guidata库使用手记：快速定制科学计算程序的图形界面

Rainyboy

和大多数的Python库一样，guidata有自己的技术支持页面和实例完善的帮助文档，然而文档毕竟是死的，只有使用起来更能体会其中的奇技淫巧。
完整文档：http://packages.python.org/guidata/

概述（译自 guidata documentation/overview）
对于科学计算软件的开发，从最基本的模块直至最复杂的应用程序，开发者都需要灵活地方便地操纵数据（例如，数据处理时输入的参数）。这些数据由多种类型组成：实数（如一些物理量），整数（如数组的索引），字符串（如文件名），布尔值（如某个选项的开关）等等。大多数时候，这类软件需满足如下需求：
1）允许用户在图形界面上输入每一个参数的值，即通过一些控件来对应特定数据类型的输入（例如，一个单选框/一组复选框对应于单选或复选操作）

2）输入的数据必须在程序中由于之对应的方式储存（例如，对于单元数据的储存，难道不应当储存选项的说明字符串和整个选择列表的索引么？）

3）该储存方式同时应当易于使用（例如，在后续的数据处理中易于访问）

4）通过图形界面向用户展示参数的设置，同样，需要使用与数据相对应控件


一个例子：选择指定的实验数据进行对比
需求：
1）用户在图形界面上选择要进行对比的数据组（多选）
2）根据用户的选择绘出指定的实验数据曲线（这一部分工作有Matplotlab完成）
3）当用户完成选择后回显以确认

完整的代码见附件，这里需要说明的是上述需求1）和3）的实现全在函数editFromGUI(fnameList)中：

1. def editFromGUI(fnameList):
   
2.     #_app = guidata.qapplication()
   
3.     class ParameterUGI(dt.DataSet):
   
4.         choice = di.MultipleChoiceItem("Select files to plot", fnameList)
   
5.     param = ParameterUGI()
   
6.     while(True):
   
7.         param.edit()
   
8.         if len(param.choice)!=0:
   
9.             break
   
10.     param.view()
    
11.     return param.choice

复制代码

参照文档这个函数并不难理解，那么guidata是如何体现“储存的数据易于使用”的呢？见函数main():

1. def main():
   
2.     _app = guidata.qapplication()
   
3.     fnameList = ['OnAxis_R.txt','OnAxis_Z.txt','OnBox_Box.txt',
   
4.                  'OnGear_1.txt','OnGear_2.txt']
   
5.     colorList = ['blue','green','black','red','purple']
   
6.     markerList = [None,'x','o','+','_']
   
7.     lineList = [[],[]]
   
8.     labelList = []
   
9.     l = editFromGUI(fnameList)
   
10.     initPlot()
    
11.     for i in l:
    
12.         line1,line2=PlotSingleFile(fnameList[i],colorList[i],markerList[i])
    
13.         lineList[0].append(line1)
    
14.         lineList[1].append(line2)
    
15.         labelList.append(fnameList[i])
    
16.     plt.figure(1)
    
17.     plt.subplot(2,1,1)
    
18.     plt.legend(lineList[0],labelList,5)
    
19.     plt.subplot(2,1,2)
    
20.     plt.legend(lineList[0],labelList,5)
    
21.     plt.show()
    
22.     _app.exec_()

复制代码

其中，l = editFromGUI(fnameList) 说明 l 引用的正是在函数 editFromGUI中定义param.choice的，显然，这是一个类型为di.MultipleChoiceItem的对象。而在main()函数中，完成对editFromGUI调用后，出现了 for i in l: ，这意味着l同时具有了可遍历的功能（即，l具有list对象对具有的基本访问功能），在这里完全可以当作一个list使用，这正是概述中“3）该储存方式同时应当易于使用”的完美体现！

这个例子运行起来时，会先展示这样一个窗口：



可以选择几项：



点击确定，出现这个窗口：



点击确定后，根据所选读取文件数据并绘制图形：




奇技淫巧：如何让你的对象表现得像个具有特性功能的list
    （当然，这里对象的意思是instance，不是marriage partner）

1. class rainyboy:
   
2.     __index = -1
   
3.     def __init__(self,a,b):
   
4.         self.list = range(a,b,2)
   
5.     def __getitem__(self,key):
   
6.         return self.list[key]
   
7.     def __str__(self):
   
8.         return repr(self.list)
   
9.     def __len__(self):
   
10.         return len(self.list)
    
11.     def __call__(self):
    
12.         return 'rainyboy'
    
13.     def __iter__(self):
    
14.         return iter(self.list)
    
15.         return self
    
16.     def next(self):
    
17.         self.__index = self.__index + 1
    
18.         if self.__index == len(self):
    
19.             raise StopIteration
    
20.         return self.list[self.__index]

复制代码

对于上面这个类，执行这样的代码：

1. if __name__ == '__main__':
   
2.     c = rainyboy(1,20)
   
3.     print c,c[0],c[1],len(c)
   
4.     print c()
   
5.     for i in c:
   
6.         print i

复制代码

会输出：

[1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19] 1 3 10
rainyboy
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19


怎么样？C是一个Rainyboy类的对象，C可以像list那样被整个print出来，也可以单独按索引值访问，还可以返回数据的长度，还可以像函数那样被调用，甚至可以迭代访问！这些功能得益于重写或定义了如下函数：
可以像list那样被print出来： __str__
可以按索引值访问：__getitem__
可以求得数据区的长度：__len__
可以像函数那样被调用：__call__
可以迭代访问：__iter__ , next

使用感受
    正如guidata在review中所言，这确实是一款适合为科学计算定制数据输入界面的库类——使用该库类的人只需要关注很少量的图形界面知识，甚至没有定义任何的消息-响应映射。布局（layout）是图形界面设计中很重要的一环，在guidata中甚至也不用刻意设置——前提是你接受它默认的样子。当然，布局是可以设置的，更多的例子可以运行它的示例：

1. from guidata import tests
   
2. tests.run()

复制代码

smtmobly

你真是一个执着的人

Rainyboy

回复 2 # smtmobly 的帖子

见笑了，边用边学而已。。。
好久没见你出现了，近况如何？

smtmobly

开学了，最近挺好，谢谢哈！有空我常来看的，但是python好久不用了

c39850477

挺好，谢谢哈！