【画像付き】PythonのGUI開発ライブラリ4選

2024年8月7日2024年8月10日

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この記事では、Pythonの初心者向けにGUIの基本概念と実装方法を解説します。Pythonには、GUIアプリケーションを簡単に作成できる多くのライブラリやフレームワークがあります。

特に、Tkinterは標準ライブラリとして提供されており、初心者にとって扱いやすいです。しかし、他にもPyQtやKivy、wxPythonなどの強力なライブラリがあります。

この記事では、シンプルな電卓アプリのGUIをサンプルにそれぞれのライブラリを紹介します。

この記事で使用するPythonライブラリ

この記事では以下のPythonライブラリを使用します。

ライブラリ	ライセンス
Tkinter	Python標準モジュール
PyQt	GPL、商用ライセンス(デュアルライセンス)
Kivy	MIT
wxPython	wxWidgets

Python GUIライブラリ4選

PythonでGUIを開発する際には、いくつかのライブラリから選択することができます。ここでは、代表的なPython GUIライブラリを紹介します。

Tkinter

TkinterはPythonの標準ライブラリとして提供されており、簡単なインターフェースを迅速に作成するのに適しています。軽量でありながら強力な機能を持ち、Python初心者がGUIプログラムの基本を学ぶのに最適です。

メリット	デメリット
Pythonの標準ライブラリとして含まれているため、追加インストールが不要シンプルで使いやすく、初心者にも理解しやすい軽量で簡単なアプリケーションに適している	見た目が古いデザインに限界がある高度なUI設計やカスタマイズが難しい

以下はTkinterで設計した電卓アプリのGUIです。

サンプルPythonコード

import tkinter as tk
from math import sqrt

class Calculator:
    def __init__(self, master):
        self.master = master
        master.title("電卓")
        master.geometry("472x601")
        self.result_var = tk.StringVar()

        self.result_display = tk.Entry(master, textvariable=self.result_var, font=('Arial', 24), bd=10, insertwidth=2, width=14, borderwidth=4)
        self.result_display.grid(row=0, column=0, columnspan=4)

        self.create_buttons()

    def create_buttons(self):
        button_texts = [
            ('7', 1, 0), ('8', 1, 1), ('9', 1, 2), ('/', 1, 3),
            ('4', 2, 0), ('5', 2, 1), ('6', 2, 2), ('*', 2, 3),
            ('1', 3, 0), ('2', 3, 1), ('3', 3, 2), ('-', 3, 3),
            ('0', 4, 0), ('.', 4, 1), ('%', 4, 2), ('+', 4, 3),
            ('C', 5, 0), ('=', 5, 1), ('√', 5, 2), ('^', 5, 3)
        ]

        for (text, row, col) in button_texts:
            self.create_button(text, row, col)

    def create_button(self, text, row, col):
        button = tk.Button(self.master, text=text, padx=20, pady=20, font=('Arial', 18), width=5, height=2, command=lambda: self.on_button_click(text))
        button.grid(row=row, column=col, sticky="nsew")

    def on_button_click(self, char):
        if char == 'C':
            self.result_var.set("")
        elif char == '=':
            try:
                expression = self.result_var.get().replace('%', '/100').replace('^', '**')
                self.result_var.set(str(eval(expression)))
            except Exception as e:
                self.result_var.set("エラー")
        elif char == '√':
            try:
                value = float(self.result_var.get())
                self.result_var.set(str(sqrt(value)))
            except Exception as e:
                self.result_var.set("エラー")
        else:
            current_text = self.result_var.get()
            new_text = current_text + str(char)
            self.result_var.set(new_text)

if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    calculator = Calculator(root)
    root.mainloop()

PyQt

PyQt(公式サイト)は、クロスプラットフォームのGUIライブラリであるQtのPythonバインディングです。豊富なウィジェットと高度な機能を備えており、商用アプリケーションの開発にも適しています。

メリット	デメリット
モダンなUIデザインが可能商用アプリケーションの開発にも対応豊富なウィジェットと高度な機能を提供	ライセンスが商用利用時に制限されることがある他のGUIライブラリに比べて覚えることが多い

