Python大數(shù)據(jù)分析與挖掘?qū)崙?zhàn)-第12章-圖形用戶界面可視化應(yīng)用開發(fā)

第十二章GUI可視化應(yīng)用開發(fā)提高篇

前面章節(jié)介紹了Python大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)在金融、地理信息、交通、文本、圖像等領(lǐng)域的具體應(yīng)用，但是我們注意到這些案例均是在Python開發(fā)環(huán)境下利用腳本程序運行的，然而實際環(huán)境中可視化應(yīng)用開發(fā)必不可少?？梢暬瘧?yīng)用開發(fā)一般有兩種方式，一種是基于web的網(wǎng)站交互可視化，一種是基于桌面應(yīng)用軟件的交互可視化。由于Python大數(shù)據(jù)應(yīng)用涉及大量的復(fù)雜計算，同時考慮到本課程的特點，我們采用純Python的桌面應(yīng)用軟件開發(fā)，即圖形用戶界面（GUI）可視化應(yīng)用開發(fā)。本章以應(yīng)用為導(dǎo)向，以兩個具體案例為準線，介紹GUI可視化應(yīng)用開發(fā)的環(huán)境安裝及配置、界面設(shè)計、程序邏輯編寫、生產(chǎn)EXE等基本知識。12.1水色圖像水質(zhì)評價系統(tǒng)Part12

本節(jié)以第11章中基于支持向量機的水色圖像分類識別模型及程序?qū)崿F(xiàn)邏輯為基礎(chǔ)，設(shè)計一個簡單的GUI可視化應(yīng)用界面，其實現(xiàn)界面如圖12-1所示。圖12-1單擊“導(dǎo)入圖片”按鈕，彈出一個文件選擇框，選擇某個水色圖像后，該圖像即顯示在TextLabel框中，單擊“水色識別”按鈕，對應(yīng)的水色類別值即顯示在空白的文本編輯框中。下面詳細介紹其實現(xiàn)及生產(chǎn)EXE方法。12.1.1Pycharm的安裝Part12

Pycharm是Python的主流項目開發(fā)工具，本章選用社區(qū)版，版本為2019.3.3，其安裝包可以從官網(wǎng)上下載，如圖12-2所示。圖12-212.1.1Pycharm的安裝Part

12下載完成之后，獲得其安裝包，如圖12-3所示。圖12-3

雙擊“Pycharem-community-2019.3.3”安裝包，進入安裝向?qū)В凑漳J設(shè)置安裝即可。如圖12-4所示，進入了Pycharm安裝向?qū)Ы缑?。圖12-412.1.1Pycharm的安裝Part

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單擊“next”按鈕，進入下一步安裝向?qū)?，選擇默認安裝路徑、默認啟動文件夾（JetBrains）并單擊“install”按鈕，進入安裝進度界面，等待安裝結(jié)束即可，安裝結(jié)束界面如圖12-5所示。圖12-512.1.2創(chuàng)建項目文件夾Part

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在“開始”菜單中打開“JetBrains”文件夾，單擊“PycharmCommunityEdition2019.3.3”按鈕，啟動Pycharm，如圖12-6所示。圖12-6由于是第一次啟動pycharm，按照默認的設(shè)置即可，如圖12-7所示。我們可以不暫時不導(dǎo)入設(shè)置項。單擊“OK”按鈕，進入用戶設(shè)置界面，我們第一次使用pycharm進行項目開發(fā)，選擇默認的設(shè)置即可，如圖12-8所示。圖12-712.1.2創(chuàng)建項目文件夾Part

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單擊“SkipRemainingandSetDefaults”按鈕，進入項目創(chuàng)建界面。這里我們創(chuàng)建一個新項目，如圖12-9所示。圖12-812.1.2創(chuàng)建項目文件夾Part

12單擊“CreateNewProject”按鈕，在彈出的界面中輸入項目的文件夾路徑，可以是存在的文件夾，如果不存在則創(chuàng)建一個新的文件夾。如圖12-10所示。圖12-912.1.2創(chuàng)建項目文件夾Part

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單擊“Create”按鈕，即可彈出在該項目文件夾下的pycharm開發(fā)環(huán)境，包括產(chǎn)生一些默認的文件，如圖12-11所示。圖12-1012.1.2創(chuàng)建項目文件夾Part

