dialog+'.csv',"w",newline='',encoding='utf_8_sig') as csvfile:
writer = csv.writer(csvfile, delimiter=',')
for row in data:
writer.writerow(row.strip().split(','))
# writer.writerows(data)
QMessageBox.about(self,'提示','上一句的标注已删除')
except:
QMessageBox.information(self,'提示','该视频尚未保存任何数据', QMessageBox.Yes)
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
main_win = mainWin()
main_win.show()
# main_win.showFullScreen()
sys.exit(app.exec_())
4. 封装成可执行文件
对于编写好的.py文件，若是需要更好的给没有python编辑器的人使用，则需要封装成.exe文件，这可以通过 pyinstaller 命令来完成。
pyinstaller -F biaozhu.py
pyinstaller 有两种常见的模式：
-F: 將程式打包成单一的执行文件(适合比较简单的代码)
-D: 打包多個文件，exe及依赖的东西会一起放置在dist資料夾里(适合框架形式的程式)
在打包过程中，包含如下步骤
- 在路径下生成了biaozhu.spec: 包含打包时相关的设定
- 建立build 文件夹，放置了log记录和相关文件
- 建立dist 文件夹，放置了可执行文件，若是 —F 模式，则里边仅有一个.exe文件
另外，若是打包失败，可以通过改写.spec文件，再通过 pyinstaller -D XXX.spec 重新打包。 如果是库的 import 问题，可以通过 hiddenimport 里放置库名来hidden掉该错误。
5. 总结
以前只知道 Tkinter 可以来实现 python 的界面设计，但感觉并不那么友好。 而这次学习到的 PyQt 以及相应的 Qt designer则很好的解决了这一问题，可以通过拉拽进行布局，就像c++的SDL一样。完成界面设计后的逻辑编写才是更让人头疼的问题，容易产生各种bug，只能慢慢调。 最后完成程序之后还可以转成.exe文件，从而可以直接给别人使用，这个是意料之外的惊喜。