一文小入门pyQt5 —— 从零到一完成一个Excel文件处理程序

Posted 2022-02-06 码白_JIE

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了一文小入门pyQt5 —— 从零到一完成一个Excel文件处理程序相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一文小入门pyQt5 —— 从零到一完成一个Excel文件处理程序

一、概述

前人踩坑，后人少踩！ ~~心疼我可爱的舍友为了这个课设搭环境花了一百多块钱，还只是环境。~~ 这个项目是我的一个课设，课设要求做出一款能实现Excel增删改查及对应图像增删改查功能的软件，最后要求打包成exe，因为数据保密的原因，代码里的相关图片及表格都被我删掉了，都是假数据，只留了两张测试图片。 正所谓，做都做了，不能白做。之前从未正经接触过QtDesigner和python，对于python的认知也只是停留在函数，所以在程序的设计模式上有很多不足，包括个人认为整个项目会有点乱，详细都写在README.md里了，有很多人进不去GitHub，因此代码放在了码云上。发现网上没有一篇比较统一的入门贴，这次踩了不少坑，写得辛苦，感觉还是蛮有借鉴意义的，包括分页、加强鲁棒性等等，会以功能点的实现为线写出来给各位入个门。一文可能讲不完，所有开源给大家，具体功能实现去看代码更清晰。若有任何关于优化或错误的建议，请联系我！

二、项目说明（也可以直接看README.md文件）

打包好的exe程序

2.1 项目结构

|-data  数据
    |-dist  Excel文件输出位置
        |-new.xls  用户操作后的新Excel文件
    |-dist_images  存放原始数据图像，用户操作影像读取及输出位置
        |-M0  正常样本图像
        |-M1  异常样本图像
        |-new 新增未分类图像
    |-info.xlsx  示例Excel文件
|-detect  神经网络（*可替换，不可更改，替换时也应更改detail.py文件中的接口）
    |-logs  
        |-best.pth  网络权重
    |-model_data
        |-cls_classes.txt  类别
    |-nets  网络主体
    |-utils 工具函数文件夹
    |-classification.py  分类网络类
|-icon 图标文件夹
	|-cat.ico  程序icon图标
|-img  示例图像
|-Clinical_information  临床信息界面文件
|-detail  影像图片文件
|-Image_information Excel  表格影像信息文件
|-information  主界面布局文件
|-new_info  新增患者信息文件
|-main.py  程序入口文件
|-main.spec  打包的中间文件
|-requirements.txt  库版本要求
|-README.md  项目说明
|-.gitignore  git忽略的文件
|-eval_top5.py  画auc曲线，在本项目运行不了，需下载下面博主的代码
|-split_data.py  根据Excel文件里的诊断结果将测试集图片归类为两个文件夹
|-intense_data.py  数据增强扩充数据集

# 训练网络是resnet50 
# 参考博主：https://blog.csdn.net/weixin_44791964/article/details/109160814

2.2 使用

安装好合适的环境后，点击运行 main.py 即可。

2.3 功能介绍

在使用所有功能前，需先通过“Open Excel”打开Excel文件作为表格数据库，否则会有提示。
视图渲染：当用户选择完Excel文件时，表格视图会自动渲染，并自动计算当前页和总页数，下方状态栏会显示当前用户操作。
当关闭主界面窗口时，其他界面也会跟着关闭。
搜索患者：当用户输入ID号的前几位并点击“搜索”按钮时，会自动查找到第一个匹配的患者信息，并自动跳转定位到当前页和当前行。
页面切换功能：点击“上一页”跳转至上一页，点击“下一页”跳转至下一页，当在第一页和最后一页分别点击“上一页”和“下一页”的按钮时，会弹出提示框。
点击“查看”按钮，查看当前行患者的临床信息和影像信息。
修改功能：双击单元格，修改内容之后，按Enter键，修改的数据会重新写到dist文件夹下的new.xls文件中，这样不会污染原始数据。对于临床信息和影像信息，在修改完之后点击“确认修改”按钮。
删除功能：点击“删除”按钮，修改的数据会重新写到dist文件夹下的new.xls文件中，这样不会污染原始数据。
新增患者信息：点击“新增患者信息”按钮，填写完信息后，点击“提交”按钮，同样，添加的信息会写入到new.xls文件中，新增的影像图片会放在images/new文件夹下。当点击“+添加影像”选择完图片后，“影像信息”前的“”会消失。填写信息需要注意格式，比如日期格式为“YYYY-MM-DD”，ID号不可以超过九位。
查看患者对应的影像信息：点击“影像信息”列下的“查看”按钮，在弹出的界面中点击“查看影像”按钮。
点击7中界面的“添加”、“修改”、“删除”、“AI检测”按钮，实现对图片的增删改及人工智能诊断，诊断结果将显示在下方的输出栏，并将文件夹放在images对应的M0和M1文件夹下。