12圖12-1112.1.3配置QtDesigner工具Part

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本節(jié)主要介紹如何在pycharm中配置Anaconda（python3.6）下的界面設(shè)計師（Designer），從而快速完成PyQt界面的設(shè)計。首先打開“Settings”選項，如圖12-12所示。圖12-1212.1.3配置QtDesigner工具Part

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在打開的設(shè)置窗口中選擇“Tools/ExternalTools”選項，單擊添加“+”按鈕，即可彈出外部工具配置窗口，如圖12-13所示。圖12-1312.1.3配置QtDesigner工具Part

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在彈出的外部工具配置窗口中，輸入外部工具名稱，這里用QtDesigner表示，接著輸入Anaconda安裝環(huán)境中的PyQt界面設(shè)計師可執(zhí)行文件完整路徑以及工作路徑配置參數(shù)，如圖12-14所示。圖12-14單擊“ok”按鈕，即可完成QtDesigner外部工具的配置。如圖12-15所示，“Tools/ExternalTools”欄中增加了QtDesigner。12.1.3配置QtDesigner工具Part

12圖12-1512.1.4配置代碼生成工具Part

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與上一節(jié)中配置QtDesigner外部工具操作一致，在“Tools/ExternalTools”中繼續(xù)單擊添加“+”按鈕，命名為PyUCI，其應(yīng)用程序、輸入?yún)?shù)和工具路徑的設(shè)置如圖12-16所示。圖12-16

單擊“ok”按鈕后，在“Tools/ExternalTools”欄中又增加了一個選項PyUCI，如圖12-17所示。再次單擊“ok”按鈕，Pycharm開發(fā)環(huán)境中就增加了兩個外部工具QtDesigner和PyUCI，在以后的項目開發(fā)中無需再對這兩個外部工具進行配置了。12.1.4配置代碼生成工具Part

12圖12-1712.1.5系統(tǒng)界面設(shè)計Part

12在項目文件夾的Pycharm開發(fā)環(huán)境中，打開前面配置的外部工具QtDesigner，如圖12-18所示。圖12-18單擊外部工具QtDesigner，即可彈出界面設(shè)計師軟件窗口，在該窗口下即可設(shè)計水色圖像水質(zhì)評價系統(tǒng)的界面，如圖12-19所示。12.1.5系統(tǒng)界面設(shè)計Part

12圖12-19

注意這里使用的是主窗體創(chuàng)建系統(tǒng)界面，如圖12-19中的高亮部分，單擊“創(chuàng)建”按鈕即彈出主窗體，主窗體命名為“水色圖像水質(zhì)評價系統(tǒng)”，接著從左邊的控件欄目中拖拽兩個“pushButton”按鈕，分別命名為“導(dǎo)入圖片”、“水色識別”，拖拽一個“textEdit”用于顯示水色類別，拖拽兩個“l(fā)abel”，一個用于表示水色“類別”，一個用于顯示導(dǎo)入的水色圖像，如圖12-20所示。12.1.5系統(tǒng)界面設(shè)計Part

12圖12-20單擊保存圖標，即可保存設(shè)計的界面，其文件名與創(chuàng)建的項目文件夾名稱相同，文件名后綴為.ui，默認情況下保存在項目文件下。如圖12-21所示。12.1.5系統(tǒng)界面設(shè)計Part

12圖12-21

至此界面設(shè)計就完成了，而且該界面的ui文件已經(jīng)生成并保存在項目文件夾下，這時可以切換至Pycharm環(huán)境下，我們可以看到mygui.ui這個文件，它就是界面設(shè)計文件。如圖12-22所示。12.1.5系統(tǒng)界面設(shè)計Part

12圖12-2212.1.6系統(tǒng)界面轉(zhuǎn)化為PyQt5代碼Part

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通過QtDesigner界面設(shè)計師工具，可以快速地設(shè)計GUI界面，從而能夠提高開發(fā)效率以及降低開發(fā)的難度。然而，完成系統(tǒng)開發(fā)最終需要將ui界面轉(zhuǎn)化為Python程序代碼，從而實現(xiàn)程序邏輯編程及完成相關(guān)功能開發(fā)。在12.1.4節(jié)中我們已經(jīng)配置了界面代碼生成工具，只需利用該工具即可將ui界面自動生成為Python程序代碼。可以在Pycharm環(huán)境下，右鍵ui界面文件，選擇“Tools/ExternalTools/PyUCI”（前面配置的外部工具），即可自動生成Python程序代碼，如圖12-23所示。圖12-2312.1.6系統(tǒng)界面轉(zhuǎn)化為PyQt5代碼Part

