Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

前言

又是半年时间过去了，终于有有时间摸鱼学一点python了。本次练习主要针对之前写过的自动打卡脚本，将其打包成exe文件，并加上UI界面。其实对于自动打卡这个功能来说，UI界面并不是必需品，加上了界面反而有些麻烦。

一、基于tkinter实现的UI设计

1.1 库的选择及思路

我比较熟悉的UI相关的库主要有easygui，tkinter，pyqt5这些。之前学习的时候尝试过easygui，pyqt感觉又过于复杂，所以本次打算以tkinter为基础来进行练习。

代码大体可以分为两部分，功能实现部分以及界面设置部分。实现功能的主要代码采用之前写过的自动打卡代码，因为加入了界面，因此要进行一定程度的改动，加入互交逻辑。而界面设计部分主要涉及到输入，按钮，位置布置等方面以及所需调用的功能函数。

1.2 定位方法的选用

先放一下第一版很丑的设计：

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计

其中，label，entry，button及其相应的功能使用起来还是比较简单的，麻烦的点就在于定位。

tkinter提供了三种定位方式：pack(),grid(),place()，具体的区别与应用网上都有，就不再赘述了，主要讲讲我的体会。

上图这个很丑的布局就是用grid()方法进行布置的。该方法类似于在一个隐形的excel表格上安排各个控件，每个控件分别占据第几行第几列，最终组成界面。

登录信息	分隔符
账号	输入框
密码	输入框

比如上图中左上角的登录信息就位于0行0列，而下方的账号就是1行0列，登录信息右侧的分割线则是0行1列，依此类推。

简单了解之后，以我粗浅的理解发现了几点问题：

每个单元格的大小尺寸很难去进行自定义，布置好控件之后，尺寸基本上是自动设置，不能随心所欲的设定每个格子内控件的大小。
它的单元格之间都是紧凑排列的，什么意思呢，比如在1行1列布置了控件，想要在3行1列布置另一个控件，中间空置一行是做不到的。这种情况下等同于布置在2行1列，会自动忽略未布置控件的行或列。这就有一种往一起堆的趋势，有点类似pack()的感觉。
回过头来看，也许先布置多个frame再分别在各个frame上进行布局能够解决控件对齐等问题（之后所用的pack()方法就是使用了多个frame进行布置）。

最终采用了最简单的pack()方法配合frame控件进行设计，网上说这种方式有点像堆积木，我觉得更像是华容道的棋盘，每一个控件的布局就像一颗棋子。值得一提的是，根据网上大佬分享的经验，不同布局方式之间不能混用，我并没有进行测试，所有位置布局都采用pack()的方法进行。

1.3 Frame控件

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计

这是个很基础也很常用的控件，菜鸟上的介绍是作为一个容器，来盛放其他控件。根据我的理解，如果建立一个最简单的界面，并直接布置各个控件，就相当于该界面上存在一个frame，各个控件都是布置于其上的。

上图就是一个最简单的界面，而下图中则相当于将Label，Entry控件布置在了一个frame之上。对于非常简单的界面来说，可以不必使用frame控件。

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计
关于Frame控件，一个比较典型的应用场景就是配合Notebook控件来生成不同标签页（需要import tkinter.ttk），具体效果如下：

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计
为了使每一个标签页下都对应不同的内容，就需要每一标签页面都设置不同的Frame来承载不同的控件。如登录信息和打卡信息这两个标签页，需要分别设置frame进行绑定。

	notebook = ttk.Notebook(window)
    frame_1, frame_2, frame_3, frame_4, frame_5 = [tk.Frame() for i in range(5)]
    notebook.add(frame_1, text='说明')
    notebook.add(frame_2, text='登录信息')
    notebook.add(frame_3, text='打卡信息')
    notebook.add(frame_4, text='手动设置')
    notebook.add(frame_5, text='打卡设置')
    notebook.pack(padx=10, pady=5, fill=tkinter.BOTH, expand=True)
    notebook.select(4)  # 初始页面选择 #

