PyQt5 - 胶囊状的进度条

当我们需要在Python窗口中添加进度条来表示某个任务的进度时，胶囊状的进度条是一种非常好用的形式。它的外观简洁而大方，而且在使用的过程中能够很好地展示进度的变化，使用户可以更加直观的了解任务的进展情况。在这里，我们将借助PyQt5提供的胶囊状进度条控件来实现这个功能。

详细步骤如下：

步骤1：安装PyQt5模块

在使用PyQt5之前，必须先安装此模块。可以使用pip包管理器来进行安装。

打开终端或命令行窗口，并输入以下命令即可完成安装：

pip install pyqt5

步骤2：导入PyQt5相关模块

完成PyQt5安装后，现在需要在Python代码中导入相关模块以便使用。我们需要导入的主要模块是：

from PyQt5.QtGui import QIcon
from PyQt5.QtCore import Qt, QThread, pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QProgressBar, QPushButton

其中，QProgressBar控件是胶囊状进度条的核心控件，QPushButton控件则用于触发进度条的更新操作。

步骤3：创建主窗口对象

在使用PyQt5的过程中，我们需要先创建一个主窗口对象，以便在其中添加各种控件，并进行布局设置。

class MainWindow(QMainWindow):

    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.initUI()

    def initUI(self):
        self.setGeometry(300, 300, 300, 200)
        self.setWindowTitle('Capsule Progress Bar')

        # 创建进度条控件
        self.progress = QProgressBar(self)
        self.progress.setGeometry(50, 50, 200, 25)
        self.progress.setValue(0)

        # 创建按钮控件
        self.btn = QPushButton('Start', self)
        self.btn.setGeometry(100, 100, 100, 25)
        self.btn.clicked.connect(self.runTask)

    def runTask(self):
        pass

在上述代码中，我们首先创建了一个MainWindow类，继承自QMainWindow。在initUI()函数中，我们先使用setGeometry()函数设置了窗口的初始位置和大小，然后在窗口中添加了进度条和按钮控件。需要注意的是，在添加进度条控件时，我们需要设置其初始值为0，这样进度条才能展示出进度的变化情况。

此外，在添加按钮控件时，我们还通过clicked信号连接了一个名为runTask()的函数。这个函数将用于处理按钮点击事件，并在其中实现更新进度条进度的操作。

步骤4：创建后台任务线程

在PyQt5中，我们需要使用QThread类来创建后台任务线程，以便在其中执行比较耗时的任务，并在执行过程中更新进度条的进度。

class TaskThread(QThread):

    signal = pyqtSignal(int)

    def run(self):
        for i in range(101):
            self.signal.emit(i)
            self.msleep(50)

在上述代码中，我们创建了一个TaskThread类，继承自QThread类。在这个类中，我们定义了一个名为signal的信号，用于在线程执行过程中更新进度条的进度。

在run()函数中，我们模拟了一个耗时的任务，并在其中使用signal信号来实现对进度条的更新操作。需要注意的是，在每次更新进度条的进度后，线程中需要使程序休眠50毫秒，以便能够在界面上展示出进度条的变化。

步骤5：创建按钮点击事件处理函数

既然我们已经定义了线程类和主窗口类，那么现在就可以创建按钮的点击事件处理函数了。在这个函数中，我们需要创建一个TaskThread对象，启动线程执行耗时任务，并在执行过程中将进度条的进度更新到界面上。

def runTask(self):
    self.btn.setEnabled(False)

    # 创建任务线程对象
    thread = TaskThread()
    thread.signal.connect(self.progress.setValue)
    thread.finished.connect(self.threadFinished)

    # 启动后台耗时任务线程
    thread.start()

def threadFinished(self):
    self.btn.setEnabled(True)

在上述代码中，我们首先将按钮的状态设置为不可用，以免多次点击导致程序出现异常。然后创建了一个TaskThread对象，并通过connect()函数将signal信号连接到进度条的setValue()函数上。这样，当线程中更新进度条的进度时，进度条就会自动更新到界面上。

另外，在创建TaskThread对象后，我们还使用finished信号将线程的执行完成与一个名为threadFinished()的函数连接起来。在这个函数中，我们将按钮的状态设置为可用，以便用户可以继续进行下一次操作。

示例1：实现简单进度条更新

下面是一个简单的示例，展示了如何使用PyQt5的胶囊状进度条来展示图像处理的进度：

from PyQt5.QtGui import QIcon
from PyQt5.QtCore import Qt, QThread, pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QProgressBar, QPushButton

class MainWindow(QMainWindow):

    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.initUI()

    def initUI(self):
        self.setGeometry(300, 300, 300, 200)
        self.setWindowTitle('Capsule Progress Bar')