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執(zhí)行完成之后，我們可以在Pycharm環(huán)境下，看到項目文件夾多出了一個mygui.py文件，該文件就是ui界面轉(zhuǎn)換為Python程序代碼的文件，如圖12-24所示。雙擊可以打開該文件，可以看到該文件其實是一個Python類，后面可以對這個類的內(nèi)容進行修改，比如根據(jù)相關(guān)功能的程序?qū)崿F(xiàn)邏輯，增加定義其執(zhí)行函數(shù)，并將這些函數(shù)連接到相關(guān)控件的回調(diào)函數(shù)中，并最終實現(xiàn)功能開發(fā)。類修改完成之后，引用該類并實例化對象，最終調(diào)用該對象即可完成本系統(tǒng)的開發(fā)。圖12-2412.1.6系統(tǒng)界面轉(zhuǎn)化為PyQt5代碼Part

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下面我們對這個界面的Python類進行簡要解讀，首先觀察這個類的完整代碼，類的示例代碼如下：fromPyQt5importQtWidgets,QtCore,QtGuiclassUi_MainWindow(object):defsetupUi(self,MainWindow):MainWindow.setObjectName("MainWindow")MainWindow.resize(666,417)self.centralwidget=QtWidgets.QWidget(MainWindow)self.centralwidget.setObjectName("centralwidget")self.pushButton=QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)self.pushButton.setGeometry(QtCore.QRect(20,20,91,31))self.pushButton.setObjectName("pushButton")self.label=QtWidgets.QLabel(self.centralwidget)self.label.setGeometry(QtCore.QRect(20,100,571,201))self.label.setObjectName("label")self.pushButton_2=QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)self.pushButton_2.setGeometry(QtCore.QRect(130,20,91,31))self.pushButton_2.setObjectName("pushButton_2")self.textEdit=QtWidgets.QTextEdit(self.centralwidget)self.textEdit.setGeometry(QtCore.QRect(240,20,104,31))self.textEdit.setObjectName("textEdit")12.1.6系統(tǒng)界面轉(zhuǎn)化為PyQt5代碼Part

12self.label_2=QtWidgets.QLabel(self.centralwidget)self.label_2.setGeometry(QtCore.QRect(370,20,71,31))self.label_2.setObjectName("label_2")MainWindow.setCentralWidget(self.centralwidget)self.menubar=QtWidgets.QMenuBar(MainWindow)self.menubar.setGeometry(QtCore.QRect(0,0,666,26))self.menubar.setObjectName("menubar")MainWindow.setMenuBar(self.menubar)self.statusbar=QtWidgets.QStatusBar(MainWindow)self.statusbar.setObjectName("statusbar")MainWindow.setStatusBar(self.statusbar)self.retranslateUi(MainWindow)QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow)

defretranslateUi(self,MainWindow):_translate=QtCore.QCoreApplication.translateMainWindow.setWindowTitle(_translate("MainWindow","水色圖像水質(zhì)評價系統(tǒng)"))self.pushButton.setText(_translate("MainWindow","導(dǎo)入圖片"))self.label.setText(_translate("MainWindow","TextLabel"))self.pushButton_2.setText(_translate("MainWindow","水色識別"))self.label_2.setText(_translate("MainWindow","類別"))12.1.6系統(tǒng)界面轉(zhuǎn)化為PyQt5代碼Part

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該類第一行導(dǎo)入的是PyQt5相關(guān)的包，class為類的關(guān)鍵字，類名稱為Ui_MainWindow，參數(shù)為默認的對象object。類中定義兩個函數(shù)，一個為類的初始化函數(shù)setupUi，一個為各控件的命名。以上代碼都自動生成的，后續(xù)開發(fā)可以對其做修改及引用。12.1.7配置項目解釋器Part

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默認情況下，Pycharm的項目解釋器僅有Python包安裝程序，很多開發(fā)包需要安裝，本章采用Python的集成開發(fā)環(huán)境Anaconda，也就是我們第一章安裝的Python開發(fā)環(huán)境，只要安裝了Anaconda，直接導(dǎo)入即可。下面詳細介紹如何配置Anaconda作為項目解釋器。

首先打開“Settings”選項，如圖12-25所示。圖12-25

在打開的設(shè)置選項界面中，找到項目解釋器選項，如圖12-26所示。圖中顯示了默認情況下，其解釋器僅有pip安裝工具，這種情況下很多開發(fā)包需要重新安裝。12.1.7配置項目解釋器Part