以上代码可生成5个空白的标签页以及5个frame，接下来就是对每个页面进行布局。

由于pack()方法本身的特点（具体细节见：用tkinter.pack设计复杂界面布局，讲的非常好！），如果界面上存在较多的控件，最好使用frame先占位，再将控件布置在frame之上，可以达到较好的效果。

举个栗子，上图登录信息页面中，包括了以下三种控件：

Label ：账号，密码
Entry ：账号密码后对应输入框
Checkbutton ：隐藏密码勾选框

假设该页面对应frame_2，在其上再设置3个frame，分别放置账号及其输入框，密码及其输入框以及隐藏密码勾选框:

	frame_21, frame_22, frame_23 = [tk.Frame(frame_2) for i in range(3)]
    frame_21.pack()
    frame_22.pack()
    frame_23.pack()

准备并布置好frame后即可进行各个控件的布置：

	str_v21, str_v22 = tk.StringVar(), tk.StringVar()

    f21_label0 = tk.Label(frame_21)
    f21_label0.pack(padx=10, pady=5, side='top')
    f21_label1 = tk.Label(frame_21, text='账号')
    f21_label1.pack(padx=10, pady=5, side='left', anchor='nw')
    f21_entry1 = tk.Entry(frame_21, textvariable=str_v21)
    f21_entry1.pack(padx=10, pady=5, side='top', anchor='n')

    f22_label0 = tk.Label(frame_22)
    f22_label0.pack(padx=10, pady=5, side='top')
    f22_label2 = tk.Label(frame_22, text='密码')
    f22_label2.pack(padx=10, pady=5, side='left', anchor='nw')
    f22_entry2 = tk.Entry(frame_22, textvariable=str_v22, show='*')
    f22_entry2.pack(padx=10, pady=5, side='top', anchor='n')

    f22_label3 = tk.Label(frame_22)
    f22_label3.pack(padx=10, pady=5, side='top')

    var1 = tk.IntVar()  # 复选框用变量 #
    var1.set(1)  # 初始化 #

    f23_cb1 = tk.Checkbutton(frame_23, text='隐藏密码', variable=var1, command=pwd_state)
    f23_cb1.pack(padx=10, pady=5)

其中label0是拿来占空白位用的，使用pady=进行填充也可以。（有空可以精简一下这部分代码）

1.4 变量设置

主要涉及两部分内容：

打卡过程中的数据交换：包括历史信息的获取，本地信息的提交，如何将这一部分数据填入或从输入框中提取出来。
界面本身的设置：一些功能选择状态的记忆等。

1.3中登录信息页的设计中包含了三个变量：str_v21, str_v22, var1，和两种类型：tk.StringVar(), tk.IntVar()，其中：

tk.StringVar()用来实时接收和传递字符串类型的数据，即输入框中的内容，类似于一个中转站，能够实现所见（输入框中显示内容）即所得（变量赋值）。
tk.IntVar()用来作为功能状态判别的开关，通过改变变量的值来控制功能的启停。以复选框为例：变量为1则设置为已勾选状态，为0则设置为未勾选状态。

1.5 批量设置

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计
在该页面上，共有11个Label和Entry，分别布置在11个Frame之上。重复度较高，可以考虑批量生成并布置。

	f3_info = ['   目前所在地', '位置是否变化', '      身体状况',
               '接触人员状况', '      隔离情况', '      今日体温',
               '个人手机号码', '家人联系方式', '      行程时间', '      隔离地点', '      打卡位置'
               ]
    f3_list, f3_strv_list, f3_label1_list, f3_entry0_list, control_list1, control_list2 = [[] for i in range(6)]

