第5章

有趣的GUI技术





有很多特殊的应用，在初学者看来，简直就和魔法一样。例如，在屏幕上显示一只青蛙或者一只怪兽，用鼠标还可以来回拖动。在屏幕的任何位置绘制曲线，随时可以清除这些曲线，或者在系统托盘添加图标，弹出对话气泡等。这些看似很复杂，其实用Python实现起来相当简单，这是因为Python有大量第三方模块，通过这些模块，只需要几行代码就可以实现这些操作。本章将通过大量完整的例子演示如何实现这些看似复杂，其实相当简单的功能。

5.1特殊窗口

在很多场景中，往往需要实现各种特殊的窗口形态，例如，非矩形的窗口(称为异形窗口)、半透明窗口等。本节将介绍如何实现这些特殊窗口。

5.1.1使用Canvas实现五角星窗口

窗口通常都是矩形的，但在很多应用中，尤其是游戏，窗口是不规则的，例如，圆形、椭圆形、三角形、五角形，甚至是一个怪兽的形态(如有些游戏程序)，其实这些仍然是窗口，只不过通过掩模(mask)技术将某些部分变得透明，因此，用户看到的窗口就变成了不规则的形状。

在计算机科学中，掩模(mask)或位掩码(bitmask)是用于位运算的数据，特别是在位域中。使用掩模可以在一个字节的多个位上设置开或关，或者在一次位运算中将开和关反转。

在计算机图形学中，掩模是用于隐藏或显示另一图像的部分的数字图像。掩模可以用于创建特殊效果或选择图像的区域进行编辑。掩模可以从零开始在图像编辑器中创建，也可以基于现有图像生成。例如，你可以使用一张照片作为掩模，来显示或隐藏另一张照片的部分，如果对窗口使用掩模，就会让窗口变成异形窗口。

本节会使用Canvas实现五角星形状的异形窗口，也就是说，运行程序后，窗口会变成一个红色的五角星，其他部分是透明的，效果如图51所示。使用鼠标拖曳即可移动该窗口。

从图51所示的五角星可以看出，运行程序，只会显示一个五角星，其他部分是透明的，可以看到后面的Python文件目录。

这个五角星是在Canvas中绘制的，所以需要先了解如何绘制五角星。绘制五角星需要使用如下几组数据。

(1) 五角星的中心点坐标。

(2) 五角星内切圆半径和外切圆半径。

(3) 五角星10个顶点的坐标。

(4) 五角星的旋转角度。

在这些数据中，(1)、(2)和(4)是直接指定的，而(3)可以通过计算获得。本节绘制的五角星是正五角星
正五角星是一个由五条对角线构成的正五边形的内接星形。它由5个相等的等腰三角形组成，每个三角形的顶点是正五边形的一个顶点。正五角星的每个内角是36°，每个外角是72°。正五角星有很多数学和几何性质，例如，它的对角线之比是黄金比。，所以这里只讨论正五角星。五角星以及内切圆和外切圆如图52所示。其中，A到J一共10个字母，分别表示五角星的10个顶点。现在计算顶点B的坐标，其他顶点的计算方法类似。



图51五角星形状的异形窗口




图52五角星顶点坐标的计算



假设五角星中心点的坐标是(centerX，centerY)，顶点B与中心点的连线与水平线的夹角是θ，外切圆半径是r，那么B点的坐标如下： 



(centerX + r * cos(θ)，centerY - r * sin(θ))




按类似的方法计算完10个顶点，就可以绘制10个点的多边形，最终形成一个五角星。

要想让窗口完全变成五角星，需要使用下面的代码将窗口的背景设置为透明，而且需要将窗口设置为无边框。



# 设置窗口的背景为透明

self.setAttribute(Qt.WidgetAttribute.WA_TranslucentBackground)

# 设置窗口的边框为无边框

self.setWindowFlag(Qt.WindowType.FramelessWindowHint)




五角星会将窗口的标题栏隐藏，这样将无法拖动窗口，所以需要使用下面的步骤，用鼠标可以通过拖动五角星来移动窗口。

(1) 在QWidget的mousePressEvent方法中，检测鼠标左键是否按下，并记录下鼠标的位置。

(2) 在QWidget的mouseMoveEvent方法中，检测鼠标是否移动，并计算移动的距离，然后用move方法来移动窗口。

(3) 在QWidget的mouseReleaseEvent方法中，检测鼠标左键是否松开，并重置鼠标位置为None。

下面的例子完整地演示了如何使用PyQt6实现一个五角星窗口，并通过鼠标拖动五角星移动窗口。

代码位置： src/interesting_gui/pyqt6/star_window_canvas.py



from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QWidget

from PyQt6.QtGui import QPainter, QPen, QBrush, QColor

from PyQt6.QtCore import Qt, QPoint

import sys

import math

# 定义一个自定义的窗口类，继承自QWidget

class StarWindow(QWidget):