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單擊圖中的設(shè)置圖標，即彈出添加項目解釋器按鈕，如圖12-27所示。圖中的設(shè)置圖標變成了“Add”按鈕圖標。圖12-26圖12-2712.1.7配置項目解釋器Part

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單擊“Add”按鈕圖標，彈出添加項目解釋器界面，選擇系統(tǒng)解釋器，我們看到剛好就是Anaconda下的Python可執(zhí)行文件，如圖12-28所示。

圖12-28

單擊“ok”按鈕，即可將Anaconda的集成開發(fā)環(huán)境添加到項目解析器下，這時Anaconda集成的開發(fā)包到都可以在這個項目中使用了，從而避免了重新安裝項目所需的開發(fā)包。如圖12-29所示，單擊“ok”按鈕，即可將Anaconda集成的開發(fā)包成功添加到項目解析器下。12.1.7配置項目解釋器Part

12圖12-2912.1.8系統(tǒng)功能實現(xiàn)Part

12本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能包括單擊導(dǎo)入圖片按鈕（pushButton），彈出圖片文件選擇對話框（QFileDialog，界面設(shè)計之外新增加的控件，用程序創(chuàng)建）選中水色圖片，并將圖片展示在label控件上，接著單擊面額識別按鈕（pushButton_2），實現(xiàn)對導(dǎo)入圖片的水色識別，最終將水色類型識別結(jié)果顯示在textEdit控件上。實現(xiàn)的基本思路為：（1）導(dǎo)入圖片按鈕（pushButton），需要關(guān)聯(lián)一個函數(shù)，我們稱這個函數(shù)為回調(diào)函數(shù)，該函數(shù)需要完成創(chuàng)建圖片文件選擇對話框并獲得選中圖片的具體路徑，同時利用Python的圖像處理庫PIL中的方法讀取該路徑下的圖片并顯示在label控件上。（2）面額識別按鈕（pushButton_2），也需要關(guān)聯(lián)一個回調(diào)函數(shù)，該函數(shù)實現(xiàn)對水色圖像識別模型的訓(xùn)練及預(yù)測（識別），其中該模型選用第11章中基于支持向量機的水色圖像分類識別模型，訓(xùn)練數(shù)據(jù)即為第11章中203張水色圖像R、G、B三個顏色通道的一階、二階、三階矩共9個特征（X）和對應(yīng)的水色類別（Y），數(shù)據(jù)已經(jīng)準備好，見項目文件夾中的X.npy和Y.npy。識別的過程為先對導(dǎo)入圖片提取R、G、B三個顏色通道的一階、二階和三階矩共9個特征數(shù)據(jù)，然而加載訓(xùn)練數(shù)據(jù)訓(xùn)練支持向量機模型，同時以導(dǎo)入圖片提取的9個特征數(shù)據(jù)作為自變量輸入支持向量機模型進行水色類型預(yù)測，最終將預(yù)測結(jié)果顯示在textEdit控件上。

導(dǎo)入圖片按鈕回調(diào)函數(shù)定義Part

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在系統(tǒng)界面的Python類中定義一個函數(shù)，命名為openimage，比如在初始化函數(shù)setupUi的后面定義這個函數(shù)，如圖12-30所示。

其中QFileDialog來源于PyQt5.QtWidgets，因此需要在類前面添加以下導(dǎo)入命令：fromPyQt5.QtWidgetsimport*。同時導(dǎo)入系統(tǒng)模塊：importsys，方便后面對該類的引用。該函數(shù)一共有5行程序代碼，第一行代碼實現(xiàn)創(chuàng)建文件選擇框，并返回選擇圖片的文件名稱和圖片類型，由于文件選擇框是利用程序代碼創(chuàng)建，其父類并不是前面設(shè)計界面，也就是說它沒有父類，即用None表示；第二行代碼實現(xiàn)選中圖片的像素參數(shù)設(shè)置；第三行代碼將該圖片顯示在界面中的label控件中。第四行代碼將該圖片文件名保存下來，并設(shè)置為界面Python類的一個全局變量，用于數(shù)據(jù)的傳遞（面額識別函數(shù)需要用到該變量）。第五行代碼設(shè)置面額識別顯示的文本編輯框為空值，即每次導(dǎo)入圖片時對面額識別顯示的文本編輯框清空。導(dǎo)入圖片按鈕回調(diào)函數(shù)定義好之后，需要將該函數(shù)與導(dǎo)入圖片按鈕的單擊事件進行關(guān)聯(lián)，即單擊導(dǎo)入圖片按鈕的時候就觸發(fā)該函數(shù)并執(zhí)行。關(guān)聯(lián)方法可以在初始化函數(shù)setupUi的后面輸入以下程序代碼實現(xiàn)：self.pushButton.clicked.connect(self.openimage)。圖12-30

