基于PySide6设计有限元软件¶
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前期准备工作¶
环境搭建¶
环境：
- Python：3.11.4
- Pyside6：
pip install pyside6 - Vscode
Vscode配置¶
Vscode配置时，网上有很多教学，这里重复之。
安装插件：Qt for Python，扩展设置Path路径添加designer的安装位置，这里以我的个人笔记本为例：D:\APP\Python\Python3_11_4\Scripts\pyside6-designer.exe，安装路径不清楚的话可以使用Everything进行全局搜索，输入：pyside6-designer.exe即可。
在Rcc：Option下方填入：
${resourceDirname}${pathSeparator}${resourceBasenameNoExtension}_rc.py
在Rcc：Path（以自己实际路径为准）下方填入：
D:\APP\Python\Python3_11_4\Scripts\pyside6-rcc.exe
在Uic：Option下方填入：
${resourceDirname}${pathSeparator}${resourceBasenameNoExtension}_ui.py
在Uic：Path（以自己实际路径为准）下方填入：
D:\APP\Python\Python3_11_4\Scripts\pyside6-uic.exe
在Uic：Live Execution勾选，每次ui文件更改保存后，会自动运行一次。
如下图所示：
环境测试¶
在工作目录中新建如下如下文件夹（个人建议）：
在ui文件夹右击新建ui文件：
即可进入qt designer界面，新建Main Window：
以最简单的加法计算器为例，在UI界面上添加一个按钮（Push Button）和三个Line Edit，分别代表计算按钮、参数a、参数b和计算结果c，建议养成一个好习惯：控件命名，方便在逻辑代码中进行调用。
Tip
在qt designer界面设计界面时，可以在键盘上按Ctrl+R，进行界面预览。
将界面文件main.ui保存在ui文件夹下，同目录中会伴随生成一个py文件main_ui.py，这时项目文件的结构是这样的：
ui设计完毕后，接下来就是设计逻辑程序了，在QT中学术用语：信号与槽。大意就是当用户操作控件时，比如点击“计算”按钮，可以使哪些文本输入框参与计算，并返回到哪个输出区域。
在目录中新建一个main.py文件，以后在vscode主要是运行该文件。
import sys
from PySide6 import QtWidgets
from PySide6.QtWidgets import *
from ui.main_ui import Ui_MainWindow # Import the generated UI file
class MainWindow(QMainWindow):
def __init__(self):
super(MainWindow, self).__init__()
self.ui = Ui_MainWindow()
self.ui.setupUi(self)
self.ui.pushButton_cal.clicked.connect(self.calculate) # Connect the button to the calculate function
def calculate(self):
# Get the values from the line edits
a = float(self.ui.lineEdit_a.text())
b = float(self.ui.lineEdit_b.text())
result = a + b
self.ui.lineEdit_result.setText(str(result))
if __name__ == "__main__":
app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
MainWindow = MainWindow()
MainWindow.show()
sys.exit(app.exec())
运行程序后，就可以看到刚刚设计好的APP界面，在参数a和参数b输入框中试一下，点击计算，可以顺利完成函数calculate的逻辑
此时的项目文件结构：
📦PySide
┣ 📂function
┣ 📂image
┣ 📂style
┣ 📂ui
┃ ┣ 📂__pycache__
┃ ┃ ┗ 📜main_ui.cpython-311.pyc
┃ ┣ 📜main.ui
┃ ┗ 📜main_ui.py
┗ 📜main.py
界面与逻辑分离¶
含有控件的代码成为界面代码，实现控件动作的代码称为逻辑代码，在每次保存ui文件时，界面代码都会刷新，所以不建议在界面代码中人为添加代码，可将两者进行分离，每次修改只需要在逻辑代码中修改即可。
上一节的案例中已经实现了界面与逻辑分离，在软件设计后期中，控件繁多，信号与槽的连接关系也较为复杂，可以单独将逻辑代码放在一个文件夹中，命名为signal.py，文件结构中的function文件夹正是此意。此时main.py和signal.py里面的代码可以改写为：
import sys
from PySide6 import QtWidgets
from PySide6.QtWidgets import *
from ui.main_ui import Ui_MainWindow # Import the generated UI file
class MainWindow(QMainWindow):
def __init__(self):
super(MainWindow, self).__init__()
self.ui = Ui_MainWindow()
self.ui.setupUi(self)
self.ui.pushButton_cal.clicked.connect(self.calculate) # Connect the button to the calculate function
def calculate(self):
# Get the values from the line edits
a = float(self.ui.lineEdit_a.text())
b = float(self.ui.lineEdit_b.text())
result = a + b
self.ui.lineEdit_result.setText(str(result))
