Kivy 图形界面开发初体验

本文是觅道文档连载教程《使用Kivy构建现代桌面GUI应用》 的第一个实例,如需细致的介绍,可点击此处进行阅读

Kivy 是一个开源的 Python 第三方库,可以用来快速开发应用程序。

它有如下三个特点:

  • 跨平台

Kivy 编写的程序可在 Linux,Windows,OS X,Android,iOS 和 Raspberry Pi 上运行。

  • 商业友好

Kivy 基于 MIT 许可证进行开源,可以进行免费的商业使用。

  • GPU 加速

Kivy 的图像引擎基于 Open ES 2 构建,性能出众。

除此之外 Kivy 也存在一些缺点,比如:

  • 非原生的图形界面;
  • 打包后的体积很大;
  • 缺乏社区支持;
  • 缺乏足够的示例文档;
  • 对中文的支持很差;

尽管 Kivy 有这样的缺点,但也不失为一个优秀的 Python 图形界面开发库。尤其是其能够将应用程序打包为移动设备(IOS 和安卓)可用的 APP,可以说极大地扩展了 Python 开发的边界。

本篇文章,我们用 Kivy 写一个桌面时钟程序,来体验一下 Kivy 的图形界面开发。其最终效果如下图所示:

本文所述程序的代码结构如下图所示:

其中:

  • /font文件夹用于放置中文字体文件。在其中,我们放置了思源黑体作为图形的中文显示字体。
  • /imgs文件夹用于放置静态图片文件,在其中,我们放置了两个方向指示图片。
  • /kv文件夹用于存放 Kivy 界面的设计模板。
  • main.kv是主程序的界面设计模板。
  • main.py是主程序的 Python 代码。

使用 kv 构建界面

Kivy 提供了一种简单且可扩展的 GUI 设计语言用来专门设计对 Kivy 的图形界面进行设计。我们可以在.kv文件中设计好程序的图形界面,然后在.py文件中对图像界面进行交互控制。

在本程序中,我们一共有 3 个地方使用了 Kivy 的设计语言,它们分别是:

  • 时钟屏幕:clockscreen.kv
  • 秒表屏幕:stopwatchscreen.kv
  • 主界面:main.kv

在时钟屏幕中,我们按照如下方式定义构建了一个界面:

在秒表屏幕中,我们按照如下方式定义构建了一个界面:

最后在主界面中,引入这两个屏幕,通过布局管理器,将其放置在了主界面中:

编写主程序代码

在通过 Kivy 的kv设计语言构建好了程序界面之后,我们来编写主程序的 Python 代码。

首先,引入所需的模块:

from kivy.app import App
from kivy.uix.screenmanager import Screen,SlideTransition
from kivy.core.text import LabelBase
from kivy.uix.button import ButtonBehavior
from kivy.uix.image import Image
from kivy.clock import Clock
import time

接着,配置一下中文字体。因为 Kivy 的先天缺陷,其对中文的支持很差劲,默认情况下,中文都会显示成一个个豆腐块,只能通过引入中文字体来解决:

LabelBase.register(
    name='SiyuanHeiti',
    fn_regular='./font/SourceHanSansCN-Normal.ttf'
)

然后,我们创建 3 个在kv文件中定义的小部件:

# 图像按钮
class ImageButton(ButtonBehavior,Image):
    pass

# 秒表屏幕
class StopwatchScreen(Screen):
    pass

# 时钟屏幕
class ClockScreen(Screen):
    pass

最后,创建一个名为MainApp()的类,这是程序的主类。我们把各种交互控制的方法写在这里面:

class MainApp(App):
    sw_started = False # 秒表启动状态
    sw_seconds = 0 # 当前秒表秒数

    def update(self,n):
        # 如果秒表已启动,更新当前秒数
        if self.sw_started:
            self.sw_seconds += n

        # 更新当前时间
        self.root.ids['clock_screen'].ids['time'].text = time.strftime("[b]%H[/b]:%M:%S")
        # 更新秒表
        m,s = divmod(self.sw_seconds,60) # 返回一个包含商和余数的元组
        self.root.ids['stopwatch_screen'].ids['stopwatch'].text = ("%02d: %02d.[size=40]%02d[/size]" % (int(m),int(s),int(s*100%100)))

    # 重写程序启动的事件
    def on_start(self):
        Clock.schedule_interval(self.update,0)

    # 开始/停止
    def start_stop(self):
        self.root.ids['stopwatch_screen'].ids['start_stop'].text = '启动' if self.sw_started else '停止'
        self.sw_started = not self.sw_started

    # 重置秒表
    def reset(self):
        if self.sw_started:
            self.root.ids['stopwatch_screen'].ids['start_stop'].text = '启动'
            self.sw_started = False
        self.sw_seconds = 0

    def go_forward(self):
        screen_manager = self.root.ids['screen_manager']
        screen_manager.transition = SlideTransition(direction="right")
        screen_manager.current = "stopwatch_screen"

    def go_back(self):
        screen_manager = self.root.ids['screen_manager']
        screen_manager.transition = SlideTransition(direction="left")
        screen_manager.current = "clock_screen"

这样,这个程序就完成了。我们实例化MainApp()并调用其run()方法即可运行。

if __name__ == '__main__':
    app = MainApp()
    app.run()

小结

总体而言,使用 Kivy 编写图形界面程序和使用其他 Python 图像界面库相比,没有多大的区别。其通过kv设计语言,很大程序上把图形程序的界面和交互分离开来,使得程序的开发比较清晰。

如果需要使用 Kivy 开发出精美且功能强大的图形界面,还是得深入熟悉和了解 Kivy 的各类组件。

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