PyQt5入门级超详细教程

中篇：信号槽机制与表格数据展示

接上篇：

第4部分：事件处理与信号槽机制

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4.1 什么是信号与槽？

在 PyQt5 中，信号（Signal） 和 槽（Slot） 是处理事件和交互的核心机制。信号代表某个事件的发生，而槽是信号触发后执行的函数。

• 信号：信号是控件发出的消息，用来通知外界某个事件的发生。例如，按钮被点击时会发出一个 clicked 信号。
• 槽：槽是一个函数，负责响应信号。当一个信号发出时，它会调用与其关联的槽函数。

通过信号与槽机制，PyQt5 实现了控件之间的松散耦合，让事件处理更加灵活。

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4.2 信号与槽的基本用法

我们可以通过以下步骤使用信号与槽机制：

1. 创建一个控件（如按钮、文本框等）。
2. 连接控件的信号到一个槽函数（通常是你定义的函数）。
3. 当信号触发时，调用相应的槽函数来执行操作。

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4.3 信号与槽的基础示例

示例 1：按钮点击事件

python">from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QPushButton
import sysclass MainWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setWindowTitle("信号与槽示例")# 创建一个按钮button = QPushButton("点击我", self)# 将按钮的 clicked 信号连接到自定义槽函数button.clicked.connect(self.button_clicked)# 设置按钮为中央控件self.setCentralWidget(button)def button_clicked(self):# 按钮点击后执行的操作print("按钮被点击！")app = QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
window.show()
sys.exit(app.exec_())

代码详解：

1. button.clicked.connect(self.button_clicked)
   • 这是信号与槽的核心部分。clicked 信号是 QPushButton 控件自带的信号，当按钮被点击时，信号会被触发。通过 connect() 方法，我们将这个信号连接到自定义的槽函数 button_clicked，这样当按钮被点击时，程序会执行这个槽函数。
2. self.button_clicked()
   • 这是槽函数，它在按钮被点击时执行。这个函数中可以定义任何逻辑，比如打印消息、打开窗口或其他操作。

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4.4 处理不同的信号

PyQt5 中每个控件都有多个内置信号。例如，QLineEdit（文本输入框）控件有 textChanged 信号，表示文本发生了改变。

示例 2：处理文本输入框的信号

python">from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QLineEdit
import sysclass MainWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setWindowTitle("QLineEdit 信号示例")# 创建文本输入框self.line_edit = QLineEdit(self)# 连接文本改变的信号到自定义槽函数self.line_edit.textChanged.connect(self.text_changed)# 设置文本输入框为中央控件self.setCentralWidget(self.line_edit)def text_changed(self, text):# 当用户修改文本时，显示当前输入的内容print(f"用户输入: {text}")app = QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
window.show()
sys.exit(app.exec_())

代码详解：

1. self.line_edit.textChanged.connect(self.text_changed)
   • 这里我们连接了 QLineEdit 控件的 textChanged 信号，该信号会在用户每次修改文本时触发。每当用户输入或删除文本时，程序都会调用槽函数 text_changed。
2. self.text_changed(text)
   • 这是槽函数，参数 text 是用户当前输入的内容。当文本内容改变时，这个槽函数会被自动调用，并打印出用户输入的文本。

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4.5 自定义信号与槽

有时候，PyQt5 提供的内置信号并不能满足所有需求。在这种情况下，你可以自定义信号，并将它们与槽函数关联起来。

示例 3：自定义信号

python">from PyQt5.QtCore import QObject, pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QPushButton
import sys# 创建一个自定义的类，继承自 QObject
class Communicate(QObject):# 定义一个自定义信号my_signal = pyqtSignal()class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setWindowTitle("自定义信号示例")# 创建按钮button = QPushButton("触发自定义信号", self)button.clicked.connect(self.emit_custom_signal)  # 连接按钮点击事件# 创建自定义信号对象self.comm = Communicate()# 连接自定义信号到槽函数self.comm.my_signal.connect(self.custom_slot)# 设置按钮为中央控件self.setCentralWidget(button)def emit_custom_signal(self):# 触发自定义信号self.comm.my_signal.emit()def custom_slot(self):# 自定义信号触发时执行的操作print("自定义信号被触发！")app = QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
window.show()
sys.exit(app.exec_())

