類別與 PyQt 的使用

學習內容

1. 使用 Python Class 的基本用法。
2. 了解 __name__ == '__main__' 的用法。
3. 用 PyQt6 建立基本主視窗。
4. 添加計數功能。

教學錄影

class 的用法

在 Python 中，class 是用來定義類別 (Class) 的關鍵字，類別是物件導向編程 (Object-Oriented Programming, OOP) 中的一個基礎概念。類別是對現實世界事物的抽象，可以包含變數（稱為屬性）和函式（稱為方法）。

語法：

class ClassName:
    # 屬性（變數）
    # 方法（函式）

__init__ 與 self

__init__ 是用來初始化物件的方法，只要宣告物件變數，就會將類別具象化為實例 (instance) 並自動執行 __init__ 方法。一般來說，__init__ 是類別的初始化方法 (initializer)，用來設定物件的初始屬性。

在類別的使用中，會經常看到 self 這個關鍵字，一般來說，self 是用來指代類別實例 (instance) 本身的參考，它並不是一個保留字，但是一個強烈建議的命名約定，用來在類別的定義中訪問屬性或方法。

每次呼叫類別中的方法時，Python 會自動將呼叫該方法的物件作為第一個參數傳遞給方法，這個參數通常命名為 self。透過 self，可以訪問和修改物件的屬性，或者呼叫該物件內部的方法。

範例：

class Dog:
    # 屬性
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name  # 屬性
        self.age = age    # 屬性

    # 方法
    def intro(self):
        print(f"{self.name} is {self.age} years old!")

# 創建物件
dog1 = Dog("Buddy", 3)
dog1.intro()  # 輸出：Buddy is 3 years old!
dog2 = Dog("Candy", 5)
dog2.intro()  # 輸出：Candy is 5 years old!

• class Dog: 定義類別 Dog。
• 當我們創建 Dog 類別的實例 dog1 和 dog2 時，__init__ 方法會自動被呼叫。
• __init__ 是類別的初始化方法，通常用來初始化物件的屬性。
• self 是指物件本身（即類別的實例），用來訪問屬性和方法。
• 在 __init__ 中，我們使用 self.name 和 self.age 設置個別物件的屬性。

__name__ == '__main__' 的用法

__name__ == '__main__' 是一個用來判斷 Python 檔案是否被直接執行的條件。當一個 Python 檔案被直接執行時，__name__ 的值為 '__main__'；而當這個檔案作為模組被導入到其他檔案時，__name__ 的值是模組的名稱。假設我們寫了一個檔案 todo.py，最後有一段內容如下：

if __name__ == "__main__":
    # Code Block

當我們用 Python 執行這個檔案時 (python todo.py)，上面的 Code Block 區段會被執行。但如果是其他檔引入這個檔案 (import todo) 作為模組使用，則 Code Block 區段不會被執行（因為 __name__ 不會等於 '__main__'）。

為什麼要使用 if __name__ == '__main__'？

這個語句經常用於 模組測試：你可以在檔案中寫一些測試用的程式碼，用來驗證模組的功能，而當此檔案被導入作為其他程式的模組時，則不會執行這些程式碼。

PyQt6 程式碼範例

import sys
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QLabel, QPushButton
from PyQt6.QtWidgets import QVBoxLayout, QWidget

class MainWindow(QWidget):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setWindowTitle("PyQt6 基本 GUI")
        self.resize(400, 300)

        # 建立標籤與按鈕
        self.label = QLabel("按下按鈕開始計數！", self)
        self.button = QPushButton("點擊我", self)

        # 計數變數
        self.counter = 0

        # 設定佈局
        layout = QVBoxLayout()
        layout.addWidget(self.label)
        layout.addWidget(self.button)
        self.setLayout(layout)

        # 連接按鈕點擊事件
        self.button.clicked.connect(self.increment_counter)

    def increment_counter(self):
        self.counter += 1
        self.label.setText(f"按鈕已被點擊 {self.counter} 次！")

# 主程式入口
if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    window = MainWindow()
    window.show()
    sys.exit(app.exec())

程式碼講解

1. 模組導入

import sys
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QLabel, QPushButton
from PyQt6.QtWidgets import QVBoxLayout, QWidget

• sys：用於處理系統參數，例如 sys.argv，以便 PyQt6 能接受命令列參數。
• QApplication：PyQt6 應用程式的基類，用於管理事件迴圈。
• QLabel：顯示文字的標籤元件。
• QPushButton：按鈕元件，用來接收用戶點擊操作。
• QVBoxLayout：垂直佈局管理器，用於排列元件。
• QWidget：所有視窗元件的基類。

2. 定義主視窗類別

class MainWindow(QWidget):
    def __init__(self):
        super().__init__()

• class MainWindow(QWidget):

  • 定義一個名為 MainWindow 的類別，繼承自 QWidget，作為主視窗。

• __init__

  • 初始化方法，當創建 MainWindow 的實例時會自動呼叫。super().__init__() 確保父類的初始化邏輯被執行。

3. 視窗屬性與元件初始化

self.setWindowTitle("PyQt6 基本 GUI")
self.resize(400, 300)

• setWindowTitle()：設定視窗的標題為 "PyQt6 基本 GUI"。
• resize()：設定視窗的初始大小為 400x300 像素。

建立元件

self.label = QLabel("按下按鈕開始計數！", self)
self.button = QPushButton("點擊我", self)

• QLabel

  • self.label = QLabel("按下按鈕開始計數！", self) 創建一個標籤，顯示初始文字 "按下按鈕開始計數！"。

• QPushButton

  • self.button = QPushButton("點擊我", self) 創建一個按鈕，顯示文字 "點擊我"。

4. 計數變數與佈局

self.counter = 0

• self.counter
  • 計數變數，用來記錄按鈕點擊的次數，初始值為 0。

layout = QVBoxLayout()
layout.addWidget(self.label)
layout.addWidget(self.button)
self.setLayout(layout)

• QVBoxLayout
  • 垂直佈局管理器，用來按順序排列標籤與按鈕。
  • layout.addWidget(self.label)：將標籤添加到佈局中。
  • layout.addWidget(self.button)：將按鈕添加到佈局中。
  • self.setLayout(layout)：將此佈局應用到主視窗。

5. 按鈕點擊事件處理

self.button.clicked.connect(self.increment_counter)

• clicked.connect()
  • 將按鈕的點擊事件連接到方法 increment_counter。
  • 當按鈕被點擊時，會自動執行 self.increment_counter。

6. 按鈕事件邏輯

def increment_counter(self):
    self.counter += 1
    self.label.setText(f"按鈕已被點擊 {self.counter} 次！")

• self.counter += 1

  • 每次按鈕被點擊時，計數器 self.counter 增加 1。

• self.label.setText()

  • 更新標籤的文字，顯示點擊的次數，例如 "按鈕已被點擊 5 次！"。

7. 主程式入口

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    window = MainWindow()
    window.show()
    sys.exit(app.exec())

• if __name__ == "__main__":

  • 確保程式僅在直接執行時執行此段代碼，當作為模組導入時不執行。

• QApplication(sys.argv)

  • 創建應用程式物件 app，負責管理事件迴圈。

• MainWindow()

  • 創建主視窗的實例 window。

• window.show()

  • 顯示主視窗。

• sys.exit(app.exec())

  • 啟動事件迴圈，讓應用程式進入等待與處理用戶事件的狀態。
  • sys.exit() 確保程式在事件迴圈結束時正常退出。

練習

1. 當計數超過 10 時，顯示提示「點擊次數超過 10！」。
2. 添加一個「重置」按鈕，點擊後計數歸零並恢復初始狀態。