现在再在vscode中看main.py函数是不是简洁许多，此时的项目结构：
📦PySide
┣ 📂function
┃ ┣ 📂__pycache__
┃ ┃ ┗ 📜signal.cpython-311.pyc
┃ ┗ 📜signal.py
┣ 📂image
┣ 📂style
┣ 📂ui
┃ ┣ 📂__pycache__
┃ ┃ ┗ 📜main_ui.cpython-311.pyc
┃ ┣ 📜main.ui
┃ ┗ 📜main_ui.py
┗ 📜main.py
添加图标¶
现在为刚刚设计的APP添加一些个性化的图标吧~
需要引入资源文件的概念，在qt中图片和图标都称为资源文件，文件后缀为.qrc，流程是新建qrc文件，进行添加图片元素，然后编译为py文件，经过前面环境配置中的步骤，可以自动编译为py文件，可以自动导入界面代码中。这里推荐一个图标库—阿里巴巴矢量图标库，里面有海量好看的图标，可以直接下载使用。
Tip
保存后会在界面代码中自动生成：import image_rc，但是我们已经将image_rc.py放在image文件夹下（项目整体看上去美观简洁），这就需要每次更改资源文件时，需要在界面代码中将import image_rc修改为import image.image_rc，我感觉应该是可以通过修改配置将这个过程自动化的，但是目前来说我不会…
运行main.py，可以看到刚刚设计的APP图标：
程序打包¶
当我们把程序设计完毕时，可以通过运行main.py，当我们想要把这份软件传给别人时，别人的设备不一定有Python或者一些必要的库，这时可以将整套程序打包为exe文件进行传输。
常见的打包工具有py2exe、pyinstaller、ce_Freeze和nuitka，以最常见的pyinstaller为例。
- 安装pyinstaller：
pip install pyinstaller - 在目录中新建一个文件夹：installer，将主程序、窗体文件、资源文件所有都复制进来
- 进行编译，可以在命令行窗口中操作，也可以单独编制程序进行运行，更方便，这里选择后者：
生成的exe文件位于dist文件夹下，点击main.exe运行后可能会闪退，直接看不出来什么报错信息，这时可以在命令行运行main.exe程序，会发现不能识别
import subprocess import os main = "main.py" # 主程序py文件 path = "E:\\PyMFEAOOP\\installer" # 主程序所在的路径 os.chdir(path) # 将主程序文件路径设置为当前工作路径 icon_path = "E:\\PyMFEAOOP\\installer\\image\\logo.ico" # 图标文件路径 exe_name = "PyMFEA" cmd = [ "pyinstaller", "--onefile", # 打包成单个可执行文件 # "--noconsole", # 不显示控制台页面 "--clean", # 清理旧的文件 "--upx-dir=D:\\APP\\UPX\\upx-4.2.4-win64\\upx", # 使用 UPX 压缩，可以减少最终产生exe文件的大小 f"--icon={icon_path}", # 设置应用程序图标 f"--name={exe_name}", # 自定义生成的 exe 文件名 "--paths=src", # 指定额外的路径，确保 PyInstaller 查找 src 文件夹中的模块 main ] # 使用 subprocess.run() 执行命令并捕获输出 try: result = subprocess.run(cmd, capture_output=True, text=True, check=True) print(result.stdout) # 打印标准输出 if result.stderr: print(result.stderr) # 打印标准错误输出（如果有的话） except subprocess.CalledProcessError as e: print(f"打包过程中发生错误: {e}") print(f"标准输出: {e.stdout}") print(f"标准错误输出: {e.stderr}")image_rc，明明已经在界面代码中修改为image.image_rc，还是不行，这时可以直接将image_rc.py拖出来，放在与main同级别的目录下，再次打包程序，即可成功运行：
可以发现exe运行时，后面会有一个命令行窗口，是不是有点类似Abaqus的运行机制。在传输到其他设备时，只需将文件夹dist、build和文件main.spec一并发送即可。
qss界面美化¶
使用qss模板¶
qss（Qt Style Sheets），用于美化Qt程序界面，类似于CSS。这里我选用网上较为流行的qss模板：QDarkStyleSheet。
- 安装库：
pip install qdarkstyle main.py导入：- 加载QSS样式：
可以看到界面的变化：
自定义qss文件¶
如果想要更加灵活的修改qt的样式，可以通过自定义qss文件的形式，可先在官网了解基本语法：Customizing Qt Widgets Using Style Sheets和Qt Style Sheets Reference。
假设已经有了定制的qss样式文件style.qss，可放在之前预留好的style目录下，在main.py进行导入：
import sys
from PySide6 import QtWidgets
from PySide6.QtWidgets import *
from function.signal import MainWindow
class QSSLoader:
def __init__(self):
pass
@staticmethod
def read_qss_file(qss_file_name):
with open(qss_file_name, "r", encoding="UTF-8") as file:
return file.read()
if __name__ == "__main__":
app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
mainWindow = MainWindow()
qss = QSSLoader.read_qss_file("style/style.qss")
mainWindow.setStyleSheet(qss)
mainWindow.show()
sys.exit(app.exec())