一个简单数据管理python项目教程

2018-05-19

技术Qt

前言

一年多以前，我在公司有段时间帮忙做过python的新手培训课程（当然是在下班后），虽然我根本就算不上python高手，但是面对对于编程一无所知的初学者我还是绰绰有余的。后面领导希望能做一个样品管理工具作为最终学习的验收成果，而这篇这文章就是我为当时项目提供一个新手教程。

实际上整个项目的基本设计方案也是我提供的，其功能很简单，主要是对样品自身的信息整理分类、以及样品的借入借出做一个管控和信息记录，不过项目有一些强制的要求：

需要用python编写
需要有窗口图形界面
需要用数据库管理数据信息

于是我也针对性的从以下三点出发做简单的介绍：

python的实用基础知识
PyQt的使用
MySQL connector的使用

以下就是我当时文章内容了（提到的书是指：《Python语言及其应用(美Lubanovic 2016)》）。

1. Python基础知识

1.1 模块的导入

在python的程序中，要使用第三方模块的功能，都需要先导入该模块。关于import的部分详细说明，查看书96页。这里只提示一些注意点：

使用自己写的其他python文件中的函数，也要先导入
导入的模块只有放在本目录与python环境中的默认目录，才能导入
如果需要导入其他目录的模块，可以用sys.path.append()，将这个模块的路径添加到查找路径中，就可以导入了。

1.2 Python的类

在书的第6章，有整整一章的内容讲解类的知识点，所以我这里只是提示一些使用时的注意点：

类用class定义，它其中的每一个成员函数和每一个成员变量都需要在其参数中加self，当使用这些函数时也需要使用self.的形式来调用：
类的成员变量的作用域存在于整个类，使用self.的形式可以在各个成员函数中使用
类中的__init__函数是类的默认初始化函数（构造函数），在类的对象被创建时自动调用，因此一些类初始操作都放在这个函数中：

1.3 用函数返回多个值

在python中，函数是可以返回多个值的，当函数返回多个值时，实际上时返回的一个元组，当接收这样的返回值时除了用一个参数接收外，还可以用多个参数接收：

def testFuntion():
    ret1 = "return data"
    ret2 = 23
    ret3 = [23,65,90]
    return ret1, ret2, ret3

res = testFuntion()
data1,data2,data3 = testFuntion()

1.4 Python中的线程操作

在项目中，连接数据库可能需要很长的时间，单线程的操作很可能导致程序卡住很长时间无法响应。在这样情况下，我们一般会新创建一个线程，在线程中执行数据库连接的操作。

在Python中创建线程的最基本操作可以固定如下：

# 导入线程模块
from threading import Thread

# 线程开始时执行的函数
def connectThread():
    print('conneting')

# 创建线程
th = Thread(target=connectThread)
th.setDaemon(True)
th.start()

2. PyQt的使用

2.1 PyQt简介

PyQt是Qt的Python版本，一般在Python发布版本（WinPython和Anaconda）中都会有带有，官方原生的Python则需要自己安装。原生的Qt是C++版的，当前主流Qt使用的是两个版本：Qt4和Qt5，对应Python的版本为PyQt4和PyQt5，在我们的项目中使用PyQt5。

使用Qt设计界面有一个很好用的工具，那就是Qt Designer。它提供可视化的界面设计环境，让能够让开发者更快速、简单的设计和布局界面。

2.2 PyQt使用基本步骤

下面，我将使用PyQt生成一个最简单的窗口，通过以下代码我们可以看到，仅仅需要五个简单的步骤就可以完成。这五个步骤可以看成使用PyQt的一个固定的模式，要创建其他更复杂的窗口时，只是在此基础上稍作修改然后增加新窗口的部分代码而已。

注：在jupyter环境下，直接运行以下代码，就可以得到一个新的窗口

import sys

# 第一步，导入PyQt5或者它的子库
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow
# 第二步，创建一个Qt应用程序
app = QApplication(sys.argv)
# 第三步，创建一个QMainWindow窗口
mwind = QMainWindow()
# 第四步，显示创建的窗口
mwind.show()
# 第五步，开启消息循环
app.exec()

2.3 使用Qt Designer设计界面

前面说过，Qt Designer是Qt提供的一个可视化界面设计工具，使用Qt Designer不管是布局窗口或者调整控件的大小和位置，还是增加或者删除控件，都只需要简单拖动鼠标即可。

Qt Designer设计的界面保存的文件，是一个XML格式后缀名以.ui结尾的文件，设计时使用到的资源（如图片）将保存为以.qrc为后缀的资源文件。当我们的代码要使用这些窗口时，需要使用Qt给定的工具将ui文件和资源转化Python代码能够使用的.py文件：

pyuic5.bat：将.ui文件转化为.py文件
pyrcc5.exe：将.qrc文件转化为.py文件

在Windows系统中，可以在命令行中，执行以下转化命令：

ui文件的转化（假定ui文件名为MainWindow.ui）：

1	pyuic5.bat -o Ui_MainWindow.py MainWindow.ui

资源文件的转化（假定pyrcc5.exe的路径如下,资源文件名为res.qrc）：

1	D:\WinPython\python-3.4.4\Lib\site-packages\PyQt5\pyrcc5.exe -o res.py res.qrc

当然，你可以将这些转化命令写到python代码或者bat脚本中，然后一下执行一系列的转化。另外对于PyCharm的使用者，可以使用PyCharm封装了这两个命令的菜单来执行。