# 初始化方法

def __init__(self):

# 调用父类的初始化方法

super().__init__()

# 设置窗口的标题和尺寸

self.setWindowTitle("红色正五角星")

self.resize(300, 300)

# 设置窗口的背景为透明

self.setAttribute(Qt.WidgetAttribute.WA_TranslucentBackground)

# 设置窗口的边框为无边框

self.setWindowFlag(Qt.WindowType.FramelessWindowHint)

# 初始化鼠标位置和偏移量为None

self.mouse_pos = None

self.offset = None

# 重写绘图事件方法

def paintEvent(self, event):

# 创建一个画笔对象，设置颜色为红色，宽度为2像素，样式为实线

pen = QPen(QColor(255, 0, 0), 2, Qt.PenStyle.SolidLine)

# 创建一个画刷对象，设置颜色为红色，样式为实心填充

brush = QBrush(QColor(255, 0, 0), Qt.BrushStyle.SolidPattern)

# 创建一个绘图对象，传入self作为参数

painter = QPainter(self)









# 设置画笔和画刷

painter.setPen(pen)

painter.setBrush(brush)

# 获取窗口的宽度和高度

width = self.width()

height = self.height()

# 计算五角星的外接圆半径，取宽度和高度中较小的一半减去10像素作为边距

radius = min(width, height) / 2 - 10

# 计算五角星的内接圆半径，根据正五角星的性质，内接圆半径是外接圆半径的0.382倍

inner_radius = radius * 0.382

# 计算五角星的中心点，即窗口的中心点

center = QPoint(int(width / 2), int(height / 2))

# 创建一个空列表，用于存储五角星的顶点坐标

points = ［］

# 循环5次，每次计算一个顶点坐标，并添加到列表中

for i in range(5):

# 计算当前顶点对应的角度，单位是弧度，注意要减去90度，使得第一个顶点在正上方

angle = (i * 72 - 90) / 180 * math.pi

# 计算当前顶点的横坐标和纵坐标，根据三角函数公式，横坐标等于中心点横坐标加

# 上外接圆半径乘以角度的余弦值，纵坐标等于中心点纵坐标加上外接圆半径乘以角度的正弦值

x = center.x() + radius * math.cos(angle)

y = center.y() + radius * math.sin(angle)

# 创建一个QPoint对象，表示当前顶点坐标，并添加到列表中

points.append(QPoint(int(x), int(y)))

# 计算下一个顶点对应的角度，单位是弧度，注意要加上36度，使得每两个相邻的顶

# 点之间有一个内角为36度的凹角

next_angle = (i * 72 + 36 - 90) / 180 * math.pi

# 计算下一个顶点的横坐标和纵坐标，根据三角函数公式，横坐标等于中心点横坐标

# 加上内接圆半径乘以角度的余弦值，纵坐标等于中心点纵坐标加上内接圆半径乘以角度的正弦值

next_x = center.x() + inner_radius * math.cos(next_angle)

next_y = center.y() + inner_radius * math.sin(next_angle)

# 创建一个QPoint对象，表示下一个顶点坐标，并添加到列表中

points.append(QPoint(int(next_x), int(next_y)))

# 使用绘图对象的drawPolygon方法，传入列表作为参数，绘制一个多边形，即五角星

print(len(points))

painter.drawPolygon(*points)



# 重写鼠标按下事件方法

def mousePressEvent(self, event):

# 如果鼠标左键被按下

if event.button() == Qt.MouseButton.LeftButton:

# 获取鼠标当前的位置，并赋值给mouse_pos属性

self.mouse_pos = event.globalPosition()

# 获取窗口当前的位置，并赋值给offset属性

self.offset = self.pos()



# 重写鼠标移动事件方法

def mouseMoveEvent(self, event):

# 如果鼠标左键被按下，并且mouse_pos和offset属性不为None

if event.buttons() == Qt.MouseButton.LeftButton and self.mouse_pos is not None and self.offset is not None:








