大家好，我是溪夜。
当作为声音设计师或技术音频的你完成了 Python 脚本时，除了感叹这门语言的便利性和丰富的第三方库，可能也会思考，为什么现有的 Python GUI 库都这么麻烦？毕竟要为团队中非程序背景的同事开发工具，看得见的界面无疑比命令行的用户体验更加友好。
这一系列分享的目的，就是为了打通脚本和 GUI 程序之间的障碍，把开发图形界面这个浪费时间的过程彻底简单化，让技术音频工作中的小工具开发变的门槛更低一些。其实使用 Tkinter、PyQt、wxPython 等来开发 GUI 也没什么难度，参考实例几分钟就能上手，一下午就能熟悉。但它们使用起来语法繁琐，不太直观，非常浪费时间。
作为生产力解放狂魔，我认为应该把宝贵的精力应该放在更重要的事上，而不是费劲吧啦的在控件和语法间挣扎。这也是我个人的学习理念，其一为多向自己提问并解答之，其二是遇到重复、繁琐、有潜力被自动化的东西就喜欢思考去优化。
希望此文能给大家提供一套高效的工作流，人人都能轻松定制自己想要的工具。

本系列文章阅读需要的前置知识：

• 会配置开发环境，掌握 Python、Anaconda、VS Code、PyCharm 的安装配置。
• 掌握简单的 Python 语法和 WAAPI 知识。作为一门写工具时要求技术水平不是很高的脚本语言，没接触过的同学可以敲几天《Python编程：从入门到实践》，或看看廖雪峰老师的课程。对于 WAAPI，照着例子调用几个 API 即可轻松上手。
• 掌握 GUI 基础概念。了解窗体、面板、构件等即可，有志向深入研究的朋友可翻翻 UI、UX 相关书籍。

第二版更新内容：

1. 改进文字表述方面的细节。
2. 增加了与更多框架的对比。
3. 详细描述了 PySimpleGUI 的设计逻辑。

文章目录：

1. 基本概念与示例
2. 配置开发环境与 PySimpleGUI
3. 一个完整的程序例子
4. 接下来讲什么？

基本概念与示例

对于 GUI 而言，只需了解它是一个具有图形界面的应用程序外壳即可。至于事件循环、布局构建、回调函数等概念，大可先把它们当成黑箱。只管使用，不必探究深层原理。

1.1. UI 和程序之间需要“钩上”才能产生互动

图形界面之所以能够让程序发挥功能，是因为其组件被用户触发后，与程序的功能代码产生了互动。
例如可以用一个按钮点击代表一个函数的执行，用一个弹出式窗口显示 Print() 函数的打印信息，每一个行为与背后的代码关联在一起。我们实际要做的就是设计好壳子，再用钩子把它们连接起来。

1.2. 举个最简单的例子（另类的 Hello World）

现在讨论一个最简单的程序。用户输入内容，点击按钮后，程序会把用户输入值通过窗口打印出来。
我们为它设计一个 GUI 原型：

上图上部分是程序打开时的界面，当用户输入完内容点击 Print 后，下部分会出现弹出式窗口告知用户刚输入的值。

这个例子说明了什么？

看三个重要的功能组件：

• Input 文本框：用于暂存用户输入的数据
• Print 按钮：用于把 Input 文本框中的数据传进程序内（把用户输入的值存到变量中）
• Input is XXXXXXXXX：通过弹出式窗口输出用户输入值

通过这个例子类比到工具的真实需求上

图形界面下 Input() 和 Print() 等函数组成的程序就会是我们的功能脚本，而图形界面上的控件就是本文的讨论方向，我们要用一种高效优雅的方法将两者连接。

1.3. 代码实现：

下面我写两段简单的代码，分别把这个程序用 Tkinter 和 PySimpleGUI 实现，并附上效果截图。

使用 Tkinter

from tkinter import *
from tkinter import messagebox

window = Tk() 
window.title('小刘鸭之窗') 
window.geometry('200x60') 

user_input = StringVar()
user = Entry(window, textvariable=user_input)
user_input.set(' ')
user.pack()

def click():
    duckyo = user_input.get()
    string = str('Imput is%s' %(duckyo))
    print('Imput is%s' %(duckyo))
    messagebox.showinfo(title='鼻孔猫输出', message=string)

Button(window, text='Print', command=click).pack()

window.mainloop()

使用 PySimpleGUI

import PySimpleGUI as sg

sg.theme('Light Brown 11')   

layout = [[sg.InputText(size=(30, None)), sg.Button(button_text='Ok', size=(10, 1))]]
window = sg.Window('小刘鸭之窗', layout)

while True:
    event, values = window.read()
    if event == sg.WIN_CLOSED:
        break
    sg.popup('Input is ' + values[0])
    
window.close()