代码详解：

1. 自定义信号
   • 我们创建了一个 Communicate 类，继承自 QObject。在这个类中，我们定义了一个信号 my_signal，使用 pyqtSignal() 方法来创建。
2. 触发自定义信号
   • 当按钮被点击时，我们调用 self.comm.my_signal.emit() 触发自定义信号。随后，这个信号会调用关联的槽函数 custom_slot。
3. 自定义槽函数
   • 当自定义信号被触发时，custom_slot() 会执行并打印消息。

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4.6 信号槽的高级用法

1. 信号传递参数：大部分 PyQt5 内置信号都会传递参数。例如，textChanged 信号会传递当前文本内容，currentIndexChanged 信号会传递选中的下标。

2. 断开信号与槽的连接：可以通过 disconnect() 方法断开信号与槽的连接。

   python">button.clicked.disconnect(self.button_clicked)
   

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4.7 总结

在这一部分中，我们详细介绍了 PyQt5 的 信号与槽机制，这是 PyQt5 应用程序事件处理的核心。通过信号与槽机制，你可以让应用程序的控件彼此交互，实现复杂的用户界面行为。

关键点回顾：

• 信号：表示事件的发生，例如按钮点击、文本改变等。
• 槽：信号触发后调用的函数，用来处理具体的逻辑。
• 自定义信号：你可以根据需要创建自己的信号，并将它们与槽函数关联。

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第5部分：文件对话框与文件处理

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5.1 什么是文件对话框？

在桌面应用程序中，用户经常需要与文件系统交互，例如打开文件、保存文件、选择文件夹等。为了让用户选择文件或保存文件，PyQt5 提供了一个标准化的控件，叫做 QFileDialog。QFileDialog 是一个弹出窗口，允许用户通过系统文件浏览器来选择或保存文件。

为什么使用 QFileDialog？

• 用户体验友好：用户可以通过系统的文件浏览器来选择文件，而不是手动输入路径。
• 跨平台一致性：QFileDialog 使用了操作系统的原生文件对话框，确保了跨平台的一致性。
• 多功能性：你可以自定义文件类型过滤器，只允许用户选择特定类型的文件。

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5.2 使用 QFileDialog 打开文件

我们将从如何使用 QFileDialog 打开文件并读取文件内容开始。这个过程包括：

1. 弹出文件对话框，供用户选择文件。
2. 读取用户选择的文件内容，并将其展示在应用程序中。

示例 1：打开文本文件并显示内容

python">import sys  # 系统模块，用于控制程序退出
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QPushButton, QFileDialog, QTextEdit# 创建一个主窗口类
class MainWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()  # 调用父类的初始化方法self.setWindowTitle("文件对话框示例")  # 设置窗口标题# 创建一个按钮self.button = QPushButton("打开文件", self)self.button.clicked.connect(self.open_file)  # 连接按钮点击事件# 创建一个文本编辑框，用于显示文件内容self.text_edit = QTextEdit(self)# 设置窗口布局self.setCentralWidget(self.button)  # 初始显示按钮# 打开文件的函数def open_file(self):# 弹出文件对话框，让用户选择文件file_name, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, "选择文件", "", "文本文件 (*.txt);;所有文件 (*)")# 检查用户是否选择了文件if file_name:# 打开文件并读取内容with open(file_name, 'r', encoding='utf-8') as f:file_content = f.read()  # 读取文件内容# 将文件内容显示在文本编辑框中self.text_edit.setText(file_content)self.setCentralWidget(self.text_edit)  # 切换显示文本编辑框# 创建应用程序对象
app = QApplication(sys.argv)# 创建主窗口对象
window = MainWindow()
window.show()# 进入应用程序事件循环
sys.exit(app.exec_())

