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Python 新手之旅 V1.10 - 單元 7 - Python 有各式各類的開發應用



標準模組庫已經提供相當多的輪子,可是新技術一直冒出來,還有不同的偏好跟需求也很多,就有團隊依他們的情況做出他們需要的模組庫 (library) ,這些統稱為第三方模組庫 (third-party library) ,也就是非官方發展的模組庫。


像是網路應用的管理系統或維基引擎等等


名稱簡介
ERP5基於 Python 及 Zope 的開放原始碼企業資源計畫 (Enterprise Resource Planning, ERP) 。
GNU Mailman管理電子郵件列表。
MoinMoin建置 Wiki 網站的引擎。
Odoo開放原始碼的商業應用管理系統。
Planet用作聚合器 (feed aggregator) 。
Plone開放原始碼的內容管理系統 (content management system) 。

更多的是架站的框架 (framework) ,每種框架都有其獨到之處


名稱簡介
CherryPy物件導向式的架站框架。
Bottle輕量級架站框架。
DjangoMVC 模式的架站框架。
Flask輕量級架站框架。
Pylons輕量級架站框架。
Quixote架站框架。
Tornado輕量級架站框架。
TurboGearMVC 模式的架站框架。
web2pyMVC 模式的架站框架。
Zope伺服器架站軟體。

遊戲引擎或圖形處理相關


名稱簡介
Pygame連結到 SDL 的模組庫。
Panda3D3D 遊戲引擎。
Python Imaging Library圖像處理模組庫。
Python-Ogre連結到 OGRE 3D 的模組庫。
Soya3D3D 遊戲引擎。

使用者介面 (user interface) 也不少


名稱簡介
Kivy跨平台的自然使用者介面 (natural user interface, NUI) 。
PyGTK連結到 GTK 的模組庫。
PyQt連結到 Qt 的模組庫。
PySide連結到 Qt 的模組庫。
wxPython連結到 wxWidgets 的模組庫。

此外,各種科學應用也很多


名稱簡介
Astropy提供給天文學相關應用的模組。
Biopython提供給分子生物學相關應用的模組。
graph-tool提供給統計分析圖形的模組。
Pathomx提供給生物化學分析數據的模組。
NetworkX提供給研究複雜網路的模組。
SciPy提供做科學計算的模組。
scikit-learn提供給機器學習的模組。
scikit-image提供給圖形處理的模組。
SymPy提供給符號計算的模組。
TomoPy提供給斷層掃描顯影技術的模組。
Veusz提供給科學繪圖的模組。
VisTrails提供給工作流管理系統的模組。

以上僅整理出部分受歡迎的第三方模組庫,幾乎各方面的應用都有相對應的模組庫可供選用。


我們以 Kivy 為例,寫一個示範程式,先來複習一下怎麼做 GUI


  1. 決定版面 (layout) 編排模式。
  2. 決定放入哪些小工具 (widget) 。
  3. 設定小工具相關的事件 (event) 。

雖說 Kivy 強調他們是 NUI ,但其實先把 NUI 當 GUI 理解就行了。以下範例全部放在 Python 程式檔案 main.py


001from kivy.app import App
002from kivy.uix.boxlayout import BoxLayout
003from kivy.uix.button import Button
004from kivy.uix.label import Label
005
006class Demo(BoxLayout):
007    def __init__(self, **kwargs):
008        super(Demo, self).__init__(**kwargs)
009        self.count=0
010        self.orientation='vertical'
011
012        s1='Click Me!'
013        self.click=Button(text=s1)
014        self.click.on_press=self.do_something
015        self.add_widget(self.click)
016
017        s2='Something happened...'
018        self.display=Label(text=s2)
019        self.add_widget(self.display)
020
021    def do_something(self):
022        s1='You have clicked the button.'
023        s2='Click Me Again!'
024        s3='Something happened...'
025        s4='Click Me!'
026        if self.count % 2 == 0:
027            self.display.text=s1
028            self.click.text=s2
029        else:
030            self.display.text=s3
031            self.click.text=s4
032
033        self.count+=1
034
035class DemoApp(App):
036
037    def build(self):
038        return Demo()
039
040if __name__ == '__main__':
041    DemoApp().run()