2.4 使用自己设计的窗口

在2.2中生成的窗口只是Qt中默认的窗口，在实际项目中我们肯定是需要使用自己设计的窗口的，我们只需要做两步修改即可：

创建一个新的窗口类（它同时继承于Qt的默认窗口和我们自己的设计的窗口），
将2.2中的代码，创建的窗口改为自己新建的窗口类

假定我们从2.3节转化得到的窗口文件为Ui_MainWindow.py，则我们需要增加的代码如下：

# 新建自己的窗口类
class MyUi(QMainWindow, Ui_MainWindow):
    def __init__(self):
        super(MyUi, self).__init__()
        self.setupUi(self)

将mwind = QMainWindow()改为如下代码：

1	mwind = MyUi()

注：由于以上两段代码不全，所以在jupyter中不能执行

2.5 在代码中使用控件

在窗口设计中，窗口本身和窗口上分布的控件是两大不同的组成部分，窗口自身可能会有菜单栏、工具栏、状态栏，但是更丰富的功能还是需要使用控件来完成。这里例举一些常见的控件以及它对应作用：

QLabel：显示文字，提示作用
QLineEdit：单行文字输入，输入文字作用
QTextEdit：多行文件输入或显示，输入文字或显示信息的作用
QPushButton：按钮，提供用户操作的方法
QRadioButton：单选输入，提供选择输入
QComboBox: 下拉列表的形式，提供单选输入
QTabelView：显示表格信息，提供表格数据显示

使用控件时要注意以下几点：

控件的名字：在代码使用控件都是用控件的名字，所以控件命名时在同一窗口中不能重复了
控件的方法：每种控件都有自己不同的作用，他们的拥有的方法也可能不一样，这个需要在Qt的官方文档中查询（如QLineEdit的页面为： http://doc.qt.io/qt-5/qlineedit.html）
控件的消息：控件在发生改变时可能会产生消息，控件拥有消息的类型需要在官方文档对应的页面的“Singals部分”查询

那么具体怎么在代码中使用这些控件呢？仍然以2.4中的例子为例，为获取QLineEdit的文字并改变其中的值，你需要在MyUi类中合适的地方加入：

# 获取名为lineEdit的QLineEdit控件的输入的文字
textStr = self.text()
# 设置lineEdit的文字，为在原有输入信息的前面加上“你输入了：”
self.setText("你输入了："+textStr)

注意：尽管每个控件的很多都不一样，但是也有一些方法是一样的，如上面所示的text()和setText()函数，很多控件或缺它的文字和设置它的文字的方法都是这两个函数

那么又怎么让控件的信号关联到自己的消息处理函数上呢？以名为button的QPushButton为例，要处理它的用户点击消息，要在MyUi类中加入代码如下：

1
2

# OnLoginBtnClicked2是MyUi类中自己写的消息处理函数，clicked就是QPushButton控件中的一种信号，用connect可以将新号和处理函数关联起来
self.button.clicked.connect(self.OnLoginBtnClicked2)

3. Python中MySQL connector的使用

3.1 MySQL connector简介

在Python访问MySQL数据库需要用它的第三方库，在我们的项目中用的是mysql connector，利用它能够比较简单的实现MySQL数据库操作。一般在Python的发布版本中都自带mysql connector，官方原生的Python需要自己安装。

3.2 MySQL connector使用的基本流程

以下是mysql connector使用的基本流程（测试我的本地数据库服务器，地址：127.0.0.1，用户：testuser，密码：123456，数据库：test，端口：3306）：

注：在jupyton环境下，可以直接执行，不过需要将数据库服务器的参数设置为自己实际情况的

# 第一步，导入mysql.connector
import mysql.connector

# 第二步，连接数据库
db_server = '127.0.0.1'
db_user = 'testuser'
db_pw = '123456'
db_port = '3306'
db_database = 'test'
cnx = mysql.connector.connect(user=db_user, password=db_pw, host=db_server, database=db_database,port=db_port)

# 第三步, 获取cursor
cur = cnx.cursor()

# 第四步, 执行sql语句
cur.execute("show databases")

# 第五步，获取执行的结果
ret = cur.fetchall()

# 第六步， 关闭连接
cur.close()
cnx.close()

print("数据库服务器有库：",ret)

从上面，我们可以看到利用mysql connector操作数据库服务器的基本流程为6步，我们可以认为上面操作是所有操作的基础。其中第二步、第三步在可以认为是数据库的连接部分，在使用数据库前一定要先连接成功。第六步是关闭数据库连接的操作，在所有数据库操作完成后执行。第四步和第五步是实际数据库操作部分，在数据库连接成功后并且在没有关闭前，可以一直执行。

我们对数据的操作实际上都是用sql语句去做的，而上面代码的第四步就时执行sql语句，我们只要改变execute函数中的sql语句字符串就可以将它变成执行其他功能的操作。

3.3 MySQL connector执行sql语句的两种类型

使用mysql connnector执行数库语句有两种类型：

对数据库进行查询，需要返回数据
对数据库进行修改，不需要返回数据的

这两种类型，在使用mysql connector时会有稍许的差异，对应3.2中的代码中，不同的部分在第五个步骤，其他部分都一样。

对于第一种类型，使用fetch系列函数来获取数据：

1	ret = cur.fetchall()

对于第二种类型，使用commit来提交修改：

1	cnx.commit()

3.4 额外的sql语句知识

3.4.1 条件查询

使用where，可以根据条件查询得到对应的数据，如：查询用户名为“李四”的人的密码：

1	select password from usertable where username = "李四"

可以用and连接两个条件，如：查询用户名为“李四”同时年龄大于20的人的密码：

1	select password from usertable where username = "李四" and age > 20

3.4.2 使用数据库内置函数

数据库中有一些内置的函数，可以在sql语句中使用

count(): 统计查询结果的个数，如：select count(username) from usertable
max()、min(): 计算查找结果的最大、最小的一个返回，如：select max(age) from usertable
length(): 计算查找的字符长度，如：select username from usertable where length(username) < 6