代码详解：

1. QFileDialog.getOpenFileName()：

   • 功能

     ：弹出一个文件对话框，让用户选择文件。它返回两个值：

     • file_name 是用户选择的文件的路径。
     • _ 是过滤器信息，我们暂时不需要用到它，因此使用 _ 来忽略。

   • 文件类型过滤器："文本文件 (*.txt);;所有文件 (*)" 表示用户只能看到 .txt 文件或所有类型的文件。我们可以根据应用场景自定义文件类型过滤器。

2. with open(file_name, 'r', encoding='utf-8') as f:：

   • 功能：打开用户选择的文件并读取内容。'r' 表示以只读模式打开文件，encoding='utf-8' 确保文件按 UTF-8 编码读取。

3. 显示文件内容：

   • 使用 QTextEdit 控件来显示读取到的文件内容。QTextEdit 是一个多行文本框，适合显示较大的文本内容。
   • self.setCentralWidget(self.text_edit)：将窗口中央控件从按钮切换为文本编辑框，这样用户可以在窗口中看到文件内容。

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5.3 文件类型过滤器

在文件对话框中，我们可以通过文件类型过滤器限制用户只能选择特定类型的文件。例如，下面是一些常见的文件类型过滤器：

• "文本文件 (*.txt)"：只显示 .txt 文件。
• "图片文件 (*.png *.jpg)"：只显示 .png 和 .jpg 格式的图片文件。
• "所有文件 (*)"：显示所有类型的文件。

在 QFileDialog 中，多个文件类型可以通过 ;; 分隔。例如：

python">file_name, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, "选择文件", "", "图片文件 (*.png *.jpg);;所有文件 (*)")

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5.4 使用 QFileDialog 保存文件

QFileDialog 不仅可以用于打开文件，还可以用于保存文件。让我们看看如何使用文件对话框来保存用户输入的内容到文件中。

示例 2：保存文本到文件

python">import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QPushButton, QFileDialog, QTextEditclass MainWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setWindowTitle("保存文件示例")# 创建文本编辑框，用户可以在其中输入文本self.text_edit = QTextEdit(self)self.setCentralWidget(self.text_edit)# 创建保存按钮save_button = QPushButton("保存文件", self)save_button.clicked.connect(self.save_file)self.text_edit.setFixedHeight(100)  # 设置按钮的固定高度self.text_edit.setFixedWidth(200)# 保存文件的函数def save_file(self):# 弹出保存文件对话框，选择保存路径和文件名file_name, _ = QFileDialog.getSaveFileName(self, "保存文件", "", "文本文件 (*.txt);;所有文件 (*)")# 检查用户是否选择了保存文件的路径if file_name:# 获取文本框中的内容file_content = self.text_edit.toPlainText()# 将内容写入文件with open(file_name, 'w', encoding='utf-8') as f:f.write(file_content)app = QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
window.show()
sys.exit(app.exec_())

代码详解：

1. QFileDialog.getSaveFileName()：
   • 功能：弹出保存文件对话框，允许用户选择保存路径和文件名。返回值 file_name 是用户选择的保存路径。如果用户取消操作，file_name 会是一个空字符串。
2. self.text_edit.toPlainText()：
   • 功能：从 QTextEdit 文本框中获取用户输入的文本。toPlainText() 方法返回的是纯文本内容，不包含格式信息。
3. 保存文件：
   • 使用 open() 函数以写入模式 ('w') 打开文件，然后将用户输入的文本写入文件。如果文件不存在，系统会自动创建该文件。