# 计算鼠标移动的距离，等于鼠标当前的位置减去mouse_pos属性

delta = event.globalPosition() - self.mouse_pos

# 将delta转换为QPoint类型，使用QPoint的构造函数，传入delta的x()和y()作为参数

delta = QPoint(int(delta.x()), int(delta.y()))

# 计算窗口移动后的位置，等于offset属性加上delta

new_pos = self.offset + delta

# 设置窗口的位置为new_pos

self.move(new_pos)



# 重写鼠标松开事件方法

def mouseReleaseEvent(self, event):

# 如果鼠标左键被松开

if event.button() == Qt.MouseButton.LeftButton:

# 将mouse_pos和offset属性重置为None

self.mouse_pos = None

self.offset = None



# 创建一个应用对象，传入sys.argv作为参数

app = QApplication(sys.argv)

# 创建一个窗口对象

window = StarWindow()

# 显示窗口

window.show()

# 进入应用的主循环

sys.exit(app.exec())




运行程序，就会看到如图51所示的五角星窗口。

5.1.2使用透明png图像实现美女机器人窗口

尽管使用Canvas可以实现异形窗口，但对于更复杂的异形窗口，使用Canvas就很麻烦，


图53美女机器人窗口


尤其是人物、机械装置这些几乎不可能通过Canvas来绘制的效果。因此，需要直接使用透明png图像实现异形窗口，如图53所示为美女机器人窗口。使用鼠标拖动美女机器人，就可以移动该窗口。

本节的例子除了要显示png图像外，其他效果的实现方式与5.1.1节的例子完全相同。下面讲一下如何处理png图像。

可以使用QLabel显示png图像，所以创建一个从QLabel派生的类作为窗口类。然后使用QPixmap装载png图像，并使用QLabel.setPixmap方法在QLabel组件中显示图像。最后，使用QLabel.setMask设置窗口形状跟随图像不透明部分，从而让窗口的形状呈现出与png图像中不透明的部分完全一样的效果。代码如下： 



# 加载png图像

self.pixmap = QPixmap("images/robot.png")

# 设置标签大小和图像大小一致

self.resize(self.pixmap.size())

# 设置标签显示图像

self.setPixmap(self.pixmap)

# 设置窗口形状跟随图像不透明部分

self.setMask(self.pixmap.mask())




下面的例子演示了如何装载png图像，如何设置掩模，如何通过鼠标拖动窗口的完整实现过程。

代码位置： src/interesting_gui/pyqt6/image_transparent_window.py



from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QLabel

from PyQt6.QtGui import QPixmap

from PyQt6.QtCore import Qt



class ImageTransparentWindow(QLabel):

def __init__(self, parent=None):

super().__init__(parent)

# 设置窗口无边框和半透明

self.setWindowFlags(Qt.WindowType.FramelessWindowHint)

self.setWindowOpacity(0.99)

# 加载png图像

self.pixmap = QPixmap("images/robot.png")

# 设置标签大小和图像大小一致

self.resize(self.pixmap.size())

# 设置标签显示图像

self.setPixmap(self.pixmap)

# 设置窗口形状跟随图像不透明部分

self.setMask(self.pixmap.mask())

# 初始化鼠标位置

self.mouse_pos = None

# 重写鼠标按下事件

def mousePressEvent(self, event):

# 如果是左键按下，记录当前鼠标位置

if event.button() == Qt.MouseButton.LeftButton:

self.mouse_pos = event.globalPosition()



# 重写鼠标移动事件

def mouseMoveEvent(self, event):

# 如果鼠标位置已记录，计算鼠标移动的偏移量，并更新窗口位置

if self.mouse_pos is not None:

delta = event.globalPosition() - self.mouse_pos

self.move(int(self.x() + delta.x()), int(self.y() + delta.y()))

self.mouse_pos = event.globalPosition()








# 重写鼠标释放事件

def mouseReleaseEvent(self, event):

# 如果是左键释放，清空鼠标位置记录

if event.button() == Qt.MouseButton.LeftButton:

self.mouse_pos = None



# 创建一个应用程序对象

app = QApplication(［］)

# 创建一个图像标签对象

win = ImageTransparentWindow()

# 显示透明图像

win.show()

# 运行应用程序循环

app.exec()




在运行程序之前，先要准备一个png图像文件，并将其命名为robot.png。将这个图像文件放到images目录下，然后运行程序，界面上会立刻显示一个美女机器人。如果读者使用其他透明png图像，则会显示其他形态的异形窗口。

