GUI是什么

 
图形用户界面(Graphical User Interface,简称 GUI),是计算机图形学技术的一种,它一般由窗口、下拉菜单或者对话框等图形化的控件组成。用户通过点击菜单栏、按钮或者弹出对话框的形式来实现与机器的交互,GUI 的存在拉近了人与计算机的的距离,让人机交互的过程变得简单舒适、有温度。

在正式讲解 Tkinter 之前,我们有必要对“图形用户界面”这一名词做简单的介绍。

如果您是第一次接触“图形用户界面”这个名词,一定会比较迷茫,其实在我们的日常工作与学习中,我们经常与它“相遇”,举一个简单的例子,当打开腾讯 QQ 后,在电脑桌面上会弹出 QQ 的登录界面,成功登录 QQ 后会显示 QQ 的主界面,这些都可以被称作图形用户界面,它的任务就是完成与用户的交互,如下所示:
 

图1:QQ登录界面
 
再比如 Windows 操作系统的电脑桌面,本质上也是“图形用户界面”,只不过与 APP 相比,计算机用户界面更为复杂,在桌面上出现的任何一个弹出框都可以看做是一个“图形用户界面”如下所示:
 
GUI tkinter
图2:系统信息界面

GUI发展史

上世纪 70 年代,美国施乐研究中心完成了第一个比较完善的图形界面程序(即 WIMP 程序),该程序包含了窗口、图标、菜单和下拉菜单等。随后世界著名的苹果公司于 1983 年发布了一款电子图表软件(Lisa),这也是世界上第一款具有完整界面的计算机软件。

然而,图形用户界面的真正火热,是伴随着 Windows 系统的出现而兴盛起来的。

20 世纪初,微软相继发布了 Windows 95、Windows 98、Windows XP 等版本,其中 Windows XP 更是直接奠定了微软在操作系统领域的“霸主”地位,此时的计算机图形界面才日趋为完善和成熟起来。如果您接触过微软公司开发的 VB(Visual Basic)程序语言,您就能体验到微软在 GUI 方面功力深厚。VB 语言拥有许多 GUI 控件,通过这些可视化控件能够迅速建立一个应用程序。

不难看出,虽然苹果公司在 GUI 领域起步较早,但却被微软后来者居上,至于 Linux 系统,它的的图形界面则起步更晚。

在 GUI 发展的过程中,微软、苹果、施乐等公司为 GUI 领域的发展做了重要贡献。图形用户界面是人类历史上最伟大的发明创造之一,它对计算机的普及与进一步发展起到了意义深远的影响。
 

总结:
经过上述介绍,我们知道,图形用户界面(即 GUI)指的是采用图形方式来显示计算机的用户操作界面,它是人与计算机交互的一种方式。用户通过鼠标、键盘、触摸等操作来控制屏幕上的图标、菜单等选项卡,从而实现选择功能,或者启动程序等操作。

GUI应用领域

GUI 的应用领域非常广泛,它不仅仅局限于软件产品(app)、计算机操作系统界面,还囊括了车载系统产品、智能家居、电子数码等产品,比如汽车中控台的显示屏界面,或者行车记录仪界面等等。
 
gui tkinter
图3:汽车中控台显示屏

GUI的优势

GUI 在互联网行业中有着举足轻重的地位,那些专门从事于界面开发的程序员被称为 GUI 开发工程师,如果在细分的话,可分为软件界面开发工程师和硬件界面开发工程师,它们统称为“界面开发程序员”。当然界面开发工作也需要配合其他岗位一起完成,比如前端 UI 工程师(User Interface Designer),他们主要负责界面的美化和设计等工作。

与早期的命令行界面相比,图形界面对于用户更加友好,使用户在视觉上更容易接受。由于 GUI 直接与用户交互,因此它不仅仅是计算机中的一门技术,它还涉及了美学、行为学、心里学等许多领域的知识。因此在开发、设计一款 GUI 产品时,不能只局限于技术层面,而要对全局进行把控,最终使产品更符合人性化,从而提高用户的使用体验。

GUI开发工具

目前市面上的 GUI 开发软件包有很多,其中多数使用 C/C++ 语言开发,其中较为流行的框架有 Qt 、GTK、wxWidgets、Electron、MFC/ATL(微软公司开发) 等。Electron 较为特殊,它是由 C/C++ 和 JS、TypeScript 开发而成,它通过 JavaScript、HTML 和 CSS 来构建跨平台的桌面应用程序,这在以前是不可想象的。
 
GUI 开发工具
图4:GUI 开发工具 Electron

Qt 是由 Qt Company 开发的一个跨平台的 C++ 框架(现已被 Digia 公司收购),目前最新的版本是 Qt5。Qt 除了支持界面设计(GUI编程),还封装了与网络编程、多线程、数据库连接、视频音频等相关的功能。
 
GUI QT图标
图5:GUI Qt 图标

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您可能会问,为什么要采用 C/C++ 库来开发 GUI 软件包呢?这是因为相比于其他语言,C/C++ 更适合于开发 GUI 程序。我们知道 GUI 程序其实就是人和计算机的交互操作,因此程序的运行性能是考虑的第一要素,若性能不佳,将非常影响用户的体验。 C/C++ 作为执行效率仅次于汇编语言的编译型语言,用来开发 GUI 软件包在合适不过了。

除 C/C++ 之外,Python、Java、C# 等语言也提供了一些 GUI 开发软件包,如下所示:
  • Python GUI 工具:Tkinter、wxPython、PyQt、PyGTK、Pywin32 等;
  • Java GUI 工具:AWT、SWING、JavaFX 等;
  • C# GUI 工具: WinForm、WPF 等;

虽然上述语言的性能不及 C/C++,但是它们的开发效率很高,因此在性能要求不高的情况下,这些软件包也能够满足大多数用户的需求。大家要铭记,开发 GUI 程序的目的是为了实现人机交互,提升设备或者 APP 软件的易用性,这是 GUI 程序的初衷。

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