2.4 注意点

任何路径里不要包含中文！ID号只能是数字！
py文件与ui文件并不完全相同，ui文件只是拿来布局，有些微调部分直接用代码在py文件里修改了，ui并不完全同步。
整个应用程序都是基于info.xlsx的数据格式去设计的，并没有很强的裂变能力，如果不是严格按照info.xlsx的行列进行排版的，极大概率运行不出来。
影像图片的命名严格按照”ID号-rk“的格式，且ID号不超过九位。

2.5 打包成exe程序

安装virtualenv后，在cmd中用命令virtualenv env_name 创建出一个虚拟环境，和anaconda的环境做隔离，减小包的体积。~~该项目打包之后有2GB多是因为torch这个包就占了2GB。~~
pycharm打开Terminal，切换到env_name/Scripts路径下，输入activate.bat激活环境。
查看requirements.txt，利用pip install安装完所有的包，直至不再报No module的错误。
在激活环境下运行下方命令：
```
pyinstaller main.spec
```

在生成的dist文件夹中新建以下文件夹：

|-data  数据
    |-dist  
    |-dist_images
        |-M0 以类别名命名的文件夹
        |-M1 以类别名命名的文件夹
        |-new 新增未分类图像（不可随意更改，若更改则需同步更改代码）

2.6 不足

在不同的电脑，界面显示会不一样，没有做自适应。
表头不应该写死，最好还是写成跟着数据渲染。
鲁棒性不太强，比如如果表格里有格式不正确应该给予拦截和提示，不应该无故终止。
最好是可以让用户选择数据打开和存储的文件夹，用户体验更好，当初设计模式有问题。
修改功能有待优化。

三、QtDesigner入门（正式开始！）

QtDesigner官方文档

3.1 开始

~~我跳过了环境安装，请配好了QtDesigner和.ui转.py的工具之后再来(不是。~~

版本： pycharm 2017.3

点击Tool -> Externals Tools -> QtDesigner运行
弹出的窗口中可以打开已有.ui文件，也可以新建.ui文件，这里我们选择MainWindow，然后点击创建。（MainWindow和Widget的区别是，MainWindow有菜单栏和下方的状态栏，不需要的可以选Widget就好。）
添加控件

将左侧栏中的控件拖到画布中松开即可添加，注意修改右上角“对象查看器”中的对象名，更有辨识度，不可重名。
鼠标左键点击选择控件时，右侧“属性编辑器”会显示当前选择控件的属性，罗列了该类及该类的所有父类属性值，我们可以通过属性编辑器进行修改。比如QTableWIDget有rowCount和columnCount的属性可以修改表格的行数和列数。
修改主程序窗口的名字

在右侧的属性编辑器中搜索“title”，修改windowTitle的值。
信号接槽
a. 点击QtDesigner菜单栏中的“编辑信号/槽”；

b. 鼠标左键点击控件拉出一条地线，接地则只触发当前控件的信号，与其他控件相连则同时触发多个信号；

c. 在弹出的窗口中，左侧为该控件能触发的信号，右侧为接此信号的槽函数，比如按钮的clicked信号接searchInfo这个槽函数。点击选择完左侧的信号，再点击右侧的槽函数，点击OK即可关联。

若想新建槽函数，点击“编辑”。

再点击“+”，输入槽函数名即可。

注意： 这里与控件关联的槽函数必须在生成的.py文件中有定义，否则运行时会报错。
菜单栏信号接槽
新建菜单：双击“在这里输入”进入编辑模式，输入菜单栏选项卡名后按Enter键则新建完成。