大家认为谁更简单一些？

相信诸君无论熟悉 Python 与否，都能看出 PySimpleGUI 的代码具有高度可读性，更符合自然语义。不需要过多的设置即可做到优雅的主题、窗口排布。
这段代码给一个从未接触过 PySimpleGUI 的人看，一般也可轻松看出上半部分是布局实现，下半部分的循环是 Event Loop。
回过头来再看 Tkinter 的实现，对初学者来说很容易不知所云。
关于 QtDesigner，其实它的操作和语法也没有 PySimpleGUI 简单直观。不过下一篇中我会提到通过 QtDesigner 快速创建 Layout 代码，也算一种另类的物尽其用。

配置开发环境与 PySimpleGUI

这部分我不会说废话重复造轮子，那样有凑字数之嫌，直接放出比较好的文章供大家参考（感谢下文中作者们的贡献）。希望读者诸君自我实现一遍，加深印象。
因为个人习惯用 VS Code + Anaconda 配置开发环境，使用 pip、PyCharm 等的朋友可自行配置所需组件。关于 Anaconda、VS Code 和 PyCharm 的使用疑问请自行参考下述文档解决，其中的内容比较具体。关于各种开发环境的优劣性对比，请自行用搜索引擎解答疑问。

2.1. Windows 下配置

安装 Anaconda

https://segmentfault.com/a/1190000022797661

配置 Anaconda 并在本地环境中添加 PySimpleGUI

https://zhuanlan.zhihu.com/p/25198543

配置 VS Code 开发环境

https://zhuanlan.zhihu.com/p/30324113

2.2. macOS 下配置

安装 Anaconda

https://blog.csdn.net/lq_547762983/article/details/81003528

配置 Anaconda 并在本地环境中添加 PySimpleGUI

配置 VS Code开发环境

此两步可参考上面的链接，操作类似。

绘制 GUI 原型

对于绘制原型，有些人立刻会想到 Sketch 或 Axure 这样的重型武器，但它们学起来时间成本过高。还有一些 Web 端收费的原型制作工具，但那些在做 APP 原型设计才比较常用，做桌面端小工具开发也没必要。
在寻求解决方案的时候我发现了一个很棒的工具，对于简单的绘制 UI 原型的需求，推荐大家使用 Pencil，这是一款免费、开源、轻量、跨平台（Windows、macOS、Linux、火狐拓展）的原型设计工具。

附上样图一张

下载地址：https://pencil.evolus.vn/
在“举个最简单的例子（另类的 Hello World）”处的黑白稿 UI 原型图，即使用 Pencil 所绘。相对于糟糕的手绘稿或请公司的 UI 设计师帮忙，不如花点时间学会 Pencil 后自己画。
如何学习 Pencil 呢？在官网文档中有比较简单的入门介绍。或者我建议大家可直接拖拽控件试一试，很容易上手。

一个完整的例子

文档“翻译官“是种非常无聊的行为。下面我就直接通过一个具有实际应用意义的小工具模型，来讲述脚本代码通过 PySimpleGUI 如何优雅且快速的变成图形界面小工具。

4.1. 程序目的

把一个文件夹内的 wav 文件根据声道数，对文件自动进行重命名加到后缀上。非常简单的需求，下面我先写出功能代码。

4.2. 编写功能代码

import os
import wave

def nchannels_rename(input_path): # 重命名功能模块
    f = wave.open(input_path, 'rb')
    params = f.getnchannels()
    oldname = input_path
    if params == 1:
        newname = input_path.rstrip('.wav') + '_mono' + '.wav'
        os.rename(oldname, newname)
    else:
        newname = input_path.rstrip('.wav') + '_stereo' + '.wav'
        os.rename(oldname, newname)

def wav_rename(input_path): # 对目录进行判断并重命名
    fileend = []
    if os.path.isdir(input_path):
        for file in os.listdir(input_path):
            fileend.append(os.path.splitext(file)[-1])
            if file.endswith('.wav'):
                nchannels_rename(input_path + os.sep + file)
        if '.wav' in fileend:
            print('Processing Complete.')
        else:
            print('No wave file be found!')
    else:
        print('Check your input!')