5.1.3半透明窗口

通过QWidget.SetWindowOpacity方法可以设置窗口的透明度，通过QWidget.setWindowFlag方法可以隐藏窗口的标题栏和边框。将这两个方法组合起来使用，可以实现将组件放到半透明窗口上的效果。例如，图54在一个半透明窗口上放置了一个标签组件和一个按钮组件，而且隐藏了窗口的边框和标题栏。单击close按钮就能关闭窗口。



图54半透明窗口


下面的例子完整地演示了图54所示效果的实现方法。

代码位置： src/interesting_gui/pyqt6/translucent _window.py



from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QWidget, QLabel, QPushButton

from PyQt6.QtCore import Qt

# 定义一个自定义的窗口类，继承自QWidget

class MyWindow(QWidget):

# 初始化方法

def __init__(self):

# 调用父类的初始化方法

super().__init__()

# 设置窗口大小为400*300








self.resize(400, 300)

# 设置窗口透明度为0.5

self.setWindowOpacity(0.7)

# 设置窗口无边框和标题栏

self.setWindowFlag(Qt.WindowType.FramelessWindowHint)

# 初始化鼠标位置为None

self.mousePos = None

# 调用创建组件的方法

self.createWidgets()



# 创建组件的方法

def createWidgets(self):

# 创建一个标签，显示"Hello, world!"

label = QLabel("Hello, world!", self)

# 设置标签的字体大小为20

label.setStyleSheet("font-size: 20px;")

# 设置标签的位置和大小

label.setGeometry(150, 100, 200, 50)

# 创建一个按钮，显示"Close"

button = QPushButton("Close", self)

# 设置按钮的位置和大小

button.setGeometry(150, 200, 100, 50)

# 绑定按钮的点击信号和关闭窗口的槽函数

button.clicked.connect(self.close)

# 重写鼠标按下事件的方法

def mousePressEvent(self, event):

# 如果鼠标左键被按下

if event.button() == Qt.MouseButton.LeftButton:

# 获取鼠标相对于窗口的位置

self.mousePos = event.pos()

# 重写鼠标移动事件的方法

def mouseMoveEvent(self, event):

# 如果鼠标左键被按下并且鼠标位置不为空

if event.buttons() == Qt.MouseButton.LeftButton and self.mousePos:

# 获取鼠标相对于屏幕的位置

globalPos = event.globalPosition().toPoint()

# 计算窗口应该移动到的位置

windowPos = globalPos - self.mousePos

# 移动窗口到新的位置

self.move(windowPos)

# 创建一个应用对象

app = QApplication(［］)

# 创建一个窗口对象

window = MyWindow()

# 显示窗口

window.show()

# 进入应用的事件循环

app.exec()




5.2在屏幕上绘制曲线

有很多画笔应用，可以在整个电脑屏幕上绘制曲线和各种图形，这种应用很适合在线教学或演示。例如，要讲解代码的编写过程，可以一边展示代码，一边在代码上绘制曲线、手写一些文字等，如图55所示。



图55在屏幕上自由绘制曲线


实现这个功能的基本做法是让窗口充满整个屏幕，并且隐藏边框和标题栏，以及让窗口完全透明，这样就可以看到窗口下方的内容了。我们还可以直接在窗口上绘制曲线，放置组件，绘制各种简单和复杂的图形，放置图像等。相关内容已在前文有所涉及，下面看一个完整的例子，即如何实现在屏幕上绘制曲线。

代码位置： src/interesting_gui/pyqt6/ screen_drawing.py



from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QWidget

from PyQt6.QtGui import QPainter, QPen, QColor

from PyQt6.QtCore import Qt

# 定义一个自定义的窗口类，继承自QWidget

class MyWindow(QWidget):

# 初始化方法

def __init__(self):

# 调用父类的初始化方法

super().__init__()

# 设置窗口标题

self.resize(QApplication.primaryScreen().size())

# 设置窗口的背景颜色为透明

self.setStyleSheet("background-color:transparent;")

# 设置窗口的边框和标题栏为无

self.setWindowFlag(Qt.WindowType.FramelessWindowHint)

# 设置窗口的透明度为1，即完全不透明

self.setWindowOpacity(1)









# 设置窗口无边框和标题栏

self.setWindowFlag(Qt.WindowType.FramelessWindowHint)

# 设置窗口始终在最前

self.setWindowFlag(Qt.WindowType.WindowStaysOnTopHint)