同理，双击选项卡里的“在这里输入”，按Enter键同样可以新建子选项卡。

在右下方的“动作编辑器”栏目中选择“动作编辑器”选项卡。

鼠标右键选择“新建”。

在弹出的窗口中填写选项卡的名称，shortcut的快捷键，点击“OK”。

切换到信号/槽编辑器，点击左上角绿色的“+”，新建。

依次选择发送者为刚刚新建的动作、信号、接收者、槽如下：

槽函数为自定义，不知道怎么新建槽函数的各位回到5.进行查看。
将.ui文件转为同名的.py文件，注意：每次重新生成.py文件都会覆盖原来文件的内容，也就是说，如果你写了新的代码在里面时要特别小心。 此时还不能运行，我们新开一个main.py文件，将下列代码copy进去即可运行。

import sys
from information import Ui_MainWindow  # 由information.ui转来的information.py文件，Ui_MainWindow是information.py里面的类名，这一步根据自己的类名去写。
class MyMainForm(QMainWindow, Ui_MainWindow):
    def __init__(self, parent=None):
        super(MyMainForm, self).__init__(parent)
        self.setupUi(self)
	# 槽函数
	def MethodName(self):
		print("test")
if __name__ == "__main__":
    #固定的，PyQt5程序都需要QApplication对象。sys.argv是命令行参数列表，确保程序可以双击运行
    app = QApplication(sys.argv)
    #初始化
    myWin = MyMainForm()
    #将窗口控件显示在屏幕上
    myWin.show()
    #程序运行，sys.exit方法确保程序完整退出。
    sys.exit(app.exec())

### 如果这一步运行不出来，请检查一下main.py文件里有没有刚刚定义的与控件相关联的槽函数。

小结
到这一步，基本流程已经打通了，可以开始自己的页面布局啦！
~~3.2开始介绍特殊功能点，比较这是处理Excel文件的程序~~

3.2 表格数据渲染及单元格里插入按钮控件

当用户打开Excel文件时，将Excel文件里的信息渲染到QTableWidget上。分为三步：用xlrd库去读Excel文件，拿到每一行的信息，按行渲染到QTableWidget上。具体看main.py文件里的readExcel和getOnePage、information.py文件里的generateRow这三个方法。~~（注意导入相应的包哦！）~~

# 读Excel文件
    def readExcel(self, fileName):
        workbook = xlrd.open_workbook(fileName)
        # 获得sheet_name
        self.sheet_name = workbook.sheet_names()[0]
        # 根据sheet索引或者名称获取sheet内容
        self.sheet = workbook.sheet_by_index(0)  # 从索引0开始

        # 获得总行数
        self.nrows = self.sheet.nrows
        # 获取总页数
        self.pageCount = math.ceil((self.nrows - 2) / self.pageSize)
        self.setTotalPage(self.pageCount)
        # 获取最后一页的行数
        self.lastPageCount = self.nrows - 2 - self.pageSize * (self.pageCount - 1)

        # 获取第一列的内容
        self.ids = self.sheet.col_values(0)
        for i, v in enumerate(self.ids):
            # 跳过头两个item
            if i > 1:
               self.ids[i] = str(int(v))

    # 逐行生成一页
    def getOnePage(self):
        self.isEidt = False # isEdit是用来作阀的，因为接上了QTableWidget的cellChanged信号，前期我并不想触发，想等用户自己修改时再触发
        self.changePageStatus(self.currentPage + 1)
        for i in range(self.pageSize):
            for j in range(self.infoCols):
                if self.lastPageFlag and i >= self.lastPageCount:
                    val = ''
                else:
                    index = self.currentPage * self.pageSize + i + 2
                    # 拿到value
                    val = self.sheet.cell_value(index, j)
                    if isinstance(val, float):
                        if j == 0:
                            # 去除小数点后面的数字
                            val = int(val)
                            # TableWidget需要字符串格式才能正常显示
                            val = str(val)
                        elif j == 1:
                        	# 做日期格式的转换，显示正确的日期格式
                            data_time = datetime(*xldate_as_tuple(val, 0))
                            val = data_time.strftime('%Y-%m-%d')
                        else:
                            val = str(val)
                # 除去表头
                self.generateRow(i + 1, j, val, self.lastPageCount, self.lastPageFlag, index)
        self.isEidt = True