        # 创建进度条控件
        self.progress = QProgressBar(self)
        self.progress.setGeometry(50, 50, 200, 25)
        self.progress.setValue(0)

        # 创建按钮控件
        self.btn = QPushButton('Start', self)
        self.btn.setGeometry(100, 100, 100, 25)
        self.btn.clicked.connect(self.runTask)

    def runTask(self):
        self.btn.setEnabled(False)

        # 创建任务线程对象
        thread = TaskThread()
        thread.signal.connect(self.progress.setValue)
        thread.finished.connect(self.threadFinished)

        # 启动后台耗时任务线程
        thread.start()

    def threadFinished(self):
        self.btn.setEnabled(True)


class TaskThread(QThread):

    signal = pyqtSignal(int)

    def run(self):
        for i in range(101):
            self.signal.emit(i)
            self.msleep(50)


if __name__ == '__main__':
    app = QApplication([])
    window = MainWindow()
    window.show()
    app.exec_()

在这个示例中，我们首先创建了一个MainWindow类，并在其中添加了胶囊状进度条控件和一个按钮控件。要更新进度条进度时，我们创建了TaskThread类并使用signal信号来通知主线程更新进度条的值。最终，在程序执行过程中点击按钮，进度条就会进行一次简单的更新操作。

示例2：实现复杂任务进度展示

在很多的应用场景中，涉及到的耗时任务往往比较复杂，需要很长的时间来完成。这时，我们就需要在进度条上展示更加复杂的信息，以便用户更好地了解任务的执行进度。下面是一个示例，展示了如何使用胶囊状进度条控件来展示图像处理的进度：

from PyQt5.QtGui import QIcon
from PyQt5.QtCore import Qt, QThread, pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QProgressBar, QLabel, QVBoxLayout, QWidget, QPushButton


class MainWindow(QMainWindow):

    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.initUI()

    def initUI(self):
        self.setGeometry(300, 300, 300, 200)
        self.setWindowTitle('Capsule Progress Bar')

        # 创建进度条控件
        self.progress = QProgressBar(self)
        self.progress.setGeometry(50, 50, 200, 25)
        self.progress.setValue(0)

        # 创建标签控件
        self.label = QLabel(self)
        self.label.setGeometry(50, 80, 200, 20)
        self.label.setAlignment(Qt.AlignCenter)
        self.label.setText('Task not started')

        # 创建按钮控件
        self.btn = QPushButton('Start', self)
        self.btn.setGeometry(100, 120, 100, 25)
        self.btn.clicked.connect(self.runTask)

    def runTask(self):
        self.btn.setEnabled(False)

        # 创建任务线程对象
        thread = TaskThread()
        thread.progressSig.connect(self.updateProgress)
        thread.msgSig.connect(self.updateMsg)
        thread.finished.connect(self.threadFinished)

        # 启动后台耗时任务线程
        thread.start()

    def updateProgress(self, value):
        self.progress.setValue(value)

    def updateMsg(self, msg):
        self.label.setText(msg)

    def threadFinished(self):
        self.btn.setEnabled(True)


class TaskThread(QThread):

    progressSig = pyqtSignal(int)
    msgSig = pyqtSignal(str)

    def run(self):
        self.msgSig.emit('Loading Image...')
        self.doLoadImage()

        self.msgSig.emit('Cropping Image...')
        self.doCropImage()

        self.msgSig.emit('Applying Filters...')
        self.doApplyFilters()

        self.msgSig.emit('Saving Image...')
        self.doSaveImage()

    def doLoadImage(self):
        for i in range(101):
            self.progressSig.emit(i)
            self.msleep(10)

    def doCropImage(self):
        for i in range(101):
            self.progressSig.emit(i + 100)
            self.msleep(10)

    def doApplyFilters(self):
        for i in range(101):
            self.progressSig.emit(i + 200)
            self.msleep(10)

    def doSaveImage(self):
        for i in range(101):
            self.progressSig.emit(i + 300)
            self.msleep(10)


if __name__ == '__main__':
    app = QApplication([])
    window = MainWindow()
    window.show()
    app.exec_()

在这个示例中，我们创建了一个MainWindow类，并在其中添加了胶囊状进度条控件、标签控件和一个按钮控件。相比之前的示例，这个版本在更新进度条进度的同时，还在标签控件中展示了当前任务的执行状态，使用户能够更好地了解整个任务的进展情况。

要实现这个复杂任务的进度展示，我们在TaskThread类中定义了四个名为doLoadImage()、doCropImage()、doApplyFilters()、doSaveImage()的函数，分别用于执行不同的任务操作。在运行的过程中，我们通过信号的方式将执行进度通知到主线程，以便完成进度条和标签上的更新操作。最终，在程序运行过程中点击按钮，进度条和标签就会进行一次完整的更新操作。

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