より良いユーザー インターフェイスを迅速に構築するのに役立つ 7 つの Python GUI ライブラリ

Python はインタープリタ型の汎用プログラミング言語であり、開発コミュニティの間で人気が高まり、使用されるようになりました。

実際、 2022 年の Stack Overflow Developer Survey では 、Python がプロの開発者によって 4 番目によく使用されているプログラミング言語であり、コーディング方法を学習している人たちによって 3 番目によく使用されている言語であることがわかりました。

Python の人気と広く使用されているのは、そのシンプルさ、きれいな構文、そしてまったくの初心者でも簡単に学習できる使いやすさによるものと考えられます。

Python には、Web 開発、機械学習、データ サイエンス、人工知能、ゲーム開発、ロボット工学など、幅広い用途があります。

Python でコードを作成する方法を学習する場合、通常は、変数、さまざまなデータ型、条件、ループ、関数、ファイル処理などの基本的な概念を学習することから始まります。

中間の概念を適切に理解したら、次のステップは、Python GUI ライブラリを使用してグラフィカル ユーザー インターフェイスを構築する方法を学習することです。

グラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI) は、ユーザーがウィンドウ、アイコン、ボタン、メニュー、ダイアログ ボックスなどのグラフィカル要素を通じてアプリケーションと対話できるようにするユーザー インターフェイスの一種です。

ユーザーが端末にコマンドを入力してアプリケーションと対話するコマンド ライン インターフェイス (CLI) と比較して、GUI はよりユーザー フレンドリーで直感的な代替手段です。また、技術者以外のユーザーでもアプリケーションを使いやすくなります。

Python でグラフィカル ユーザー インターフェイスを構築するには、Python の GUI ライブラリを利用する必要があります。グラフィック要素を自分でハードコーディングすることもできますが、事前にパッケージ化された GUI ライブラリを使用する方が合理的です。

ライブラリには、便利な機能の提供、タスクの最適化、開発中に発生する可能性のある問題の解決に使用できる、事前に作成された再利用可能なコードが含まれています。

この場合、Python GUI ライブラリは、ユーザーフレンドリーなインターフェイスを構築するプロセスをより簡単かつ迅速にする、事前に構築されたツール、コンポーネント、および機能を提供します。

Python GUI ライブラリの利点

グラフィカル ユーザー インターフェイスを構築するときに Python GUI ライブラリを使用すると、非常に有益です。利点には次のようなものがあります。

開発プロセスを簡素化します

Python GUI ライブラリは、事前に構築された GUI コンポーネントを提供することで、グラフィカル ユーザー インターフェイスの開発プロセスを簡素化します。これらのコンポーネントは高度な抽象化を提供するため、開発者はコンポーネント自体の開発方法を知る必要がありません。彼らが知る必要があるのは、開発プロセスでそれをどのように使用するかだけです。これにより、GUI の構築が容易になります。

より迅速な開発が可能になります

GUI ライブラリには、すぐに使用できる事前構築済みコンポーネントが付属しているため、開発者が独自のコンポーネントを構築することを心配する必要がなく、開発プロセスを迅速化するのに役立ちます。短時間でアプリケーションのプロトタイプを作成する必要がある場合にも役立ちます。

豊富なコンポーネントセットを提供

GUI ライブラリは、事前に構築されたグラフィカル ユーザー インターフェイス ウィジェットの豊富なセットを提供します。これらのウィジェットには、アイコン、ボタン、ラベル、テキスト入力、ドロップダウン、チェックボックス、進行状況インジケーター、サイズ変更可能なウィンドウの境界線、フォームなどが含まれます。これにより、開発者は、よりインタラクティブで使いやすく、機能が豊富なグラフィカル ユーザー インターフェイスを作成できるようになります。

他のライブラリと統合できる

Python GUI ライブラリは、他の Python ライブラリと統合できるように構築されています。たとえば、GUI ライブラリを NumPy、Flask、Tensorflow などの他の Python ライブラリと統合して、堅牢で包括的なアプリケーションを作成できます。