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5.5 多文件选择

PyQt5 的 QFileDialog 还允许用户同时选择多个文件。这在某些场景下非常有用，比如批量处理多个文件。

示例 3：多文件选择

python">import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QPushButton, QFileDialog, QTextEditclass MainWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setWindowTitle("多文件选择示例")# 创建按钮button = QPushButton("选择多个文件", self)button.clicked.connect(self.open_files)# 创建文本编辑框，用于显示选择的文件路径self.text_edit = QTextEdit(self)self.text_edit.setReadOnly(True)  # 设置为只读# 设置布局self.setCentralWidget(self.text_edit)def open_files(self):# 弹出文件对话框，允许用户选择多个文件files, _ = QFileDialog.getOpenFileNames(self, "选择多个文件", "", "所有文件 (*)")if files:# 将所有文件路径显示在文本编辑框中self.text_edit.setText('\n'.join(files))app = QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
window.show()
sys.exit(app.exec_())

代码详解：

1. QFileDialog.getOpenFileNames()：
   • 功能：弹出文件对话框，允许用户同时选择多个文件。返回值 files 是用户选择的所有文件路径列表。
   • '\n'.join(files)：将文件路径列表转换为字符串，每个文件路径之间用换行符分隔，以便在文本框中展示多个文件路径。

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5.6 总结

在这一部分中，我们详细讲解了 PyQt5 中如何使用 QFileDialog 来处理文件的打开、保存以及多文件选择。QFileDialog 是 PyQt5 中一个强大且常用的对话框控件，允许用户与文件系统交互。

关键点：

• QFileDialog.getOpenFileName()：用于打开文件，返回用户选择的文件路径。
• QFileDialog.getSaveFileName()：用于保存文件，允许用户选择保存路径。
• QFileDialog.getOpenFileNames()：允许用户选择多个文件，返回文件路径列表。

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第6部分：表格控件 QTableWidget 与数据展示

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6.1 什么是 QTableWidget

QTableWidget 是 PyQt5 提供的一个表格控件，允许你通过表格的形式展示数据。你可以将数据组织为行和列，类似于 Excel 表格或者 pandas 的 DataFrame。在应用程序中，表格控件非常适合展示结构化数据，如数据库查询结果、文件数据等。

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6.2 如何创建一个简单的 QTableWidget

首先，我们来看如何手动创建一个 QTableWidget，并向其中填充一些数据。这里我们将创建一个 3 行 2 列的表格，并手动设置表头和每个单元格的数据。

示例 1：创建简单的表格控件

python">import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QTableWidget, QTableWidgetItemclass MainWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()# 设置窗口标题self.setWindowTitle("QTableWidget 示例")# 创建一个 QTableWidget 表格，指定表格有 3 行 2 列self.table_widget = QTableWidget(3, 2, self)# 设置表格的表头self.table_widget.setHorizontalHeaderLabels(["姓名", "年龄"])# 填充表格的单元格数据self.table_widget.setItem(0, 0, QTableWidgetItem("张三"))  # 第1行第1列：张三self.table_widget.setItem(0, 1, QTableWidgetItem("25"))   # 第1行第2列：25self.table_widget.setItem(1, 0, QTableWidgetItem("李四"))  # 第2行第1列：李四self.table_widget.setItem(1, 1, QTableWidgetItem("30"))   # 第2行第2列：30self.table_widget.setItem(2, 0, QTableWidgetItem("王五"))  # 第3行第1列：王五self.table_widget.setItem(2, 1, QTableWidgetItem("22"))   # 第3行第2列：22# 将表格设置为主窗口的中央控件，表格将显示在窗口中self.setCentralWidget(self.table_widget)# 创建应用程序对象
app = QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
window.show()# 进入应用程序事件循环
sys.exit(app.exec_())

代码详解：

1. QTableWidget(3, 2)

   这一行代码创建了一个表格控件，表格有 3 行和 2 列。行数代表有多少条记录，列数代表每条记录包含多少个字段（例如姓名和年龄）。

2. setHorizontalHeaderLabels()