    # 批量生成label,entry变量名
    for i in range(1, 12):
        exec('f3_{} = "frame_3{}"'.format(i, i))
        exec('f3_list.append(f3_{})'.format(i))
        exec('f3_label1{} = "f3{}_label1"'.format(i, i))
        exec('f3_label1_list.append(f3_label1{})'.format(i))
        exec('f3_entry0{} = "f3{}_entry0"'.format(i, i))
        exec('f3_entry0_list.append(f3_entry0{})'.format(i))
        exec('f3_strv{} = "strv_3{}"'.format(i, i))
        exec('f3_strv_list.append(f3_strv{})'.format(i))

    # 批量布置位置
    for x, y, z, j, k in zip(f3_label1_list, f3_entry0_list, f3_strv_list, f3_list, f3_info):
        j = tk.Frame(frame_3)
        j.pack(expand=True)
        z = tk.StringVar()
        control_list1.append(z)  # 控制状态用 #
        x = tk.Label(j, text=k)
        x.pack(padx=10, pady=5, side='left', anchor='nw')
        y = tk.Entry(j, textvariable=z)
        y.pack(padx=10, pady=5, side='top', anchor='n')
        control_list2.append(y)   # 控制状态用 #

批量生成变量名可以利用exec()函数，control_list用于控制输入框输入状态及输入信息提取，通过设置textvariable与对应的变量（tk.StringVar()类型）即可实现数据的传递。

1.6 Text文本框

Text控件可以用来进行信息说明或进度提示。
‘
Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计

图上所展示的Text控件处于只读（state='disabled'）状态，只作为信息展示之用。Text控件边框样式选择也可以通过relief=属性实现。

如果需要带有滚动条的文本框，可以使用scrolledtext（需要from tkinter import scrolledtext），具体使用方法与Text差不多：scrolledtext.ScrolledText()，Text的一些属性与方法也可以使用。效果如下：

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计

1.7 总体界面设计

每个页面布局如下：

说明页：主要对使用方法和使用过程中的注意事项进行说明。

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计

登录信息页：账号密码的输入以及是否以 *****的形式隐藏密码。若勾选则不显示明文密码，默认勾选隐藏密码。

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计

打卡信息页：打卡所需信息的传递。

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计

手动设置页：如果需要核对或修改打卡信息时可能使用到的功能。

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计

打卡设置页：

保存信息 ：打卡信息，功能状态的保存（存在配置文件中）。
重置信息 ：清空所有输入框内信息（没啥用。。）。
一键打卡 ：点一下，就打卡（~~人被杀，就会死~~ ）。
自动打卡 ：勾选后，打开软件自动进行打卡。
进度栏 ：显示运行状态，操作时间及结果，错误提示等。

Python学习笔记--exe文件打包与UI界面设计

1.8 功能函数

界面设计的结束，只完成了一半的任务。现在的软件还只是一个空壳，无法实现任何功能。真正的核心任务：完成打卡及配套功能还需要构造相应的函数。

涉及到打卡登录部分的功能代码基本来自于我上篇文章（Python学习笔记–每日健康打卡及离校报备）所写，有一定程度改动。

Text中输出提示信息：方便查看任务进度，状态以及操作时间。方便其他功能函数运行后调用，并自定义输出内容。

    def notice(text):
    	now = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())  # 保存操作时间 #
        f53_text.configure(state='normal')
        f53_text.insert('insert', '[' + now + ']' + '    ' + text + '\n')  # 带上操作时间 #
        f53_text.configure(state='disabled')

保存输入信息以及软件设置。如果不加入此功能，每次打开软件都是空白一片，需要重新填写一遍，软件也就失去了意义。将所需信息写入到配置文件（info.ini）中，每次打开软件进行读取即可实现历史信息的保存。

    def save_info():
        global save_value
        save_value = []

        save_value.append(str_v21.get())  # 获取输入信息 #
        save_value.append(str_v22.get())
        for vs in control_list1:
            save_value.append(vs.get())
        save_value.append(str(var3.get()))

        with open("info.ini", "w") as f:  # 信息写入配置文件 #
            for vb in save_value:
                f.write(vb)
                f.write('\n')

        notice('保存成功！')