    # 生成表格的一行
    def generateRow(self, row, col, val, lastPageNum, lastPageFlag, trueRow):
        # print('p', row, col, val)
        item = QtWidgets.QTableWidgetItem(val)
        self.tableWidget.setItem(row, col, item)
        if row <= lastPageNum or lastPageFlag == False:
            # 插入查看临床信息按钮
            self.bedButton = QtWidgets.QPushButton('查看')
            self.bedButton.setStyleSheet('QPushButtonmargin:3px;')
            self.bedButton.setObjectName("bedButton" + str(trueRow))
            self.tableWidget.setCellWidget(row, 6, self.bedButton)
            # 插入查看影像信息按钮
            self.imageButton = QtWidgets.QPushButton('查看')
            self.imageButton.setStyleSheet('QPushButtonmargin:3px;')
            self.imageButton.setObjectName("imageButton" + str(trueRow))
            self.tableWidget.setCellWidget(row, 7, self.imageButton)
            # 插入删除信息按钮
            self.deleteButton = QtWidgets.QPushButton('删除')
            self.deleteButton.setStyleSheet('QPushButtonmargin:3px;')
            self.deleteButton.setObjectName("deleteButton" + str(trueRow))
            self.tableWidget.setCellWidget(row, 8, self.deleteButton)

            # lambda匿名函数用于传参
            self.bedButton.clicked.connect(lambda: self.MainWindow.getBedInfo(trueRow))
            self.imageButton.clicked.connect(lambda: self.MainWindow.getImageInfo(trueRow))
            self.deleteButton.clicked.connect(lambda: self.MainWindow.deleInfo(trueRow))

        else:
            self.tableWidget.removeCellWidget(row, 6)
            self.tableWidget.removeCellWidget(row, 7)
            self.tableWidget.removeCellWidget(row, 8)

3.3 如何给槽函数传参？

传参：利用匿名函数lambda，场景为：当我点击按钮时，打开另一个Widget，此时我需要传入ID号。

# lambda匿名函数用于传参
self.bedButton.clicked.connect(lambda: self.goToNewWidget(user_id))

def goToNewWidget(self, user_id):
	print(user_id)

3.4 如何实现点击按钮打开一个新窗口？

安装之前的教程生成一个新窗口的.py文件，如new.py。
from new import Ui_new导入新的py文件，给相应的按钮接上槽。
在槽函数里实现打开功能。

self.bedButton.clicked.connect（self.goToNewWidget())

def goToNewWidget(self):
	self.new_widget = QWidget()
    self.new_ui = Ui_New_Info()
    self.new_ui.setupUi(self.new_widget, self)
    self.new_widget.setWindowTitle('New Information')
    self.new_widget.show()

3.5 状态栏显示文本信息

	self.statusbar.showMessage(message)

3.6 关闭主界面时关闭其他所有窗口

重写closeEvent方法，具体看information.py文件里的closeEvent方法。

# --------------information.py------------------
	# 重写关闭方法
    def closeEvent(self, event):
        if self.MainWindow.clinical_widget:
            # print('close')
            self.MainWindow.clinical_widget.close()
        if self.MainWindow.image_widget:
            # print('close')
            self.MainWindow.image_widget.close()
        if self.MainWindow.new_widget:
            # print('close')
            self.MainWindow.new_widget.close()
        if self.MainWindow.detail_widget:
            # print('close')
            self.MainWindow.detail_widget.close()
        event.accept()

### 这里的所有widget都挂载在main.py文件里的QMainWindow对象中，为了在其他函数里拿到QMainWindow里的widget，我把QMainWindow挂载为当前类的属性，即self.MainWindow = MainWindow, 加多一层if判断是为了防止有些窗口没打开，如果这是执行关闭的话，程序会卡顿出错。

# ---------------main.py-------------
    def __init__(self, parent=None):
        super(MyMainForm, self).__init__(parent)
        self.setupUi(self)
        self.setWindowIcon(QIcon('icon\\cat.ico'))