水色識別按鈕回調(diào)函數(shù)定義Part

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在系統(tǒng)界面的Python類中定義再一個函數(shù)，命名為svmtest，比如在openimage函數(shù)后面定義這個函數(shù)，如圖12-31所示。圖12-31其中該函數(shù)定義的示例代碼如下：defsvmtest(self):fromPILimportImageimportnumpyasnppath=self.pathimg=Image.open(path)#讀取圖像

水色識別按鈕回調(diào)函數(shù)定義Part

12im=img.split()#分離RGB顏色通道R=np.array(im[0])/255*40#R通道row_1=int(R.shape[0]/2)-50row_2=int(R.shape[0]/2)+50con_1=int(R.shape[1]/2)-50con_2=int(R.shape[1]/2)+50R=R[row_1:row_2,con_1:con_2]G=np.array(im[1])/255*40#G通道G=G[row_1:row_2,con_1:con_2]B=np.array(im[2])/255*40#B通道B=B[row_1:row_2,con_1:con_2]#R,G,B一階顏色矩r1=np.mean(R)g1=np.mean(G)b1=np.mean(B)#R,G,B二階顏色矩r2=np.std(R)g2=np.std(G)b2=np.std(B)a=np.mean(abs(R-R.mean())**3)b=np.mean(abs(G-G.mean())**3)c=np.mean(abs(B-B.mean())**3)

水色識別按鈕回調(diào)函數(shù)定義Part

12#R,G,B三階顏色矩r3=a**(1./3)g3=b**(1./3)b3=c**(1./3)x1=np.array([r1,g1,b1,r2,g2,b2,r3,g3,b3])fromsklearn.svmimportSVCX=np.load('X.npy')Y=np.load('Y.npy')clf=SVC(class_weight='balanced')#類標簽平衡策略clf.fit(X,Y)y=clf.predict(x1.reshape(1,len(x1)))self.textEdit.setText(str(y[0]))

水色識別按鈕回調(diào)函數(shù)定義Part

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該函數(shù)的使用類似第11章，首先是導(dǎo)入Python圖像處理包PIL及numpy包；其次是通過全局變量path=self.path獲得當前導(dǎo)入的圖片路徑，進而讀取該圖片并獲得R、G、B三個顏色通道的一、二、三階矩共9個特征數(shù)據(jù)，記為x1；最后導(dǎo)入支持向量機分類模型，讀取訓(xùn)練數(shù)據(jù)對模型進行訓(xùn)練，并對導(dǎo)入的圖片進行水色類別預(yù)測（識別），最終將預(yù)測結(jié)果顯示在面額顯示文本編輯框textEdit中。面額識別按鈕回調(diào)函數(shù)定義好了之后，同樣需要與面額識別按鈕的單擊事件進行關(guān)聯(lián)，即單擊面額識別按鈕的時候就觸發(fā)該函數(shù)并執(zhí)行。關(guān)聯(lián)方法可以在初始化函數(shù)setupUi的后面繼續(xù)輸入以下程序代碼實現(xiàn)：self.pushButton_2.clicked.connect(self.svmtest)。同時，我們還注意到初始化函數(shù)setupUi的最后，還有一行增加的代碼：self.path=''，其實是對導(dǎo)入圖片路徑全局變量做初始化，避免在沒有導(dǎo)入圖片的時候直接單擊面額識別按鈕，這時如果沒有做初始化則在執(zhí)行該回調(diào)函數(shù)的時候由于沒有找到改變量引發(fā)程序報錯并最終引發(fā)系統(tǒng)崩潰。