# 创建一个画笔对象，设置颜色为红色，线宽为3像素，样式为实线

self.pen = QPen(QColor("black"), 3, Qt.PenStyle.SolidLine)

# 创建一个空列表，用于存储鼠标移动的点坐标

self.points = ［］

# 创建一个布尔变量，用于标记鼠标是否按下

self.pressed = False

# 重写绘图事件方法

def paintEvent(self, event):

# 调用父类的绘图事件方法

super().paintEvent(event)

# 创建一个画家对象，传入窗口作为参数

painter = QPainter(self)

# 设置画笔

painter.setPen(self.pen)

# 如果点列表不为空，绘制点之间的曲线

if self.points:

painter.drawPolyline(*self.points)

# 重写鼠标按下事件方法

def mousePressEvent(self, event):

# 调用父类的鼠标按下事件方法

super().mousePressEvent(event)

# 如果鼠标左键被按下

if event.button() == Qt.MouseButton.LeftButton:

# 将布尔变量设为True，表示鼠标按下状态

self.pressed = True

# 清空点列表，开始新的绘制

self.points.clear()

# 将鼠标当前位置添加到点列表中

self.points.append(event.pos())

# 更新窗口，触发绘图事件

self.update()

# 重写鼠标移动事件方法

def mouseMoveEvent(self, event):

# 调用父类的鼠标移动事件方法

super().mouseMoveEvent(event)

# 如果鼠标处于按下状态

if self.pressed:

# 将鼠标当前位置添加到点列表中

self.points.append(event.pos())

# 更新窗口，触发绘图事件

self.update()



# 重写鼠标释放事件方法

def mouseReleaseEvent(self, event):

# 调用父类的鼠标释放事件方法

super().mouseReleaseEvent(event)

# 如果鼠标左键被释放








if event.button() == Qt.MouseButton.LeftButton:

# 将布尔变量设为False，表示鼠标释放状态

self.pressed = False

# 重写键盘按下事件方法

def keyPressEvent(self, event):

# 调用父类的键盘按下事件方法

super().keyPressEvent(event)

# 如果按下Esc键

if event.key() == Qt.Key.Key_Escape:

# 关闭窗口，退出程序

self.close()

elif event.key() == Qt.Key.Key_2:

self.pen = QPen(QColor("red"), 3, Qt.PenStyle.SolidLine)

elif event.key() == Qt.Key.Key_3:

self.pen = QPen(QColor("blue"), 3, Qt.PenStyle.SolidLine)

elif event.key() == Qt.Key.Key_4:

self.pen = QPen(QColor("green"), 3, Qt.PenStyle.SolidLine)

# 创建一个应用对象

app = QApplication(［］)

# 创建一个窗口对象

window = MyWindow()

# 显示窗口

window.show()

# 进入应用的主循环

app.exec()




运行程序，默认可以在屏幕上绘制黑色曲线； 按2键，可以绘制红色曲线； 按3键，可以绘制蓝色曲线； 按4键，可以绘制绿色曲线； 按Esc键，关闭程序。

注意： 本例只能在macOS上运行。

5.3控制状态栏

状态栏一直是各类程序争夺的主阵地之一，有很多主流程序都会在状态栏添加1个或多个图标，以及添加图标弹出菜单、对话气泡等功能。本节将详细讲解如何Python“攻占”这块主阵地。

5.3.1在状态栏上添加图标

Windows、macOS和Linux都有状态栏，而且都允许用户添加图标，只是添加图标的区域不同。Windows称为通知区域，也就是任务栏右侧的部分，它包含了一些常用的图标和通知，如电量、WiFi、音量、时钟和日历等。macOS中称为菜单栏，在菜单栏左侧显示macOS菜单，右侧显示各种图标，单击这些图标后会触发不同的操作。Linux右上角显示图标的区域的称呼可能因不同的桌面环境而有所不同，但一般可以称为状态栏或者通知区域。为了统一，后文统称为状态栏。

