Python自学笔记——利用Eric+Qt Designer编写倒计时时钟

【前言】前几日通过编写命令行通讯录，掌握了Python的基本语法结构，于是开始向更高水平冲击，利用Eric与Qt Designer 编写一个带界面的小程序。本次实操中也确实遇到了不少问题，通过学习也都解决了，达到了学习进步的目的。
【吐槽】写博客比编程序难多了，程序写了一下午，博客写了一整天，这么费力的写出来，希望可以帮助到一些刚开始学习Python的朋友。由于我不是科班出身，编程纯属业余爱好，所以也是一边学一边编的，有不足的地方还请批评指正。

1.目标

编写一个倒计时时钟程序，用饼图的形式显示一天、一周、一个月以及一年已经过了多少时间还剩多少时间，用于提醒人珍惜时间。

2.实现方法

由于准库time模块不能继承，创建一个新的时间的类，使用标准库time模块来进行时间的相关操作。
使用Eric与Qt Designer开发
使用matplotlib的pie函数绘制饼图

3.菜鸟难点

对time模块不熟悉，不知如何使用。
Qt Designer的使用。
Qt中添加matplotlib组件窗口。

3.1 time模块

time 模块提供了一些处理日期和一天内时间的函数。它是建立在 C 运行时库的简单封装。
给定的日期和时间可以被表示为浮点型（从参考时间, 通常是 1970.1.1 到现在经过的秒数，即 Unix 格式），或者一个表示时间的 struct （类元组）。

方法

3.1.1 time()

返回从1970.1.1 到现在经过的秒数

>>> import time
>>> time.time()
1471794516.136771

3.1.2 localtime()

返回元组形式的时间，

>>> import time
>>> time.localtime()
time.struct_time(tm_year=2016, tm_mon=8, tm_mday=21, tm_hour=23, tm_min=49, tm_sec=57, tm_wday=6, tm_yday=234, tm_isdst=0)

名称	含义
tm_year	年
tm_mon	月
tm_mday	日
tm_hour	时
tm_min	分
tm_sec	秒
tm_wday	周几（0-6）
tm_yday	一年中的第几天
tm_isdst	-1代表系统判断是否为夏时令 0代表非夏时令 1代表夏时令

3.1.3 ctime(）

返回字符串形式的时间

>>> import time
>>> time.ctime()
'Sun Aug 21 23:50:56 2016'

3.1.4 strptime()

将字符串形式的时间转换成元组形式的时间

符号	含义
%y	两位数年份（00-99 ）
%Y	四位数年份（000-9999 ）
%m	月份（01-12）
%d	日期 0-31
%H	24小时制小时数（ 0-23 ）
%I	12小时制小时数（ 01-12 ）
%M	分钟数（00-59）
%S	秒（00-59）
%a	本地星期简化名称
%A	本地星期完整名称
%b	本地月份简化名称
%B	本地月份完整名称
%c	本地相应的日期表示和时间表示
%j	年内的第几天（001-366）
%p	本地A.M.或 P.M.
%U	一年中的星期数（00-53），星期天为星期的开始
%w	星期（0-6），星期天为星期的开始
%W	一年中的星期数（00-53），星期一为星期的开始
%x	本地相应的日期表示
%X	本地相应的时间表示
%Z	当前时区名称
%%	%号

>>> import time
>>> time.strptime('20160821','%Y%m%d')
time.struct_time(tm_year=2016, tm_mon=8, tm_mday=21, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=6, tm_yday=234, tm_isdst=-1)

3.1.5 strftime()

将元组形式的字符串按照指定格式转换成字符串形式

>>> import time
>>> time.strftime('%Y%m%d',(2016,8,21,0,0,0,6,234,0))
'20160821'

3.1.6 mktime()

讲元组形式的时间转换成从19700101累计的秒数

>>> import time
>>> time.mktime((2016,8,21,0,0,0,6,234,0))
1471708800.0

3.2 Eirc与Qt Designer的使用

本部分结合项目编写一起讲解。

3.3Qt中添加matplotlib组件窗口

在Qt中添加matplotlib组件窗口需要创建一个新的类mplwidget，在这个类中创建matplotlib的画布，然后在Qt designer中添加一个普通的Widget，然后将这个widget提升为我们所建的类mplwidget。