功能實現(xiàn)Part

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定義好回調(diào)函數(shù)并修改完善界面的Python類之后，就可以引用該類進行實例化，并最終完成功能實現(xiàn)了?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)的_main_函數(shù)入口實現(xiàn)調(diào)用，首先創(chuàng)建一個系統(tǒng)應(yīng)用app，每個GUI界面都有一個系統(tǒng)應(yīng)用app負責運行，其次創(chuàng)建一個主窗體對象。對于主窗體GUI來說，前面這兩個步驟一般是相對固定的。接下來就可以引用前面設(shè)計的界面Python類了，并通過類中的初始化函數(shù)實現(xiàn)主窗體，最終通過主窗體的show屬性顯示出來。最后一步即退出系統(tǒng)應(yīng)用app。如圖12-32所示。圖12-32

最終運行mygui.py這個文件，即可實現(xiàn)系統(tǒng)界面功能的開發(fā)，其效果如圖12-33所示。圖中顯示了該水色圖像被識別為第5類圖12-3312.1.9生成可獨立運行的EXE文件Part

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事實上，前面開發(fā)的系統(tǒng)實現(xiàn)并沒有脫離Python的開發(fā)環(huán)境獨立運行，在現(xiàn)實應(yīng)用中一般需要將其編譯成一個可獨立運行的軟件系統(tǒng)。下面我們將詳細介紹如何將其編譯成一個能脫離Python開發(fā)環(huán)境獨立運行的軟件系統(tǒng)。安裝pyinstaller

使用pipinstalla安裝命令即可pyinstaller編譯包，如圖12-34所示可以在AnacondaPrompt下實現(xiàn)安裝。圖12-34

安裝依賴包Part

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安裝好pyinstaller編譯包之后，還需要安裝幾個依賴包，它們是pywin32-ctypes、altgraph、pefile，如圖12-35所示。圖12-35

生成EXE文件Part

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首先在AnacondaPrompt下利用操作命令切換至當前的項目文件夾路徑，其中該項目文件下如圖12-36所示。

利用命令：“pyinstaller-F需要編譯的文件”即可進行編譯，其中本項目需要編譯的程序文件為mygui.py。如圖12-37所示。圖12-36圖12-37

生成EXE文件Part

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有時候并不能一次性編譯成功，比如會出現(xiàn)超出最大遞歸深度（如圖12-38）、編譯成功后運行EXE還可能會缺包等情況（如圖12-39），本節(jié)主要介紹這兩種常見的錯誤解決方法。圖12-38圖12-39

生成EXE文件Part

12實際上，即使編譯不成功在項目文件夾下也會產(chǎn)生一個與項目名稱相同的.spec文件，如圖12-40所示。圖12-40

該文件可以用Python開發(fā)環(huán)境pycharm或者Spyder打開。解決以上兩個問題的方法是對該文件進行修改，比如第一個問題是修改最大遞歸深度限制，第二個問題是由于某些開發(fā)包在編譯過程中不兼容編譯器所致，可以對相關(guān)的包單獨導(dǎo)入，如圖12-41所示。第一個框是導(dǎo)入系統(tǒng)模塊，并設(shè)置最大遞歸深度為5000，第二個框為單獨導(dǎo)入相關(guān)包，完整代碼為：hiddenimports=['cython','sklearn','sklearn.ensemble','sklearn.neighbors.typedefs','sklearn.neighbors.quad_tree','sklearn.tree._utils','scipy._lib.messagestream'],圖12-41

生成EXE文件Part

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對mygui.spec文件修改完成之后，可以利用pyinstaller命令對這個文件進行再次編譯即可，即：“pyinstaller-Fmygui.spec”，如圖12-42所示。圖12-42

生成EXE文件Part

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編譯成功之后，在項目文件夾下會存在兩個文件夾，一個是bulid，一個是dist，其中可執(zhí)行文件就存在dist文件夾中。如圖12-43所示。圖12-43

生成EXE文件Part

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然而，該EXE文件還不能獨立運行，還需要開發(fā)環(huán)境中的platforms文件拷貝至該目錄下，該文件一般存放在Anaconda3安裝路徑中的plugins文件夾下，比如本電腦的完整文件夾路徑為“C:\ProgramData\Anaconda3\Library\plugins”，同時將項目所需的數(shù)據(jù)也拷貝至該目錄下，如圖12-44所示。圖12-44

如圖12-44，該文件下的mygui.exe就是可以獨立運行的系統(tǒng)文件，將該dist文件拷貝至其他沒有安裝Python開發(fā)環(huán)境的電腦也可以運行，至此我們的開發(fā)及編譯任務(wù)就完成了。12.2上市公司綜合評價系統(tǒng)Part