類別 Demo 繼承自 BoxLayoutBoxLayout 就是盒狀式的版面編排,簡言之,版面是依平面盒子分布的,小工具就是放在盒子裡


006class Demo(BoxLayout):

建構子 (constructor) 的部分先看到屬性 orientation 設定成 'vertical' ,這意思是說 Demo 盒狀版面是縱向的


007def __init__(self, **kwargs):
008    super(Demo, self).__init__(**kwargs)
009    self.count=0
010    self.orientation='vertical'
011
012    s1='Click Me!'
013    self.click=Button(text=s1)
014    self.click.on_press=self.do_something
015    self.add_widget(self.click)
016
017    s2='Something happened...'
018    self.display=Label(text=s2)
019    self.add_widget(self.display)

接下來設定兩個小工具, ButtonLabel ,由於版面已經設定為縱向盒狀,因此 Button 會是從上而下第一個小工具, Label 則是第二個。此外 Buttonon_press 屬性設定為 do_something() 方法,因此按下按鈕就會執行 do_something()


do_something() 做的事情很簡單,就是替換 ButtonLabel 的文字。執行 Kivy 程式要在命令列打指令 kivy ,如下


$ kivy main.py

就會出現如下的視窗



點擊 Click Me! 後,如下



以上的方式跟使用 tkinter 一樣,都是完全用程式碼刻 GUI 出來。其實 Kivy 提供了設計 GUI 外觀的彈性,像是設計 GUI 外觀的部分可以用 Kv 設計語言來完成,這也是說把 MVC 模式中的 V 交給 Kv 檔案,至於 Kv 檔案的副檔名則是 .kv


我們將以上 main.py 中的 GUI ,改以 Kv 語言寫在以下的 demo.kv 檔案中


001#:kivy 1.9.0
002
003<Demo>:
004    display: display
005    click: click_me
006
007    BoxLayout:
008        size: root.size
009        pos: root.pos
010        orientation: 'vertical'
011        padding: 20
012
013        Button:
014            id: click_me
015            text: 'Click Me!'
016            on_press: root.do_something()
017
018        Label:
019            id: display
020            text: 'Something happened...'

Kv 語言是用標記的方式對應到 Demo 類別,先用 <Demo> 指定類別為 Demo ,然後用跟 Python 檔案一樣的縮排, displayclick 對應到 Python 程式中的屬性,接下來是 BoxLayout ,除了增加設定 padding 外,就是一個 Button 接著一個 Label


接著將 main.py 修改如下


001from kivy.app import App
002from kivy.uix.widget import Widget
003from kivy.properties import ObjectProperty
004
005class Demo(Widget):
006    display = ObjectProperty()
007    click = ObjectProperty()
008
009    def __init__(self, **kwargs):
010        super(Demo, self).__init__(**kwargs)
011        self.count = 0
012
013    def do_something(self):
014        s1 = 'You have clicked the button.'
015        s2 = 'Click Me Again!'
016        s3 = 'Something happened...'
017        s4 = 'Click Me!'
018        if self.count % 2 == 0:
019            self.display.text = s1
020            self.click.text = s2
021        else:
022            self.display.text = s3
023            self.click.text = s4
024
025        self.count += 1
026
027class DemoApp(App):
028
029    def build(self):
030        return Demo()
031
032if __name__ == '__main__':
033    DemoApp().run()

注意到 Demo 改成繼承 Widget


005class Demo(Widget):

displayclick 兩個屬性改由 ObjectProperty() 取得


006display = ObjectProperty()
007click = ObjectProperty()

基本上 Kv 檔案的檔名要跟 Python 程式的類別名稱相同,如此例的類別名稱為 Demo , Kv 檔案的檔名為 demo.kv ,這樣 Kivy 就會自動尋找相同資料夾是否有跟類別名稱相同的 Kv 檔案,如果有,就會自動載入當作 MVC 模式中的 V ,至於 Python 檔案就是 C 。


這個範例很簡單,沒有用到 M ,如果需要用到資料處理的 M ,那會是另一個 Python 程式檔案,用 import 載入到 main.py 內就行了。

重新執行,結果如下



相較 tkinter , Kivy 的優勢是可以輸出成 Android 跟 iOS 的 App ,這點 tkinter 就沒辦法了說。


the end


Python 新手之旅 V1.10 (Google Play)

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