4.项目编写

4.1 创建项目

打开Eric，单击菜单栏【项目】-【新建】
输入“项目名称”，选择“项目文件夹”，点击【OK】

4.2创建窗体
在Eric“项目浏览器”的“窗体”中，单击右键，选择【新建窗体】
选择窗体类型“主窗口”，点击【OK】
输入窗体文件名，点击【Save】
在项目浏览器中，右键点击新建的.ui窗体文件，选择【在Qt设计师中打开】
打开Qt Designer后，会有几个基本的窗口，你自己的窗口“MainWindow”、“窗口部件盒”、“对象查看器”、“属性编辑器”，其他的窗口可从菜单栏“视图”窗口选择。
拖拽“MainWindows”设置窗口的初始大小
从“窗口部件盒”拖4个Widget到“MainWindow”
在“MainWindow”4个Widget以外的地方单击右键，选择【布局】-【水平布局】
在一个Widget上单击右键，选择【提升为】
在“提升的类名称”中输入要创建的自定义的widget类名称，点击【添加】
选中“提升的类”中新建的那个类，点击【提升】
选中Widget组件，在右侧的“属性编辑器”中将objectName改为mpl···Widget
保存文件，退出Qt Designer。
右击Eric“项目浏览器”中的.ui窗体文件，选择【编译窗体】，生成文件Ui_countdownmainwindow.py
打开生成的文件，将from mplpiewidget import MplPieWidget 剪切至class Ui_MainWindow(object):上面，保存文件。

4.4 自定义Widget类的编写

单击Eric工具栏新建按钮，创建一个空白文档，保存为名为‘mplpiewidget.py’的文件。
伪代码

# 导入PyQt5的图形界面组件模块QtGui,非图形类模块QtCore,基础界面控件模块QtWidgets,
# 导入matplotlib库中qt5后端，用于实现在qt5的组件里绘制matplotlib图像。
# 导入matplotlib的figure模块，figure模块包含所有画图的元素。
# 创建matplotlib的画布类MplCanvas，继承于qt5agg的figurecanvas
    #初始化
        #创建figure,Axis
        #超类初始化
        #将widget设置成expandable，随窗口变化
        #系统更新widget设置
#创建自定义widget类MplPieWidget,继承于QtWidget.QWidget
    #初始化
        #超类初始化
        #创建MplCanvas实例画布
        #创建垂直布局的容器
        #在容器中添加画布
        #设置垂直布局生效

编写代码

# 导入PyQt5的图形界面组件模块QtGui,非图形类模块QtCore,基础界面控件模块QtWidgets,
from PyQt5 import QtGui, QtCore, QtWidgets
# 导入matplotlib库中qt5后端，用于实现在qt5的组件里绘制matplotlib图像。
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
# 导入matplotlib的figure模块，figure模块包含所有画图的元素。
from matplotlib.figure import Figure

# 创建matplotlib的画布类MplCanvas，继承于qt5agg的figurecanvas
class MplCanvas(FigureCanvas):

    #初始化
    def __init__(self):
        #创建figure,Axis
        self.fig= Figure()
        self.ax= self.fig.add_subplot(111)
        #超类初始化
        FigureCanvas.__init__(self,self.fig)
        #将widget设置成expandable，随窗口变化
        FigureCanvas.setSizePolicy(self,\
            QtWidgets.QSizePolicy.Expanding,\
            QtWidgets.QSizePolicy.Expanding)
        #系统更新widget设置
        FigureCanvas.updateGeometry(self)

#创建自定义widget类MplPieWidget,继承于QtWidget.QWidget
class MplPieWidget(QtWidgets.QWidget):

    #初始化
    def __init__(self, parent= None):
        #超类初始化
        QtWidgets.QWidget.__init__(self,parent)
        #创建MplCanvas实例画布
        self.canvas= MplCanvas()
        #创建垂直布局的容器
        self.vbl= QtWidgets.QVBoxLayout()
        #在容器中添加画布
        self.vbl.addWidget(self.canvas)
        #设置垂直布局生效
        self.setLayout(self.vbl)

4.4 Time类编写

单击Eric工具栏新建按钮，创建一个空白文档，保存为名为‘mytime.py’的文件。
伪代码

#导入time模块
#创建Time类
    #获取现在的年、月、日、时、分、秒、星期以及今天是今年的第几天
    #将值赋给year,month,day,hour,minute,second,weekday,yearday

    #创建一个方法，根据是不是闰年返回今年的总天数
        #if year能够被400整除：
            #天数为366
        #elif year能被100整除：
            #天数为365
        #elif year能被4整除：
            #天数为366
        #else：
            #天数为365
        #返回天数
    #创建本年天数变量daysOfYear

    #创建一个方法，返回本月天数
        #if month是1，3，5，7，8，10，12月：
            #天数为31
        #elif month是4，6，9，11月：
            #天数是30
        #elif 今年是闰年：
            #天数为29
        #else：
            #天数为28
        #返回天数

    #创建本月天数变量daysOfMonth

    #创建一个方法，将字符串形式时间转换成时间戳
        #将year,month,day转换成字符串连在一起
        #将时间戳形式时间返回

    #将今天的时间（时分秒）换算成秒数

编写代码

#导入time模块
import time

#创建Time类
class Time(object):