软件的初始化：每次打开软件进入界面前所运行的函数，包括配置文件的读取，状态设定等。如第一次运行，则会创建空白配置文件；如果目录下已有配置文件则读取其中数据。

    def start():
        notice('初始化中，检测配置文件...')
        tf = os.path.exists('info.ini')  # 检测配置文件，不存在则创建 #
        if tf:
            notice('正在读取配置文件...')
            s_list = []
            count = 2
            with open("info.ini", "r") as ft:
                data = ft.readlines()
                for line in data:
                    line = line.strip('\n')
                    s_list.append(line)
            # 读取保存的配置
            str_v21.set(s_list[0])
            str_v22.set(s_list[1])
            for e in control_list1:
                e.set(s_list[count])
                count += 1
            var3.set(s_list[-1])
            bt_state()
            notice('初始化成功！')
            if var3.get() == 1:  # 是否自动打卡 #
                onekey_checkin()
        else:
            notice('未检测到配置文件，将自动创建...')
            with open("info.ini", "w") as ff:  # 新建空白配置文件 #
                ff.write('\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n')
            notice('配置文件创建成功！')

控制是否显示密码：改变密码明文\加密（*****）状态。

    def pwd_state():
        if var1.get() == 1:
            f22_entry2.configure(show='*')
        if var1.get() == 0:
            f22_entry2.configure(show='')

输入框状态设定：在可输入\只读状态之间切换。由手动设置页中进行选择，默认自动设置。（其实应该合在一起，但这几个函数都是之前版本删改之后的结果，懒得动就直接用了。。）

    def bt_state():
        if var2.get() == 1:
            active_entry()
            f44_button1.configure(state='normal')
            f44_button2.configure(state='normal')
        if var2.get() == 2:
            disable_entry()
            f44_button1.configure(state='disabled')
            f44_button2.configure(state='disabled')
            
    # 禁止修改信息       
    def disable_entry():
        for each in control_list2:
            each.configure(state='readonly')

    # 允许修改信息
    def active_entry():
        for each in control_list2:
            each.configure(state='normal')

清空输入框内信息：不知道为啥要写这个功能，意义不明。。。（了解了一下delete方法）

    def reset_entry():  # 写这个功能有啥用？？ #
        notice('已清空信息！')
        active_entry()
        f21_entry1.delete(0, 'end')
        f22_entry2.delete(0, 'end')
        for each in control_list2:
            each.delete(0, 'end')

关闭软件自动保存数据：懒人福音。核心在于protocol()，本质上是捕获软件退出时发出的命令，将destory()方法替换为可以自动保存的closewin()方法。

	window.protocol('WM_DELETE_WINDOW', closewin)
    def closewin():
        save_info()
        window.destroy()

登录打卡系统：（~~这位更是重量级~~ ）不登录你打个屁卡？利用StringVar().get()方法获取输入的帐号以及密码并提交。需要注意的是：StringVar()实例化后并不能直接调用，直接使用无法获取变量的赋值，需要用到get()。登陆成功后会返回用户信息（学院，班级，姓名，打卡日期），失败则会返回错误原因。

    def login():
        urllib3.disable_warnings()  # SSL验证错误，忽略 #

        data_login['user_account'] = str_v21.get()
        data_login['user_password'] = str_v22.get()

        login_res = requests.post(login_url, headers=headers, verify=False, data=json.dumps(data_login))  # 提交登录请求 #
        global cookie   # 后面要用到，设为全局变量，其他全局变量相同 #
        cookies = login_res.cookies
        cookie = requests.utils.dict_from_cookiejar(cookies)
        login_res_json = login_res.json()

        if login_res_json['code'] == 200:
            notice('登录成功！')
        else:
            notice('登录失败！')
            notice('错误原因：%s' % (login_res_json['msg']))

        date_res = requests.post(date_url, headers=headers, verify=False, cookies=cookie)
        date_res_json = date_res.json()

