Python文本终端GUI框架示例详细讲解

Curses

首先出场的是 Curses。

Curses 是一个能提供基于文本终端窗口功能的动态库，它可以:

使用整个屏幕
创建和管理一个窗口
使用 8 种不同的彩色
为程序提供鼠标支持
使用键盘上的功能键

Curses 可以在任何遵循 ANSI/POSIX 标准的 Unix/Linux 系统上运行。Windows 上也可以运行，不过需要额外安装 windows-curses 库：

pip install windows-curses

上面图片，就是一哥们用 Curses 写的俄罗斯方块游戏，是不感觉满满的回忆吧，可以拿去复活古董机了。

我们也来试试牛刀：

import curses
myscreen = curses.initscr()
myscreen.border(0)
myscreen.addstr(12, 25, "Python curses in action!")
myscreen.refresh()
myscreen.getch()
curses.endwin()

需要注意 addstr 前两个参数是字符坐标，不是像素坐标
getch 会阻塞程序，直到等待键盘输入
curses.endwin() 作用是退出窗口
如果需要持续监听用户的交互，需要写个循环，并对 getch() 获得的输入进行判断

代码运行效果如下：

Curses 非常轻巧，特别适合处理一下简单交互，代替复杂参数输入的程序，既优雅，有简单，而且 Curses 也是其他文字终端 UI 的基础。Npyscreen

Npyscreen

也是一个用了编写文本终端的 Python 组件库，是基于 Curses 构建的应用框架。

比起 Curses，Npyscreen 更接近 UI 式编程，通过组件的组合完成 UI 展示和交互，而且 Npyscreen 可以自适应屏幕变化。

Npyscreen 提供了多个控件，比如表单（Form）、单行文本输入框（TitleText）、日期控件（TitleDateCombo）、多行文本输入框（MultiLineEdit）、单选列表（TitleSelectOne）、进度条（TitleSlider）等多种控件。

提供强大的功能，满足快速开发程序的要求，无论是简单的单页程序还是复杂的多页应用。

来看一个小例子：

import npyscreen
class TestApp(npyscreen.NPSApp):
    def main(self):
        # These lines create the form and populate it with widgets.
        # A fairly complex screen in only 8 or so lines of code - a line for each control.
        F  = npyscreen.Form(name = "Welcome to Npyscreen",)
        t  = F.add(npyscreen.TitleText, name = "Text:",)
        fn = F.add(npyscreen.TitleFilename, name = "Filename:")
        fn2 = F.add(npyscreen.TitleFilenameCombo, name="Filename2:")
        dt = F.add(npyscreen.TitleDateCombo, name = "Date:")
        s  = F.add(npyscreen.TitleSlider, out_of=12, name = "Slider")
        ml = F.add(npyscreen.MultiLineEdit,
               value = """try typing here!\nMutiline text, press ^R to reformat.\n""",
               max_height=5, rely=9)
        ms = F.add(npyscreen.TitleSelectOne, max_height=4, value = [1,], name="Pick One",
                values = ["Option1","Option2","Option3"], scroll_exit=True)
        ms2= F.add(npyscreen.TitleMultiSelect, max_height =-2, value = [1,], name="Pick Several",
                values = ["Option1","Option2","Option3"], scroll_exit=True)
        # This lets the user interact with the Form.
        F.edit()
        print(ms.get_selected_objects())
if __name__ == "__main__":
    App = TestApp()
    App.run()

引入 Npyscreen 模块，如果没有可以通过 pip 安装：pip install npyscreen
继承 npyscreen.NPSApp 创建一个应用类 TestApp
实现 main 方法，方法里创建一个 Form 表单对象，然后向表单对象上添加各种控件，并设置控件的一些属性
调用表单对象的 Edit 方法，将操作权交给用户
在运行时，实例化 TestAPP，然后调用 run 方法启动应用，应用即可进入等待用户交互的状态

上面代码运行的效果如下：

[Tab] / [Shift + Tab] 用于切换控件焦点
[回车] / [空格] 用于进入选择、设置、确认
在选择框架中，方向键与 vim[4] 操作类似，即通过 hjkl 来控制

是不是感觉很神奇，用文本原来可以做这么多复杂的操作，之前对命令行中的进度显示的疑惑是否有所清晰了 ~

Urwid

如果说 Curses 和 Npysreen 是轻量级的文本终端 UI 框架，那么 Urwid 绝对称得上是重量级选手。

Urwid 包含了众多开发文本 UI 的特性，例如：

应用窗口自适应
文本自动对齐
轻松设置文本块
强大的选择框控件
可以和各种基于事件驱动的框架集成，比如和 Twisted, Glib, Tornado等等
提供诸如编辑框、按钮、多(单)选框等多种预制控件
显示模式支持原生、Curses模式、LCD 显示屏以及网络显示器
支持 UTF-8 以及 CJK 字符集（可以显示中文）
支持多种颜色

看看效果：

不知道你看了是什么感觉，我的感觉是：这也太卷了吧~

几乎可以做 GUI 下的所有事情！

更厉害的是，Urwid 完全是按照面向对象的思想打造的框架：

现在我们来小试一把，感受一下 Urwid 的强大：

import urwid
def show_or_exit(key):
    if key in ('q', 'Q'):
        raise urwid.ExitMainLoop()
    txt.set_text(repr(key))
txt = urwid.Text(u"Hello World")
fill = urwid.Filler(txt, 'middle')
loop = urwid.MainLoop(fill, unhandled_input=show_or_exit)
loop.run()

先引入 urwid 模块
定义了一个输入事件处理方法 show_or_exit
处理方法中，当输入按键是 q 或者 Q 时，退出主循环，否则将按键名称显示出来
urwid.Text 是一个文本控件，接受一个字符串作为显示信息
urwid.Filler 类似于 panel，将 txt 控件填充在上面，位置设置在窗口中央
urwid.MainLoop 设置 Urwid 的主循环，将 fill 作为控件的绘制入口，参数 unhandled_input 接受一个按键事件处理方法，用的就是前面定义的 show_or_exit
loop.run() 启动 UI，并监控各种事件

运行这段代码，就可以看到命令行被设置为交互模式，按键时会在窗口中央显示出键名，如果按下 q 键，程序就会退出。

注意：Urwid 只能在 Linux 操作系统中运行，Windows 上会因为缺失必要组件无法运行

总结

限于篇幅，这里只展示了三种文本终端框架，不过已经能对基于文本终端 UI 框架的强大感受一二了。

还有一些框架也很优秀，比如 prompt_toolkit，有兴趣的同学可以研究一下。

虽然基于文本终端的 UI 早已不是主流，但是在一些特殊的行业或者业务中，还是有其存在的价值，研究一下，说不定在特殊的地方可以帮助到我们。

最后，推荐一个很有意思的基于文本终端的应用 —— 命令行网易云音乐:

是基于 Curses 开发，如果运行起来，能被它的强悍所震撼，有空可以玩玩，比心！

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