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本節(jié)以第7章中基于總體規(guī)模與投資效率的上市公司綜合評價算法及程序?qū)崿F(xiàn)邏輯為基礎(chǔ)，設(shè)計一個簡單的GUI可視化應(yīng)用界面，實現(xiàn)按申銀萬國行業(yè)分類標準和年份（2016~2018），對每個行業(yè)中的上市公司按年份進行綜合排名，其界面如圖12-45所示。圖12-45單擊申銀萬國行業(yè)分類標準下的每一個行業(yè)，即可獲得該行業(yè)所有上市公司某個年份的綜合排名情況，默認是2016年，可以通過下拉框?qū)δ攴葸M行選擇，并顯示對應(yīng)年份的綜合排名結(jié)果。上一個案例已經(jīng)詳細介紹了Pycharm安裝、創(chuàng)建項目文件夾、配置QtDesigner和代碼生成工具、界面轉(zhuǎn)換為PyQt5程序代碼、配置項目解釋器、生成EXE方法等，這些知識在本節(jié)同樣適用，故本節(jié)不再介紹。本節(jié)主要介紹其界面設(shè)計、系統(tǒng)功能實現(xiàn)及編譯為EXE相關(guān)內(nèi)容。12.2.1界面設(shè)計Part

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本案例的界面設(shè)計主要包括主窗體、樹控件（treeWidget）、表控件（tableView）和下拉框控件（comboBox），創(chuàng)建好主窗體之后從左邊的控件選擇欄中拖拽到其主窗體中即可，其界面設(shè)計如圖12-46所示。圖12-4612.2.1界面設(shè)計Part

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創(chuàng)建好界面的ui文件，并生成PyQt5代碼之后，其項目文件夾如圖12-47所示。其中本案例的數(shù)據(jù)包括銀萬國行業(yè)分類標準表（sw.xlsx），該表可以從申銀萬國官網(wǎng)上下載。除此之外，還有股票代碼基本信息表（stkcode.xlsx）、2016~2018年的上市公司總體規(guī)模與投資效率指標（Data2016.xlsx~Data2018.xlsx）,這些數(shù)據(jù)通過Tushare金融大數(shù)據(jù)社區(qū)提供的API獲取。同時，還有一個額外的.py文件，就是第7章中基于總體規(guī)模與投資效率指標的上市公司綜合評價方法函數(shù)（fun.py），返回綜合排名結(jié)果，包括代碼形式和股票簡稱形式，與第7章一致。圖12-4712.2.2系統(tǒng)功能實現(xiàn)Part

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本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能包括初始化樹結(jié)構(gòu)內(nèi)容和下拉框內(nèi)容，在類初始化函數(shù)中對其修改即可實現(xiàn)。除此外之外還包括樹單擊事件回調(diào)函數(shù)、下拉框值選中回調(diào)函數(shù)和下拉框值改變回調(diào)函數(shù)實現(xiàn)。下面詳細進行介紹。初始化樹結(jié)構(gòu)和下拉框內(nèi)容

對樹結(jié)構(gòu)初始化內(nèi)容，可以通過讀取申銀萬國行業(yè)分類標準表中的數(shù)據(jù)，獲得所有行業(yè)的分類，用一個列表來存放；以“申銀萬國行業(yè)分類”命名為根節(jié)點，通過一個循環(huán)把所有行業(yè)分類名稱依次添加到根節(jié)點下面?？梢栽诔跏蓟瘮?shù)中添加示例代碼如下：dsw=pd.read_excel('sw.xlsx')ind=sw.iloc[:,0].value_counts()indname=list(ind.index)#所有行業(yè)分類名稱root=QTreeWidgetItem(self.treeWidget)root.setText(0,'申銀萬國行業(yè)分類')root.setText(1,'0')foriinrange(len(indname)):child=QTreeWidgetItem(root)child.setText(0,indname[i])child.setText(1,str(i))對于下來框內(nèi)容的初始化，即添加2016、2017、2018三個年份作為初始化內(nèi)容，可以通過以下命令實現(xiàn)。boBox.addItems(['2016','2017','2018'])