PyQtのインストール

PowerShellで以下のコマンドを実行してください。

pip install PyQt5

以下はPyQtで設計した電卓アプリのGUIです。

サンプルPythonコード

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QVBoxLayout, QGridLayout, QPushButton, QLineEdit
from math import sqrt

class Calculator(QWidget):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.initUI()

    def initUI(self):
        self.setWindowTitle("電卓")
        self.setGeometry(100, 100, 472, 400)

        vbox = QVBoxLayout()

        self.result_display = QLineEdit(self)
        self.result_display.setReadOnly(True)
        self.result_display.setStyleSheet("font-size: 24px; padding: 10px;")
        vbox.addWidget(self.result_display)

        grid = QGridLayout()
        button_texts = [
            ('7', 1, 0), ('8', 1, 1), ('9', 1, 2), ('/', 1, 3),
            ('4', 2, 0), ('5', 2, 1), ('6', 2, 2), ('*', 2, 3),
            ('1', 3, 0), ('2', 3, 1), ('3', 3, 2), ('-', 3, 3),
            ('0', 4, 0), ('.', 4, 1), ('%', 4, 2), ('+', 4, 3),
            ('C', 5, 0), ('=', 5, 1), ('√', 5, 2), ('^', 5, 3)
        ]

        for (text, row, col) in button_texts:
            button = QPushButton(text, self)
            button.setStyleSheet("font-size: 18px; padding: 15px;")
            button.clicked.connect(lambda _, b=text: self.on_button_click(b))
            grid.addWidget(button, row, col)

        vbox.addLayout(grid)
        self.setLayout(vbox)

    def on_button_click(self, char):
        if char == 'C':
            self.result_display.clear()
        elif char == '=':
            try:
                expression = self.result_display.text().replace('%', '/100').replace('^', '**')
                self.result_display.setText(str(eval(expression)))
            except Exception as e:
                self.result_display.setText("エラー")
        elif char == '√':
            try:
                value = float(self.result_display.text())
                self.result_display.setText(str(sqrt(value)))
            except Exception as e:
                self.result_display.setText("エラー")
        else:
            current_text = self.result_display.text()
            new_text = current_text + str(char)
            self.result_display.setText(new_text)

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    calculator = Calculator()
    calculator.show()
    sys.exit(app.exec_())

Kivy

Kivy(公式サイト)は、マルチタッチ対応のクロスプラットフォームGUIフレームワークで、モバイルデバイスやデスクトップアプリケーションの開発に適しています。モダンなUI/UXを実現するための多くの機能を提供します。

メリット	デメリット
MITライセンスであるため、制限が緩いマルチタッチとマルチプラットフォームに対応モバイルアプリケーションの開発にも適しているモダンでカスタマイズ可能なUI設計が可能	他のライブラリと比べてリソースが重い設計が他のライブラリと大きく異なる

Kivyのインストール

PowerShellで以下のコマンドを実行してください。(Windowsの場合)

pip install kivy[base] kivy[angle]

以下はKivyで設計した電卓アプリのGUIです。

サンプルPythonコード

from kivy.app import App
from kivy.uix.boxlayout import BoxLayout
from kivy.uix.gridlayout import GridLayout
from kivy.uix.button import Button
from kivy.uix.textinput import TextInput
from math import sqrt

class CalculatorApp(App):
    def build(self):
        # padding=[left, top, right, bottom]
        root_layout = BoxLayout(orientation='vertical', padding=[10, 10, 10, 10], spacing=10)
        
        self.result_var = ""
        
        # Display
        self.result_display = TextInput(font_size=32, readonly=True, halign="right", multiline=False, size_hint_y=0.2)
        root_layout.add_widget(self.result_display)
        
        # Button layout
        button_layout = GridLayout(cols=4, spacing=10, size_hint_y=0.8)
        
        button_texts = [
            '7', '8', '9', '/', 
            '4', '5', '6', '*', 
            '1', '2', '3', '-', 
            '0', '.', '%', '+',
            'C', '=', '√', '^'
        ]

        for text in button_texts:
            button = Button(text=text, font_size=24, on_press=self.on_button_click)
            button_layout.add_widget(button)
        
        root_layout.add_widget(button_layout)
        