イベントハンドラーが付属しています

対話型アプリケーションは、ユーザーからのイベントを処理する必要があります。その点、Python GUI ライブラリはイベント駆動型プログラミングを処理できるため、開発者はスクロール、ボタンのクリック、テキスト入力への入力、マウス操作などのユーザーのアクションに応答できます。

これにより、開発者は、ユーザーのアクションに応答し、アプリケーションのユーザーを引き付ける対話型ユーザー インターフェイスを実装することが容易になります。

グラフィカル ユーザー インターフェイスの構築に関しては、Python GUI ライブラリがすべての面倒な作業を処理するため、開発者は GUI コンポーネント自体の構築について心配することなく、GUI のより重要でユニークな側面に労力を集中できます。

Python GUI ライブラリがユーザー インターフェイスを強化する方法

アプリケーションがどれほど優れているかに関係なく、アプリケーションのユーザー インターフェイスは、対象ユーザーに受け入れられるか、ユーザーがアプリケーションを楽しく使用できるかどうか、およびユーザーがアプリケーションをどの程度活用できるかを決定する重要な要素となります。

優れたユーザー インターフェイスは、アプリケーションを使いやすく、価値があり、ユーザーの間で望ましいものにする、シームレスで直感的で楽しい対話をユーザーに提供する必要があります。開発者は、Python GUI ライブラリを利用することで、これらすべてを実現できます。

まず、Python GUI ライブラリには、画面上で UI 要素を配置および配置するためのレイアウト マネージャーが付属しています。コンポーネントの適切なレイアウトと配置により、ユーザー インターフェイスが使いやすくなり、コンポーネントが見つけやすくなります。

GUI ライブラリには事前に構築されたコンポーネントが付属しているという事実は、ユーザーがアプリケーションを操作しやすくするために使用できる堅牢なコンポーネントのセットを提供することにより、ユーザー エクスペリエンスを向上させるのにも役立ちます。

さらに、Python GUI ライブラリを使用すると、GUI コンポーネントのテーマとスタイルを設定できます。 GUI ライブラリを使用すると、開発者は画面上の要素の色、フォント、外観、サイズを変更できます。

これにより、使っていて楽しい視覚的に応用できるデザインを作成したり、ユーザーインターフェイスをブランドの一般的なカラーやテーマに合わせて製品に一貫性を持たせることができます。

Python GUI ライブラリは、ビデオや画像などのマルチメディア コンポーネントを統合して、グラフィカル ユーザー インターフェイスの外観と視覚的な魅力をさらに高める機能も提供します。

障害のあるユーザーがアプリケーションを使用する可能性があることを念頭に、Python GUI ライブラリは、そのようなユーザーを考慮したアクセシビリティ機能を提供します。

ハイ コントラスト モード、スクリーン リーダーのサポート、視覚要素の代替テキストの提供、キーボード ナビゲーションなどのアクセシビリティ機能により、アプリケーションのユーザー インターフェイスが強化され、障害を持つユーザーがアプリケーションを使用できるようになります。

したがって、Python GUI ライブラリは、Python でユーザー インターフェイスを構築する際の重要なコンポーネントです。より優れたユーザー インターフェイスをより迅速に構築するのに役立つ、トップの Python GUI ライブラリを次に示します。

PyQT

PyQt は、 Windows、macOS、Linux、iOS、Android 上で実行される Qt アプリケーション フレームワーク用の Python バインディングのセットです。 Python バインディングを使用すると、開発者は関数を呼び出し、Python から C や C++ などの言語で記述されたライブラリにデータを渡すことができます。

Qt は主に C++ で書かれた GUI フレームワークであるため、PyQt はツールキットを Python 開発者に公開します。

PyQt には、ボタン、ラベル、チェックボックス、ラジオ ボタンなどの基本的なウィジェットから、マルチメディア プレーヤー、グラフ、テーブルなどのより高度なコンポーネントに至るまで、ウィジェットとコントロールの包括的なセットがあります。

PyQt を使用すると、開発者は事前に構築されたコンポーネントを好みに合わせて完全にカスタマイズしたり、独自のカスタム ウィジェットを作成したりすることができ、ユーザー インターフェイスを開発する際に多くの創造性と可能性を生み出す余地が得られます。