        # 四个窗口
        self.clinical_widget = ''
        self.image_widget = ''
        self.new_widget = ''
        self.detail_widget = ''

3.7 添加程序的icon图标

	self.setWindowIcon(QIcon('icon\\cat.ico')

3.8 QTableWidget显示正确的日期格式

你会发现从Excel表格里读取到的日期是一串数字，需要利用datetime这个库进行转化才能正确显示。

from datetime import datetime
from xlrd import xldate_as_tuple
data_time = datetime(*xldate_as_tuple(val, 0))
                            val = data_time.strftime('%Y-%m-%d')

# 在Excel中写入正确的日期格式
datetime.strptime(self.getTableWidgetItemContent(row, col), '%Y-%m-%d')

3.9 打开文件选择框

第一个参数为打开文件选择框的窗口父类，第二个参数为弹出的选择框的名称，第三个参数为打开的指定路径（可选），第四个为限制类型（注意：这里的类型限制的“无效”的）。

image_Name, imgType = QFileDialog.getOpenFileName(self,
                                                  "选择图片",
                                                  "",
                                                       "*.jpg;;*.png;;All Files(*)")

3.10 弹出提示框

from PyQt5.QtWidgets import *
 QMessageBox.information(self, "提示", "当前页是最后一页！")
 QMessageBox.warning(self, "警告", "请先打开Excel文件！")
 QMessageBox.error(self, "警告", "请先打开Excel文件！")
 ### 具体的弹出框类型看文档

3.11 在QLabel上显示图片

具体看detail.py文件里的setPixMap方法。

    def setPixMap(self, path):
        # 利用qlabel显示图片，show_image是QLabel的对象名，在3.1开始的添加控件有说明
        png = QtGui.QPixmap(path).scaled(self.show_image.width(),self.show_image.height())
        self.show_image.setPixmap(png) # 这里的setPixmap是QLabel的原生方法
        self.show_image.setScaledContents(True)

四、具体功能实现

4.1 Excel的查

思路：获取到Excel表格中的所有ID号放在list里，因为ID号是按行存储的，所以list的索引就是患者信息在Excel文件里的行数-1（list索引从零开始）。当用户在输入框输入完ID号，点击搜索按钮时，截取掉输入框值前后的空格，利用list的原生方法count和index查看当前患者是否存在，存在则定位至那一页和那一行，不存在则给予相应的提示。用户可以不必输入完整的ID号，会自动返回第一个匹配项。具体看main.py里的searchInfo方法。

    # 搜索患者信息
    def searchInfo(self):
        if self.fileName != '':
            search_id = self.getContent().strip() # 字符串格式
            self.showStatusMessage("搜索ID号：" + search_id)
            # 清除搜索框内容
            self.clearContect()

            # 使用 startswith，返回一个列表
            res = [idx for idx in self.ids if idx.startswith(search_id)]
            if len(res) == 0:
                QMessageBox.information(self, "提示", "没有找到匹配项")
            else:
                # 第一个匹配项，index是Excel表格中的真实行数
                index = self.ids.index(res[0]) - 2
                # 获取匹配项所在页数
                page = math.floor(index / self.pageSize)
                row = (index % self.pageSize) + 1
                self.currentPage = page
                if self.currentPage == (self.pageCount - 1):
                    self.lastPageFlag = True
                self.getOnePage()
                self.isEidt = False
                self.setLineColor(row)
                self.isEidt = True
        else:
            QMessageBox.warning(self, "警告", "请先打开Excel文件！")

4.2 Excel的增删改

思路：很好理解，增删改都可以理解为两步，读取和重新写入，利用xlrd库读取Excel文件，利用xlwt库写入Excel文件。对读取到的信息进行增删改的操作之后，再将操作之后的信息写回去。具体看main.py里的getNewXl方法

# 新建工作本并保存，有row则删除，有row和col则为修改，都没有则为新增， change_val为指定值，未传时为双击表格修改的内容，count为计数器，防止多次弹出提示框
    def getNewXl(self, row = -1, col = -1, change_val = '', count_n = 0):
        try:
          以上是关于一文小入门pyQt5 —— 从零到一完成一个Excel文件处理程序的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
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