    #获取现在的年、月、日、时、分、秒、星期以及今天是今年的第几天
    #将值赋给year,month,day,hour,minute,second,weekday,yearday
    localTime= time.localtime()
    year,month,day,hour,minute,second,weekday,yearday= localTime[0:-1]

    #创建一个方法，根据是不是闰年返回今年的总天数
    def totalDaysOfYear(year):
        #if year能够被400整除：
        if year% 400== 0:
            #天数为366
            totalDays= 366
        #elif year能被100整除：
        elif year% 100== 0:
            #天数为365
            totalDays= 365
        #elif year能被4整除：
        elif year% 4== 0:
            #天数为366
            totalDays= 366
        #else：
        else:
            #天数为365
            totalDays= 365
        #返回天数
        return totalDays

    #创建本年天数变量daysOfYear
    daysOfYear= totalDaysOfYear(year)

    #创建一个方法，返回本月天数
    def totalDaysOfMonth(month):
        #if month是1，3，5，7，8，10，12月：
        if month in [1,3,5,7,8,10,12]:
            #天数为31
            totalDays= 31
        #elif month是4，6，9，11月：
        elif month in [4,6,9,11]:
            #天数是30
            totalDays= 30
        #elif 今年是闰年：
        elif self.daysOfYear== 366:
            #天数为29
            totalDays= 29
        #else：
        else:
            #天数为28
            totalDays= 28
        #返回天数
        return totalDays

    #创建本月天数变量daysOfMonth
    daysOfMonth= totalDaysOfMonth(month)

    #创建一个方法，将字符串形式时间转换成时间戳
    def transformTime(year,month,day):
        #将year,month,day转换成字符串连在一起
        nowtime= str(year)+ '-'+ str(month)+ '-'+ str(day)
        #将时间戳形式时间返回
        return time.mktime(time.strptime(nowtime,'%Y-%m-%d'))

    #将今天的时间（时分秒）换算成秒数
    secondsOfTheDay= time.time()- transformTime(year,month,day)

4.5 主程序编写

1.Eric“项目浏览器”右击.ui文件选择【生成对话框代码】
Python自学札记——利用Eric+Qt Designer编写倒计时时钟
2.选择【新建】类名

3.单击【OK】，项目中生成名为countdownmainwindow.py的文件

4.编辑countdownmainwindow.py

将from .Ui_countdownmainwindow import Ui_MainWindow改为from Ui_countdownmainwindow import Ui_MainWindow
导入我们写的Time类
from mytime import Time
创建一个绘制饼图的方法
``` Python
def plotPie(self,widget,list,colors):
widget.canvas.ax.clear()
widget.canvas.ax.pie(list,explode= None, labels= None, colors= colors, \
labeldistance= 1.1, autopct= None,shadow= False, \
startangle= 90, pctdistance= 0.6)
widget.canvas.draw()

- 创建列表，用于绘制饼图及设置饼图颜色

#创建年列表=[今年剩余天数，已过天数]
yearList= [Time.daysOfYear- Time.yearday, Time.yearday]
yearColorsList= ['blue','gray']
#创建月列表=[本月剩余天数，已过天数]
monthList= [Time.daysOfMonth- Time.day, Time.day]
monthColorsList= ['blue','gray']
#创建周列表=[本周剩余天数，已过天数]
weekList= [6-Time.weekday, Time.weekday+1]
weekColorsList= ['blue','gray']
#创建日列表-[本天剩余秒数，已过秒数]
dayList= [24*60*60- Time.secondsOfTheDay, Time.secondsOfTheDay]
dayColorsList= ['blue','gray']

```

在__init__方法中添加绘制饼图的方法

    def __init__(self, parent=None):
        """
        Constructor
        
        @param parent reference to the parent widget
        @type QWidget
        """
        super(MainWindow, self).__init__(parent)
        self.setupUi(self)
        self.plotPie(self.mplYearWidget,ListOfPie.yearList,['blue','gray'])
        self.plotPie(self.mplMonthWidget,ListOfPie.monthList,['blue','gray'])
        self.plotPie(self.mplWeekWidget,ListOfPie.weekList,['blue','gray'])
        self.plotPie(self.mplDayWidget,ListOfPie.dayList,['blue','gray'])

在最后添加如下代码，将主窗口显示出来。

if __name__ == '__main__':
import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication

app = QApplication(sys.argv)
mw = MainWindow()
mw.show()
sys.exit(app.exec_())

完整代码为：
``` Python

```

4.6 程序的调试与运行

F5键为调试程序
选中主程序调试，调试整个项目，如果没有错误直接运行
F2键为直接运行程序

5 程序演示

Python自学札记——利用Eric+Qt Designer编写倒计时时钟