        return root_layout

    def on_button_click(self, instance):
        char = instance.text
        if char == 'C':
            self.result_var = ""
            self.result_display.text = self.result_var
        elif char == '=':
            try:
                expression = self.result_var.replace('%', '/100').replace('^', '**')
                self.result_var = str(eval(expression))
                self.result_display.text = self.result_var
            except Exception as e:
                self.result_display.text = "エラー"
        elif char == '√':
            try:
                value = float(self.result_var)
                self.result_var = str(sqrt(value))
                self.result_display.text = self.result_var
            except Exception as e:
                self.result_display.text = "エラー"
        else:
            self.result_var += char
            self.result_display.text = self.result_var

if __name__ == '__main__':
    CalculatorApp().run()

wxPython

wxPython(公式サイト)は、ネイティブの外観と操作性を提供するクロスプラットフォームのGUIライブラリです。柔軟性が高く、複雑なアプリケーションの開発にも適しています。

メリット	デメリット
ネイティブの見た目と操作性クロスプラットフォーム対応柔軟で豊富なウィジェットセットが用意されている	セットアップが複雑ドキュメントやリソースが少ない

wxPythonのインストール

PowerShellで以下のコマンドを実行してください。

pip install wxPython

wxWidgetsライセンスとは？

wxPythonはwxPythonというライセンスで提供されています。wxPythonはLGPLライセンスに似たライセンスですが、特定の条件下での例外が含まれています。主な特徴は以下の通りです。

使用して作成された商用アプリケーションの配布が可能
静的にリンク(コンパイル時に使用されるライブラリのコードを実行ファイルに組み込む方法)した場合でも、アプリケーションコードがオープンソースである必要はない
利用したアプリケーションを独自のライセンスで配布することが許可されている

以下はwxPythonで設計した電卓アプリのGUIです。

サンプルPythonコード

import wx
from math import sqrt

class Calculator(wx.Frame):
    def __init__(self, parent, title):
        super().__init__(parent, title=title, size=(472, 601))
        
        self.panel = wx.Panel(self)
        self.result_var = wx.TextCtrl(self.panel, style=wx.TE_RIGHT | wx.TE_READONLY, size=(440, 70))
        self.result_var.SetFont(wx.Font(24, wx.FONTFAMILY_DEFAULT, wx.FONTSTYLE_NORMAL, wx.FONTWEIGHT_NORMAL))

        main_sizer = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
        main_sizer.Add(self.result_var, 0, wx.EXPAND | wx.ALL, 10)

        button_sizer = wx.GridSizer(5, 4, 10, 10)
        button_texts = [
            ('7', 1, 0), ('8', 1, 1), ('9', 1, 2), ('/', 1, 3),
            ('4', 2, 0), ('5', 2, 1), ('6', 2, 2), ('*', 2, 3),
            ('1', 3, 0), ('2', 3, 1), ('3', 3, 2), ('-', 3, 3),
            ('0', 4, 0), ('.', 4, 1), ('%', 4, 2), ('+', 4, 3),
            ('C', 5, 0), ('=', 5, 1), ('√', 5, 2), ('^', 5, 3)
        ]

        for (text, row, col) in button_texts:
            button = wx.Button(self.panel, label=text, size=(100, 70))
            button.SetFont(wx.Font(18, wx.FONTFAMILY_DEFAULT, wx.FONTSTYLE_NORMAL, wx.FONTWEIGHT_NORMAL))
            button.Bind(wx.EVT_BUTTON, lambda event, char=text: self.on_button_click(char))
            button_sizer.Add(button, 0, wx.EXPAND)
        
        main_sizer.Add(button_sizer, 1, wx.EXPAND | wx.ALL, 10)
        self.panel.SetSizer(main_sizer)
        self.Centre()
        self.Show()

    def on_button_click(self, char):
        current_text = self.result_var.GetValue()
        
        if char == 'C':
            self.result_var.SetValue("")
        elif char == '=':
            try:
                expression = current_text.replace('%', '/100').replace('^', '**')
                result = str(eval(expression))
                self.result_var.SetValue(result)
            except Exception:
                self.result_var.SetValue("エラー")
        elif char == '√':
            try:
                value = float(current_text)
                self.result_var.SetValue(str(sqrt(value)))
            except Exception:
                self.result_var.SetValue("エラー")
        else:
            new_text = current_text + char
            self.result_var.SetValue(new_text)

if __name__ == "__main__":
    app = wx.App(False)
    Calculator(None, title="電卓")
    app.MainLoop()