   通过这行代码，我们设置了表格的表头，这里设置了两列，分别是“姓名”和“年龄”。这些列头将显示在表格的顶部，帮助用户了解每一列的数据含义。

3. setItem(row, column, QTableWidgetItem(value))

   通过这个方法，你可以将数据插入到表格的某个单元格中。第一个参数 row 表示第几行，第二个参数 column 表示第几列，第三个参数 QTableWidgetItem(value) 表示你想要插入的具体数据。

4. setCentralWidget(self.table_widget)

   这行代码将 QTableWidget 设置为窗口的中央控件，表格将占据窗口的主要显示区域。每个窗口只能有一个中央控件。

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6.3 动态填充 QTableWidget

在实际应用中，表格中的数据通常不是手动输入的，而是从某个数据源（如列表、数据库或文件）动态获取的。接下来，我们演示如何根据一个列表动态填充表格的内容。

示例 2：从列表动态填充表格

python">import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QTableWidget, QTableWidgetItemclass MainWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setWindowTitle("动态填充 QTableWidget 示例")# 数据源，包含姓名和年龄的列表data = [["张三", "25"],["李四", "30"],["王五", "22"]]# 根据数据源的大小动态创建表格，行数等于 data 列表的长度，列数为 2self.table_widget = QTableWidget(len(data), 2, self)self.table_widget.setHorizontalHeaderLabels(["姓名", "年龄"])# 使用 for 循环填充表格for row, (name, age) in enumerate(data):self.table_widget.setItem(row, 0, QTableWidgetItem(name))  # 插入姓名self.table_widget.setItem(row, 1, QTableWidgetItem(age))   # 插入年龄# 设置表格为窗口的中央控件self.setCentralWidget(self.table_widget)# 创建应用程序对象
app = QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
window.show()
sys.exit(app.exec_())

代码详解：

1. 数据源 data

   data 是一个列表，每个子列表包含一个人的姓名和年龄。在实际应用中，数据源可能来自数据库、文件或外部 API，这里我们使用静态列表作为示例。

2. 动态创建表格

   表格的行数是由 len(data) 决定的，列数固定为 2（姓名和年龄）。这意味着如果数据源包含更多条记录，表格会自动根据数据源的大小调整行数。

3. for 循环填充表格

   我们使用 for 循环遍历数据源，enumerate 返回每条记录的索引（row）和数据（name 和 age）。通过 setItem() 方法，我们将每条记录中的姓名和年龄填充到相应的行和列中。

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6.4 使用 pandas 与 QTableWidget

在处理大量数据时，pandas 是一个非常强大的库。它能够快速、轻松地读取 CSV 文件、Excel 文件，甚至数据库中的数据，并以 DataFrame 的形式进行操作。接下来，我们演示如何使用 pandas 读取数据，并将其展示在 QTableWidget 中。

示例 3：使用 pandas 填充 QTableWidget

python">import sys
import pandas as pd  # 导入 pandas 库
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QTableWidget, QTableWidgetItemclass MainWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setWindowTitle("使用 pandas 填充 QTableWidget")# 模拟读取的数据，通常可以通过 pd.read_csv() 或 pd.read_excel() 读取外部文件data_frame = pd.DataFrame({'姓名': ['张三', '李四', '王五'],'年龄': [25, 30, 22]})# 根据 pandas DataFrame 的大小创建表格self.table_widget = QTableWidget(data_frame.shape[0], data_frame.shape[1], self)self.table_widget.setHorizontalHeaderLabels(data_frame.columns)# 填充表格for row in range(data_frame.shape[0]):for col in range(data_frame.shape[1]):self.table_widget.setItem(row, col, QTableWidgetItem(str(data_frame.iat[row, col])))# 设置表格为中央控件self.setCentralWidget(self.table_widget)# 创建应用程序对象
app = QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
window.show()
sys.exit(app.exec_())

代码详解：

1. pandas DataFrame

   这里我们手动创建了一个 DataFrame，它包含了姓名和年龄的两列。在实际应用中，你可以通过 pd.read_csv()、pd.read_excel() 或者数据库查询来获取数据。