樹單擊回調(diào)函數(shù)實現(xiàn)Part

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單擊樹中的節(jié)點，即選中對應(yīng)的行業(yè)分類名稱，則在表格控件中顯示該行業(yè)名稱對應(yīng)年份的綜合排名結(jié)果。其中默認為2016年，也就是說只單擊樹節(jié)點，不執(zhí)行拉框選擇的情況下，表格控件顯示2016年的綜合排名結(jié)果。其中在表格控件中顯示選中行業(yè)的某個年份綜合排名結(jié)果，我們單獨定義一個函數(shù)來實現(xiàn)，這個函數(shù)不僅在樹單擊回調(diào)函數(shù)中使用，同樣在下拉框選中值的回調(diào)函數(shù)和更新值的回調(diào)函數(shù)中也使用，這個函數(shù)命名為eval_fun，在界面Python類中定義。樹單擊回調(diào)函數(shù)定義如圖12-48所示。圖12-48

圖12-48中第一行程序代碼是修改一個全局變量的值，在初始化函數(shù)的后面已經(jīng)做了初始化定義為0，這里修改為1。主要的作用是判斷有沒有執(zhí)行樹單擊操作，如果執(zhí)行了值為1，否則為0。第二行程序代碼是將當前選中行業(yè)名稱2016年（默認）的綜合排名結(jié)果顯示到表格控件中，通過調(diào)用eval_fun函數(shù)實現(xiàn)。第三行代碼是判斷當前下拉框是否選擇了非默認值的年份（2017或2018），chg_i其實也是一個全局變量，在初始化函數(shù)后面已經(jīng)做了初始化定義為2016。第四行業(yè)程序代碼，如果下拉框選擇了非默認值年份，則顯示當前選中行業(yè)名稱選中年份的綜合排名結(jié)果到表格控件中。也是通過調(diào)用eval_fun函數(shù)實現(xiàn)。

樹單擊回調(diào)函數(shù)實現(xiàn)Part

12其中eval_fun函數(shù)定義示例代碼如下：defeval_fun(self,year):importfun#導(dǎo)入第7章中基于總體規(guī)模與投資效率的綜合評價函數(shù)

#獲得當前的樹節(jié)點，以便判斷當前的行業(yè)名稱，通過item.text(0)來獲取當前行業(yè)名稱

item=self.treeWidget.currentItem()data=pd.read_excel('Data'+year+'.xlsx')#讀取數(shù)據(jù)

#獲得當前行業(yè)名稱的所有上市公司股票代碼

code=[]foriinrange(len(data)):code.append(data.iloc[i,0][:6])sw=pd.read_excel('sw.xlsx',dtype=str)code1=list(sw.iloc[sw['行業(yè)名稱'].values==item.text(0),1].values)#獲得當前行業(yè)名稱的所有上市公司股票代碼在data中的index序號

index=[]forcincode1:a=cincodeifa==True:index.append(code.index(c))#從data中篩選出當前行業(yè)名稱所有上市公司股票代碼對應(yīng)的數(shù)據(jù)

dt=data.iloc[index,:]

樹單擊回調(diào)函數(shù)實現(xiàn)Part

12#調(diào)用第7章中基于總體規(guī)模與投資效率的綜合評價函數(shù)，獲得綜合排名結(jié)果#其中s1為股票代碼簡稱的排名方式，排名結(jié)果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為序列，index為股票簡稱，值為綜合得分r=fun.Fr(dt)s1=r[1]#如果排名結(jié)果數(shù)據(jù)大于0，構(gòu)造一個數(shù)據(jù)顯示模型，類似于二維表，用于顯示在表格控件上iflen(s1)>0:#數(shù)據(jù)顯示模型的行數(shù)為len(s1)，列數(shù)為2self.model=QStandardItemModel(len(s1),2)#數(shù)據(jù)顯示模型的字段名稱self.model.setHorizontalHeaderLabels(['公司簡稱','綜合得分排名'])#循環(huán)地實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示模型中的每個值forrowinrange(len(s1)):forcolumninrange(2):ifcolumn==0:a=QStandardItem(s1.index[row])else:a=QStandardItem(str(s1[row]))self.model.setItem(row,column,a)#行下標，列下標，值（字符串）#將數(shù)據(jù)顯示模型設(shè)置到表格控件中并顯示self.tableView.setModel(self.model)最后，將樹單擊回調(diào)函數(shù)關(guān)聯(lián)到樹單擊事件函數(shù)中，在初始化函數(shù)setupUi后面通過以下命令來實現(xiàn)：self.treeWidget.clicked.connect(self.selectname)。

下拉框值選中回調(diào)函數(shù)實現(xiàn)Part

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下拉框值選中回調(diào)函數(shù)的功能是在樹節(jié)點行業(yè)名稱被選中情況下，將選中年份的綜合排名結(jié)果顯示