4.3. PySimpleGUI 基础

那么接下来就要使用 PySimpleGUI 添加图形界面了，在这之前需要知道一些基础的概念。

PySimpleGUI 基于什么构建？

虽然 PySimpleGUI 默认基于 Tkinter，但实际上还具有 WxPython、QT 和 Remi 等版本。具体的区别可参考官方的“散文“文档。其中对于 Remi 的支持是十分方便的。这代表着当代码进行以下简单的引用库修改后，程序可直接生成 Web 端在浏览器中运行。对于某些轻需求下的开发，省去了大量的时间和精力。

import PySimpleGUI # tkinter version
import PySimpleGUIWeb # Web(Remi) version
# and PySimpleGUI27, PySimpleGUIWx, PySimpleGUIQt

如何实现一个基础的 GUI 结构

这里我直接引用官方的示例代码并加上注释，一个简单的窗口布局结构代码其实很清晰：

1. sg.theme 行代表使用哪个主题，这也是 PySimpleGUI 一开始就很注重的一点。程序的美观性很重要，而且要轻松的被实现。
2. layout 使用列表来定义布局，其中的每个子列表代表当前行的元素（即 Widgets，PySimpleGUI 中称控件为 Elements，本系列教程也会统一使用此术语），每个控件的属性中亦可设置各种所需的参数。
3. window 行创建了窗体，默认情况下自动适应控件所需的尺寸。
4. Event Loop 用于支撑软件功能运行到窗体关闭或点击 Cancel 退出。
   

import PySimpleGUI as sg

sg.theme('DarkAmber')   # 设定主题为 DarkAmber
# 窗口内的共含三行元素，在列表中清晰可见
layout = [  [sg.Text('Some text on Row 1')],
            [sg.Text('Enter something on Row 2'), sg.InputText()],
            [sg.Button('Ok'), sg.Button('Cancel')] ]

# 创建窗体，名称为 Window Title
window = sg.Window('Window Title', layout)
# Event Loop，不断的从窗体中读取事件与返回值，并检测窗口是否被关闭
while True:
    event, values = window.read()
    if event == sg.WIN_CLOSED or event == 'Cancel': 
        break
    print('You entered ', values[0])

window.close()

PySimpleGUI 能做出什么样的程序？

在这里我放几张官方的图片供大家观看，相信诸位能看出它内置丰富控件元素及优雅设计。

所有内置的主题

引入机器学习模块判断车辆的存在

用到了13种元素的示例程序（实际上还有更多）

多窗口示例程序

4.4. 构建 GUI 代码

回到我们的程序设计上。对于这个简单的程序，我们需要程序中包含路径输入框、处理按钮、处理提示文本框等。为此，我简单绘制一个原型。

有了原型，下面我写一段简单的 GUI 实现并附上注释：

# 设计布局为四行元素，分别用到文字、输入框、文件夹浏览器、输出、按钮等元素。
layout = [  [sg.Text('Browse Folders')],
            [sg.Input(), sg.FolderBrowse('Browse', key='folder')],
            [sg.Output(size=(70, 20), font=("宋体", 10))],
            [sg.Button('Cock it'), sg.Button('Cancel')] ]
# 构建窗体 GUI Enemy No. 1
window = sg.Window('GUI Enemy No. 1', layout)
# 创建 Event Loop
while True:
    event, values = window.read()
    if event in (None, 'Cancel'): # 如果用户点击“Cancel”按钮或者关闭窗口，退出循环并关闭窗口
        break
    if event == 'Cock it': # 如果用户点击“Cock it”按钮，就执行判断体判断是否为文件夹输入，是的话输出文字并调用 wav_rename() 函数进行操作
        if values['folder']:
            print('{0}Renaming{0}'.format('*'*10))
            wav_rename(values['folder'])
            print('{0}Done{0}'.format('*'*10))
        else:
            print('Choose some folder first!')

window.close()

4.5. 组装代码

写完功能代码和 GUI 代码，肯定需要把它们组装到一起。根据项目的复杂程度，你也可以决定是否按模块整理代码。
注：为了避免浪费篇幅，其中函数体直接省略。

import PySimpleGUI as sg
import os
import wave

def nchannels_rename(input_path):
    Function body

def wav_rename(input_path):
    Function body

def gui():
    Function body

def main():    
    gui()

if __name__ == '__main__':
    main()

4.6. 执行效果

我稍微修改了一下代码，让被修改后的文件名输出到文本框中。从输出结果可见，程序如预先构思执行，我们仅用不到20行代码就优雅的完成了这个工具。

接下来讲什么？

聪明的读者一定很好奇这些部分：

• 如何添加菜单栏？
• 窗体内元素能否实现双栏或不对称布局？
• 之前你提到过用 QtDesigner 能快速生成布局？不用自己写布局代码了吗？
• 有没有对声音设计师来说更实用或更复杂的程序案例详解（例如跟 WAAPI 或 ReaScript 联动）？

在之后的文章中我会就这些部分继续展开介绍，欢迎诸位持续关注。