通常一个应用程序会对应一个图标，但也可以对应多个图标。使用pystray模块可以将图标添加到状态栏上。如果没有安装pystray模块，可以使用下面的命令安装pystray模块。



pip3 install pystray




pystray模块是跨平台的，可以用其将图标添加到Windows的通知区域、macOS的菜单栏右侧以及Linux的通知区域。

使用pystray模块将图标和菜单添加到状态栏的流程大致如下。 

(1) 导入pystray模块和PIL模块，用于创建图标和加载图像。

(2) 创建一个pystray.Icon对象，指定图标的名称、图像、标题和单击回调函数(这些不一定都指定，也可以指定一部分)。

(3) 创建一个pystray.Menu对象，指定菜单的各个项，每个项可以是一个pystray.MenuItem对象或者一个分隔符。

(4) 将菜单对象赋值给pystray.Icon对象的menu命名参数。

(5) 调用图标对象的run方法，启动图标的主循环。

在创建图标和菜单的过程中，涉及pystray.Icon类、pystray.Menu类和pystray.MenuItem类，下面分别给出这3个类的构造方法原型以及参数函数。

1. pystray.Icon类

该类用于创建图标对象，其构造方法原型如下： 



pystray.Icon(name, icon=None, title=None, menu=None, action=None)




参数含义如下。 

(1) name： 图标的名称，必须是唯一的字符串。

(2) icon： 图标的图像，可以是一个PIL.Image对象或者一个返回PIL.Image对象的函数。

(3) title： 图标的标题，可以是一个字符串或者一个返回字符串的函数。

(4) menu： 图标的菜单，可以是一个pystray.Menu对象或者一个返回pystray.Menu对象的函数。

(5) action： 图标被单击时执行的回调函数，可以是一个无参数的函数或者一个返回无参数函数的函数。

2. pystray.Menu类

该类用于创建菜单对象，其构造方法原型如下： 



pystray.Menu(*items)




Menu类的构造方法只有一个items参数，用于表示菜单中的菜单项，可以是pystray.MenuItem对象或者pystray.SEPARATOR常量。

3. pystray.MenuItem类

该类用于创建菜单项对象，其构造方法原型如下： 



pystray.MenuItem(text, action, checked=None, enabled=None, visible=None)




参数含义如下。 

(1) text： 菜单项的文本，可以是一个字符串或者一个返回字符串的函数。

(2) action： 菜单项被单击时执行的回调函数，可以是一个无参数的函数或者一个返回无参数函数的函数。

(3) checked： 菜单项是否被选中，可以是一个布尔值或者一个返回布尔值的函数。

(4) enabled： 菜单项是否可用，可以是一个布尔值或者一个返回布尔值的函数。

(5) visible： 菜单项是否可见，可以是一个布尔值或者一个返回布尔值的函数。

下面的例子完整地演示了如何使用pystray模块在状态栏添加一个菜单，以及相应菜单项的点击动作。本例的菜单中有两个菜单项——Hello和“退出”。单击Hello菜单项会在终端输出Hello字符串，单击“退出”菜单项，会退出应用程序。

代码位置： src/interesting_gui/pystray_demo.py



from pystray import Icon, MenuItem, Menu

from PIL import Image

class MyTray:

# 定义一个无参数的函数，用于弹出消息框

def __init__(self, image):

image = Image.open(image)



menu = Menu(

MenuItem("Hello", lambda: print("Hello")),

MenuItem("退出", lambda: self.icon.stop())

)

self.icon = Icon(name='nameTray', title='titleTray', icon=image, menu=menu)

def stopProgram(self, icon):

self.icon.stop()

def runProgram(self):

self.icon.run()

if __name__ == '__main__':

myTray = MyTray(image="images/tray.png")

myTray.runProgram()




运行程序，会看到在状态栏上显示一个绿色的图标，在图标上右击鼠标，会弹出一个菜单，图56是Windows下的效果，图57是macOS下的效果，图58是Ubuntu Linux下的效果。



图56Windows中通知区域
图标和菜单




图57macOS中菜单栏
图标和菜单




图58Ubuntu Linux中
菜单栏图标和菜单




5.3.2添加Windows 10风格的Toast消息框

使用win10toast模块可以添加Windows 10风格的Toast消息框。该模块只能在Windows 10上运行。读者可以使用下面的命令安装win10toast模块：



pip3 install win10toast




与win10toast对应的还有一个win10toast_click模块，该模块的功能与win10toast的功能类似，只是能响应Toast消息框的单击事件。win10toast_click模块可以完全取代win10toast模块，所以推荐使用win10toast_click模块。读者可以使用下面的命令安装win10toast_click模块：



pip install win10toast-click




注意： 在使用win10toast_click模块时，win10toast与click之间使用下画线(_)连接，而安装win10toastclick模块时，win10toast与click之间使用连字符()连接。

win10toast_click模块中的核心函数是show_toast，该函数用于显示Toast消息框，其函数原型如下： 



def show_toast(self, title, msg,

icon_path=None, duration=None, threaded=False,

callback_on_click=None)