        # 获取登陆用户信息
        user_class = date_res_json['datas']['user_info']['bj']
        user_institute = date_res_json['datas']['user_info']['bm']
        user_name = date_res_json['datas']['user_info']['user_name']
        global today, yesterday, stats
        today = date_res_json['datas']['hunch_list'][0]['date1']
        yesterday = date_res_json['datas']['hunch_list'][1]['date1']
        stats = 0

        if date_res_json['datas']['hunch_list'][0]['state'] == 1:
            stats += 1
            notice('来自 %s,%s 的%s,今日(%s)已经打卡！' % (user_institute, user_class, user_name, today))
        else:
            notice('来自 %s,%s 的%s,今日(%s)尚未打卡！' % (user_institute, user_class, user_name, today))

获取历史打卡信息：重中之重，点一下直接获取所有需要的打卡信息。（因为学校所使用的打卡系统的特点，打卡信息基本不会变化，因此获取之前填报的打卡信息是最方便的办法。唯一需要修改的地方就在打卡位置以及是否变动这些，可以通过手动获取并修改保存的方法，最大程度上节约时间成本。）

需要注意的是：上篇文章提到的打卡过程中涉及到的3次post请求，实际上是4次。分别是登录（login），获取日期（getHomeDate），获取历史打卡信息（getPunchForm）以及提交今日打卡信息（punchForm）。除了获取日期外，均需要在post过程中传入数据（data=json.dumps()）才能得到正确的结果。

    def get_history():
        active_entry()

        history_list = []
        key_list = []

        login()
        date = {"date": yesterday}
        res_history = requests.post(history_url, headers=headers, verify=False, cookies=cookie, data=json.dumps(date))
        res_history_json = res_history.json()

        for i in range(11):
            history_list.append(res_history_json['datas']['fields'][i]['user_set_value'])
            key_list.append(res_history_json['datas']['fields'][i]['field_code'])
        for j, k in zip(control_list1, history_list):
            j.set(k)  # 获取数据填入表格 #
        # 组合生成提交数据所需dict
        punch_dict = dict(zip(key_list, history_list))
        punch_form_dict = {'punch_form': str(punch_dict)}
        date_dict = {'date': today}
        global data_punch
        data_punch = dict(punch_form_dict, **date_dict)

一键打卡：套娃+提交数据。

    def onekey_checkin():
        get_history()
        if stats == 0:
            res_submit = requests.post(submit_url, headers=headers, verify=False, data=json.dumps(data_punch),
                                       cookies=cookie)
            res_submit_json = res_submit.json()

            if res_submit_json['code'] == 200:
                notice('打卡成功！')
            else:
                notice('打卡失败！')
                notice('错误来源：%s' % (res_submit_json['msg']))
        else:
            notice('今日已经打卡，请勿重复打卡！')

手动打卡：没什么好说的，套娃就完事了。

    def checkin():
        login()
        list_key = ['mqszd', 'sfybh', 'mqstzk', 'jcryqk', 'glqk', 'jrcltw', 'sjhm', 'jrlxfs', 'xcsj', 'gldd', 'zddw']
        list_value = []

        for i in control_list1:
            list_value.append(i.get())
        punch_dict = dict(zip(list_key, list_value))
        punch_form_dict = {'punch_form': str(punch_dict)}
        date_dict = {'date': today}
        data_punch = dict(punch_form_dict, **date_dict)

        if stats == 0:
            res_submit = requests.post(submit_url, headers=headers, verify=False, data=json.dumps(data_punch),
                                       cookies=cookie)
            res_submit_json = res_submit.json()

            if res_submit_json['code'] == 200:
                notice('打卡成功！')
            else:
                notice('打卡失败！')
                notice('错误来源：%s' % (res_submit_json['msg']))
        else:
            notice('今日已经打卡，请勿重复打卡！')