Qt との緊密な統合により、PyQt を使用して開発された GUI がさまざまなオペレーティング システム間でネイティブなルック アンド フィールを確実に実現できるという利点があります。 PyQt は、データ視覚化ツール、インタラクティブなマルチメディア ソフトウェア、デスクトップ アプリケーション、および複雑なビジネスまたは科学アプリケーションの複雑な GUI の開発に最適です。

DearPyGui

DearPyGui は 、完全なスタイルとテーマの制御を可能にする、Python 用の強力なクロスプラットフォームの GPU アクセラレーション GUI フレームワークです。このフレームワークは C/C++ で記述されているため、このフレームワークを使用して高パフォーマンスの Python アプリケーションを作成できます。

GUI フレームワークとして、DearPyGui には、メニュー、ボタン、ラジオ ボタンなどの従来の GUI 要素、および動的プロット、図面、テーブル、デバッガ、および複数のリソース ビューアの堅牢なコレクションがバンドルされています。このフレームワークには、機能的なレイアウトを作成するために必要なさまざまなメソッドも付属しています。

DearPyGui は、GPU ベースのレンダリングを備えた強力かつ使いやすいフレームワークであるため、Python スクリプトの単純なインターフェイスと非常に複雑なユーザー インターフェイスの両方を作成するのに最適です。

このフレームワークは、ゲーム、データ サイエンス、エンジニアリング アプリケーションで高速でインタラクティブなインターフェイスを必要とするアプリケーションの GUI の開発に適しています。

PySimpleGUI

PySimpleGUI は 、現在 4 つの Python GUI フレームワーク (tkinter、Qt、WxPython、Remi) をサポートするラッパー パッケージです。 PySimpleGUI は、4 つのフレームワークをラップすることにより、PySimpleGUI を実行している GUI フレームワークで使用される特定のオブジェクトとコードをカプセル化します。

また、PySimpleGUI はフレームワークのボイラープレート コードのほとんどを実装するため、PySimpleGUI コードは、基礎となるフレームワークでコードを直接記述する場合に比べてはるかにシンプルで短くなります。

ドキュメントによると、PySimpleGUI プログラムでは、フレームワークの 1 つを直接使用して同一のウィンドウを作成するには、1/2 から 1/10 のコード量が必要になる場合があります。 PySimpleGUI を使用すると、さまざまな GUI フレームワークへの移行が簡単になります。

PySimpleGUI は、GUI の構築を容易にするため、Python GUI の作成方法を学習する人に最適です。ただし、PySimpleGUI は単純な GUI にのみ最適であり、より複雑な GUI を構築する場合には最適なオプションではありません。

キビー

Kivy は、主に Python と Cython で書かれたオープンソースのクロスプラットフォーム Python GUI フレームワークです。 Kivy では、高度にカスタマイズできることに加えて、Windows、macOS、Linux、Android、iOS に展開できる再利用性の高いコードを作成できます。

Kivy は高度にカスタマイズ可能で使いやすいように設計されており、アプリケーションの GUI のプロトタイピングを迅速かつ迅速に行うことができます。 Kivy はクロスプラットフォームをサポートしていますが、フレームワークはマルチタッチ ユーザー インターフェイスを利用するアプリケーションの開発に対応しています。

すべての Kivy ウィジェットはマルチタッチ サポートを備えて構築されています。そのクロスプラットフォームの性質とマルチタッチのサポートが、実際の Kivy アプリケーションのほとんどが Android と iOS である理由を説明しています。 Android または iOS デバイス用のタッチスクリーン インターフェイスを構築している場合、これが頼りになる Python GUI フレームワークになります。

トキンター

Tkinter は 、Python のデフォルトの標準 GUI パッケージです。 Tkinter は Python 標準ライブラリの一部であるため、人気が高まり、使用されるようになりました。