函数参数的含义如下。 

(1) title： 通知的标题，必须是一个字符串。

(2) msg： 通知的内容，必须是一个字符串。

(3) icon_path： 通知的图标路径，必须是一个.ico文件，如果为None，则使用默认图标。

(4) duration： 通知的持续时间，单位为s，如果为None，则使用默认值(5s)。

(5) threaded： 是否使用多线程来显示通知。如果为True，则不会阻塞程序的运行； 如果为False，则会等待通知消失后再继续程序的运行。

(6) callback_on_click： 在用户点击通知时执行的函数，必须是一个无参数的函数。如果为None，则不执行任何函数。

由于icon_path参数只支持ico文件，所以如果图标文件是其他图像格式(如png文件)，就需要使用PIL模块的相关API将其他图像格式的文件转换为ico图像格式的文件。

下面的例子使用win10toast_click模块在Windows通知区域添加一个图标，以及在图标上方显示一个Toast消息框，点击消息框，会打开浏览器，并在浏览器中显示webbrowser.open函数打开的页面。

代码位置： src/interesting_gui/toast_demo.py



from win10toast_click import ToastNotifier

from PIL import Image # 导入Image模块

import webbrowser # 导入webbrowser模块，用于打开网页

filename = "images＼＼tray.png" # 指定要转换的.png文件名

img = Image.open(filename) # 打开图片

img.save('images＼＼tray.ico') # 保存为.ico文件

def open_url(): # 定义一个函数，用于打开一个网址

webbrowser.open("https://www.unitymarvel.com")

toaster = ToastNotifier()

toaster.show_toast("软件更新", # 通知的标题

"UnityMarvel已经更新到2.01版本，点击下载", # 通知的内容

icon_path="images＼＼tray.ico",# 通知的图标路径，如果为None则使用

# 默认图标

duration=20, # 通知的持续时间，单位为s

threaded=True,# 是否使用多线程来显示通知，如果为
# True则不会阻塞程序的运行

callback_on_click=open_url)




运行程序后，Windows右下角会显示如图59所示的Toast消息框。



图59Windows 10风格的Toast消息框


win10toast_click模块在Windows 11或以上版本运行可能会有问题，如果读者使用的是Windows 11，可以尝试使用win11toast模块。读者可以使用下面的命令安装win11toast模块：



pip3 install win11toast




win11toast模块可以在Windows 10和Windows 11上运行，例子代码如下： 



from win11toast import toast

toast('Hello', '这是一个通知')




运行程序，会看到Windows右下角出现如图510所示的Toast消息框。



图510win11toast模块显示的Toast消息框


5.3.3使用PyQt6管理系统托盘

QSystemTrayIcon类是PyQt6中的一个类，它提供了一种在系统托盘系统托盘就是Windows中的通知区域；macOS中的菜单栏右上角的位置；Linux中右上角的通知区域； 只是另一种称呼而已。中显示图标的方法。以下是QSystemTrayIcon类的主要功能： 

(1) 设置图标；

(2) 设置提示信息；

(3) 添加菜单；

(4) 响应菜单单击事件；

(5) 响应单击图标事件；

(6) 显示消息(对话气泡)；

(7) 响应消息单击事件。

要设置图标，可以使用setIcon方法。要设置提示信息，可以使用setToolTip方法。要添加菜单，可以使用setContextMenu方法。要响应菜单单击事件，可以使用connect方法连接QAction对象的triggered信号到槽函数。要响应单击图标事件，可以使用activated信号连接到槽函数。要显示消息，可以使用showMessage方法。要响应消息单击事件，可以使用messageClicked信号连接到槽函数。相关方法的描述如下。 

1. setIcon方法

方法原型如下： 



def setIcon(self, icon: Union［QIcon, QPixmap］) -> None:




该方法用于设置QSystemTrayIcon的图标，接收一个QIcon或QPixmap对象作为参数。如果传递一个QPixmap对象，它将自动转换为QIcon对象。

2. setToolTip方法

方法原型如下： 



def setToolTip(self, tip: str) -> None:




该方法用于设置QSystemTrayIcon的提示信息，接收一个字符串作为参数，该字符串将显示在鼠标悬停在图标上时。

3. setContextMenu方法

方法原型如下： 



def setContextMenu(self, menu: QMenu) -> None:




