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python基于Kivy写一个图形桌面时钟程序

Kivy 是一个开源的 Python 第三方库，可以用来快速开发应用程序。

它有如下三个特点：

  • 跨平台

Kivy 编写的程序可在 Linux，Windows，OS X，Android，iOS 和 Raspberry Pi 上运行。

  • 商业友好

Kivy 基于 MIT 许可证进行开源，可以进行免费的商业使用。

  • GPU 加速

Kivy 的图像引擎基于 Open ES 2 构建，性能出众。

除此之外 Kivy 也存在一些缺点，比如：

  • 非原生的图形界面；
  • 打包后的体积很大；
  • 缺乏社区支持；
  • 缺乏足够的示例文档；
  • 对中文的支持很差；

尽管 Kivy 有这样的缺点，但也不失为一个优秀的 Python 图形界面开发库。尤其是其能够将应用程序打包为移动设备（IOS 和安卓）可用的 APP，可以说极大地扩展了 Python 开发的边界。

本篇文章，我们用 Kivy 写一个桌面时钟程序，来体验一下 Kivy 的图形界面开发。其最终效果如下图所示：

本文所述程序的代码结构如下图所示：

其中：

  • /font文件夹用于放置中文字体文件。在其中，我们放置了思源黑体作为图形的中文显示字体。
  • /imgs文件夹用于放置静态图片文件，在其中，我们放置了两个方向指示图片。
  • /kv文件夹用于存放 Kivy 界面的设计模板。
  • main.kv是主程序的界面设计模板。
  • main.py是主程序的 Python 代码。

使用 kv 构建界面

Kivy 提供了一种简单且可扩展的 GUI 设计语言用来专门设计对 Kivy 的图形界面进行设计。我们可以在.kv文件中设计好程序的图形界面，然后在.py文件中对图像界面进行交互控制。

在本程序中，我们一共有 3 个地方使用了 Kivy 的设计语言，它们分别是：

  • 时钟屏幕：clockscreen.kv
  • 秒表屏幕：stopwatchscreen.kv
  • 主界面：main.kv

在时钟屏幕中，我们按照如下方式定义构建了一个界面：

在秒表屏幕中，我们按照如下方式定义构建了一个界面：

最后在主界面中，引入这两个屏幕，通过布局管理器，将其放置在了主界面中：

编写主程序代码

在通过 Kivy 的kv设计语言构建好了程序界面之后，我们来编写主程序的 Python 代码。

首先，引入所需的模块：

from kivy.app import App
from kivy.uix.screenmanager import Screen,SlideTransition
from kivy.core.text import LabelBase
from kivy.uix.button import ButtonBehavior
from kivy.uix.image import Image
from kivy.clock import Clock
import time

接着，配置一下中文字体。因为 Kivy 的先天缺陷，其对中文的支持很差劲，默认情况下，中文都会显示成一个个豆腐块，只能通过引入中文字体来解决：

LabelBase.register(
 name='SiyuanHeiti',
 fn_regular='./font/SourceHanSansCN-Normal.ttf'
)

然后，我们创建 3 个在kv文件中定义的小部件：

# 图像按钮
class ImageButton(ButtonBehavior,Image):
 pass

# 秒表屏幕
class StopwatchScreen(Screen):
 pass

# 时钟屏幕
class ClockScreen(Screen):
 pass
创建一个名为MainApp()的类，这是程序的主类。我们把各种交互控制的方法写在这里面：

class MainApp(App):
 sw_started = False # 秒表启动状态
 sw_seconds = 0 # 当前秒表秒数

 def update(self,n):
 # 如果秒表已启动，更新当前秒数
 if self.sw_started:
  self.sw_seconds += n

 # 更新当前时间
 self.root.ids['clock_screen'].ids['time'].text = time.strftime("[b]%H[/b]:%M:%S")
 # 更新秒表
 m,s = divmod(self.sw_seconds,60) # 返回一个包含商和余数的元组
 self.root.ids['stopwatch_screen'].ids['stopwatch'].text = ("%02d: %02d.[size=40]%02d[/size]" % (int(m),int(s),int(s*100%100)))

 # 重写程序启动的事件
 def on_start(self):
 Clock.schedule_interval(self.update,0)

 # 开始/停止
 def start_stop(self):
 self.root.ids['stopwatch_screen'].ids['start_stop'].text = '启动' if self.sw_started else '停止'
 self.sw_started = not self.sw_started

 # 重置秒表
 def reset(self):
 if self.sw_started:
  self.root.ids['stopwatch_screen'].ids['start_stop'].text = '启动'
  self.sw_started = False
 self.sw_seconds = 0

 def go_forward(self):
 screen_manager = self.root.ids['screen_manager']
 screen_manager.transition = SlideTransition(direction="right")
 screen_manager.current = "stopwatch_screen"

 def go_back(self):
 screen_manager = self.root.ids['screen_manager']
 screen_manager.transition = SlideTransition(direction="left")
 screen_manager.current = "clock_screen"

这样，这个程序就完成了。我们实例化MainApp()并调用其run()方法即可运行。

if __name__ == '__main__':
 app = MainApp()
 app.run()

小结

总体而言，使用 Kivy 编写图形界面程序和使用其他 Python 图像界面库相比，没有多大的区别。其通过kv设计语言，很大程序上把图形程序的界面和交互分离开来，使得程序的开发比较清晰。

如果需要使用 Kivy 开发出精美且功能强大的图形界面，还是得深入熟悉和了解 Kivy 的各类组件。

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