2. data_frame.shape

   shape 是 pandas 的一个属性，返回 DataFrame 的形状（即行数和列数）。我们通过 shape 来动态决定表格的行数和列数。

3. data_frame.iat[row, col]

   iat 是 pandas 提供的一个方法，允许我们根据行号和列号来访问 DataFrame 中的某个具体值。通过这个方法，我们可以轻松将 DataFrame 中的每个单元格数据填充到 QTableWidget 中。

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6.5 从文件动态填充 QTableWidget

实际应用中，数据通常来自外部文件，如 CSV 文件。接下来我们将展示如何通过 QFileDialog 选择一个 CSV 文件，并使用 pandas 读取文件内容，最后将其展示在 QTableWidget 中。

示例 4：从 CSV 文件填充表格

python">import sys
import pandas as pd
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QTableWidget, QTableWidgetItem, QFileDialog, QPushButtonclass MainWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setWindowTitle("从 CSV 文件填充 QTableWidget")# 创建按钮，用于选择 CSV 文件self.button = QPushButton("选择 CSV 文件", self)self.button.clicked.connect(self.open_file)# 设置按钮为中央控件self.setCentralWidget(self.button)def open_file(self):# 打开文件对话框，选择 CSV 文件file_name, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, "选择文件", "", "CSV 文件 (*.csv);;所有文件 (*)")if file_name:# 使用 pandas 读取 CSV 文件data_frame = pd.read_csv(file_name)# 创建表格，行数和列数由 DataFrame 决定self.table_widget = QTableWidget(data_frame.shape[0], data_frame.shape[1], self)self.table_widget.setHorizontalHeaderLabels(data_frame.columns)# 填充表格for row in range(data_frame.shape[0]):for col in range(data_frame.shape[1]):self.table_widget.setItem(row, col, QTableWidgetItem(str(data_frame.iat[row, col])))# 将表格设置为中央控件self.setCentralWidget(self.table_widget)# 创建应用程序对象
app = QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
window.show()
sys.exit(app.exec_())

代码详解：

1. QFileDialog.getOpenFileName()

   这一行代码弹出了一个文件对话框，让用户选择一个 CSV 文件。file_name 是用户选择的文件路径。

2. pd.read_csv(file_name)

   使用 pandas 读取 CSV 文件，文件内容将被加载为 DataFrame。DataFrame 是一种二维数据结构，类似于表格。

3. QTableWidget(data_frame.shape[0], data_frame.shape[1])

   表格的行数和列数根据 DataFrame 的形状（行数和列数）动态生成。

4. data_frame.iat[row, col]

   通过 iat 方法按行列索引获取 DataFrame 中的具体数据，并填充到 QTableWidget 的对应单元格中。

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6.6 总结

在这一部分中，我们学习了如何使用 QTableWidget 来展示表格数据，并结合 pandas 来处理和展示从外部文件读取的数据。通过 pandas 的强大数据处理能力和 QTableWidget 的可视化展示功能，我们可以轻松将数据展示在应用程序中。

关键点：

• QTableWidget 是一个强大的表格控件，适合展示结构化数据。
• pandas 提供了灵活的数据处理能力，可以将 DataFrame 数据轻松导入到 QTableWidget 中。
• 使用 QFileDialog 可以让用户通过文件对话框选择 CSV 文件，并将其内容展示在表格中。

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4-6部分总结

在第4至第6部分中，我们深入讲解了 PyQt5 的信号与槽机制，展示了如何通过信号和槽处理用户操作事件，如按钮点击和文本输入。同时，我们介绍了 QFileDialog 控件，帮助用户与文件系统交互，进行文件的打开和保存操作。随后，我们重点讲解了 QTableWidget 控件及其与 pandas 的结合，展示了如何动态地从 CSV 文件或其他数据源加载并展示结构化数据。