该方法用于设置QSystemTrayIcon的上下文菜单，接收一个QMenu对象作为参数，该对象包含要显示的菜单项。

4. showMessage方法

方法原型如下： 



def showMessage(self, title: str, message: str, icon: Union［QSystemTrayIcon.MessageIcon, int］ = QSystemTrayIcon.Information, msecs: int = 10000) -> bool:




该方法用于在系统托盘中显示一条消息，接收4个参数——标题、消息、图标和显示时间(以ms为单位)。默认情况下，消息将显示10s。

下面的例子使用QSystemTrayIcon类的相关API在系统托盘添加一个图标，以及一个菜单，并显示一个窗口。单击Show菜单项，会显示这个窗口； 单击Hide菜单项，会隐藏窗口。单击托盘图标，会触发单击图标事件，在终端会输出如下信息： 



You clicked the icon




单击图标的同时，在图标附近会显示一条消息，单击消息窗口，会在终端输出如下信息： 



You clicked the message




代码位置： src/interesting_gui/pyqt6/bubble.py



import sys

from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QWidget, QSystemTrayIcon, QMenu

from PyQt6.QtGui import QIcon,QAction

from PyQt6.QtCore import QCoreApplication

class MainWindow(QWidget):

def __init__(self):

super().__init__()

self.initUI()

def initUI(self):

self.setWindowTitle("Tray Icon Example")

self.resize(300, 200)

self.tray_icon = QSystemTrayIcon() # 创建一个QSystemTrayIcon对象

self.tray_icon.setIcon(QIcon("images/tray.png")) # 设置图标

self.tray_icon.setToolTip("This is a tray icon") # 设置提示信息

self.tray_icon.activated.connect(self.on_activated) # 连接activated信号

self.tray_icon.messageClicked.connect(self.on_message_clicked)

# 连接messageClicked信号

self.tray_menu = QMenu() # 创建一个QMenu对象

self.show_action = QAction("Show", self.tray_menu) # 创建一个QAction对象，用于显

# 示窗口

self.hide_action = QAction("Hide", self.tray_menu) # 创建一个QAction对象，用于隐

# 藏窗口

self.quit_action = QAction("Quit", self.tray_menu) # 创建一个QAction对象，用于退

# 出程序

self.show_action.triggered.connect(self.show) # 连接triggered信号，显示窗口

self.hide_action.triggered.connect(self.hide) # 连接triggered信号，隐藏窗口

self.quit_action.triggered.connect(QCoreApplication.instance().quit)

# 连接triggered信号，退出程序








self.tray_menu.addAction(self.show_action) # 将QAction对象添加到QMenu对象中

self.tray_menu.addAction(self.hide_action)

self.tray_menu.addSeparator()

self.tray_menu.addAction(self.quit_action)

self.tray_icon.setContextMenu(self.tray_menu) # 将QMenu对象设置为QSystemTrayIcon

# 对象的上下文菜单

self.tray_icon.show() # 显示QSystemTrayIcon对象



def on_activated(self, reason): # 定义一个槽函数，用于处理用户单击

# 图标的事件

if reason == QSystemTrayIcon.ActivationReason.Trigger: # 如果用户单击了图标

print("You clicked the icon")

self.tray_icon.showMessage("Hello World", "This is a message from PyQt", 

QIcon("images/tray.png")) # 显示对话气泡



def on_message_clicked(self): # 定义一个槽函数，用于处理用户单击

# 对话气泡的事件

print("You clicked the message")

QCoreApplication.instance().quit() # 退出程序

if __name__ == '__main__':

app = QApplication(sys.argv)

window = MainWindow()

window.show()

sys.exit(app.exec())




运行程序，单击图标，会显示一个消息窗口(对话气泡)，macOS中的对话气泡如图511所示。Windows中的对话气泡如图512所示。Ubuntu Linux并不会出现对话气泡，但其他功能正常。



图511macOS中的对话气泡




图512Windows中的对话气泡



5.4小结 

本章介绍的内容相当有意思，尽管这些功能对于大多数应用程序不是必需的，但如果自己的应用程序有这些功能，会显得更酷、更专业。尤其是在状态栏中添加图标，读者可以将一些常用的功能添加到图标菜单中，这样用户就可以很方便使用这些功能了。本章的很多内容使用了第4章讲的PyQt6，所以如果读者对PyQt6不了解，请先阅读相关内容。