Python 文本终端 GUI 框架：打造极客风格的用户界面

Curses

首先出场的是 Curses[1]。

Curse

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[2]，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：

小试牛刀

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[3] 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：

Npyscreen

•  [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[5] 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[6], Glib[7], Tornado[8] 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：

消息框

多字体

色彩

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：

Urwid 结构图

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[9]:

NetEase-MusicBox

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！