これはライブラリにとって有益でした。大規模なユーザー コミュニティにより、ライブラリには明確で豊富なドキュメントが確保されており、完全な初心者でもライブラリを使用して GUI を構築する方法の基本を簡単に学ぶことができます。さらに、Tkinter は他の Python ライブラリと簡単に統合できます。

Tkinter には、ボタン、ラベル、メニュー、テキスト ボックス、チェックボックス、プログレス バー、タブ付きビューなど、事前に構築された幅広いコンポーネントが付属しています。

Tkinter にはクロスプラットフォーム互換性があるため、開発者はこのライブラリを使用して、主要なオペレーティング システムで動作する豊富な GUI を構築できます。

Tkinter は、ユーザー インターフェイスのプロトタイピングを迅速に作成し、小規模なアプリケーション用のシンプルな GUI を構築するのに最適です。ただし、多くの依存関係を持つより複雑な GUI を構築するには理想的ではありません。

トーガ

Toga は、Python ネイティブ、OS ネイティブのクロスプラットフォーム GUI ツールキットで、まだ開発初期段階ですが、多くの機能と大量の基本 GUI コンポーネントが付属しています。 Toga は Python 3.7 以降を必要とし、モバイル コンピューティングが非常に重要になっていることを理解して構築されています。

したがって、Toga は、モバイル プラットフォームでの Python プログラミングのための頼りになる Python GUI フレームワークとなり、クロスプラットフォームのモバイル コーディングを可能にすることを目指しています。

オペレーティング システムからインスピレーションを得たテーマを汎用ウィジェットに適用することでクロスプラットフォーム互換性を実現する他の GUI フレームワークとは異なり、Toga は各オペレーティング システムでネイティブ システム ウィジェットを使用します。ネイティブ ウィジェットを使用すると、Toga を使用して構築された GUI が高速になり、開発者はよりクリーンなネイティブ アプリケーションを構築できるようになります。

Toga は、UI の目標を達成するための一連のメカニズムを公開し、GUI アプリの構築に関するより広範な概念を抽象化する API を提供します。このように、すべての Toga アプリケーションには、メニュー オプションの基本セットが付属しており、すべてネイティブ アプリケーションで見つかると思われる場所にあります。

Python 用 Qt

Qt for Python は、 C++ を使用して開発された Qt フレームワークの開発者によって作成された、Qt フレームワーク用の Python バインディングの公式セットです。

Qt for Python には、高度なグラフィックスや複雑なユーザー インターフェイスを作成するために Qt を利用している大規模なユーザー コミュニティと大企業があります。 Qt for Python は、さまざまなプラットフォームで実行される、複雑で視覚的に優れた高性能アプリケーションの作成に威力を発揮します。

Qt for Python には、基本的な GUI コンポーネントから高度な GUI コンポーネントに至るまで、既製のコントロールとウィジェットが付属しています。開発者は、Qt for Python を使用して複雑なデータ視覚化を作成し、開発で 2D および 3D グラフィックスを操作することもできます。

複雑な GUI を作成する際にその機能を最大限に活用する方法を学ぶには時間がかかる場合がありますが、初心者は、より高度な GUI に移行する前に、単純な GUI を作成する際に Qt for Python を使用することで恩恵を受けることができます。

結論

Python には、単純な GUI から、さまざまなプラットフォームで動作する複雑で視覚的に美しい GUI までを構築するために使用できる GUI ライブラリとフレームワークが多数あります。

Python GUI と構築する GUI を扱う専門知識のレベルに応じて、さまざまなライブラリが最適な場合があります。たとえば、シンプルなユーザー インターフェイスを構築したいと考えているまったくの初心者は、PySimpleGUI を選択して使用するのが簡単であると感じるかもしれません。

一方、より複雑で応答性が高く、視覚的に優れたユーザー インターフェイスを構築したいと考えている経験豊富な開発者は、PyQt または Qt for Python を使用することで恩恵を受ける可能性があります。

したがって、GUI を構築するときは、プロジェクトに Python GUI を採用する前に、ユーザー インターフェイスの複雑さと機能、および GUI の使用経験を考慮してください。

コードをクリーンアップするために、いくつかの Python リンター プラットフォームを調べることもできます。