PythonのGUI（グラフィカルユーザインターフェース）とは？おすすめライブラリやアプリの作り方を解説

2024年5月20日

GUIは、ボタン・リスト・テキストボックスなど使用して、マウスやタッチスクリーンで操作するソフトウェアの入力形式です。

直感的で初心者にも使いやすく、現在ではWindowsやMacなどのOSで広く採用されています。（広い意味ではスマートフォンもGUIです。）

PythonのGUIとは？入門知識
おすすめのPython GUIフレームワーク・ライブラリ
Python GUIアプリ開発方法
PythonでのGUIアプリ開発でのよくあるトラブル
PythonとGUIを学習できる本・書籍
まとめ：PythonでのGUIアプリ開発は強力なツール

監修者 Jitera代表取締役柳澤直

2014年大学在学中にソフトウェア開発企業を設立

2016年新卒でリクルートに入社 SUUMOの開発担当

2017年開発会社Jiteraを設立
開発AIエージェント「JITERA」を開発

2024年「Forbes 30 Under 30 Asia 2024」に選出

執筆者元エンジニア takakuni7777

コンピュータの専門学校がプログラミング及び、コンピュータの基礎を学び、その後、日本電気の子会社で働きました。その後、いくつかの開発の仕事を経て,コンピュータの専門学校の講師兼担任を経験し、その後はフリーにてシステムエンジニアやプログラマーの開発の仕事を担当、そのかたわらプログラミングスクールや職業訓練所、企業の新人教育などを担当しました。 25年以上のシステムエンジニア、プログラマーの仕事の経験があります。

この筆者に質問する

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システムソリューションを得意とし、新規事業からDX推進まで幅広いジャンルの開発⁨⁩実績があります。

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PythonのGUIとは？入門知識

実際のGUIプログラミングにおいては、0からボタン・ドロップボックス・リスト・テキストボックスなどをプログラミングで作成するとなると大変な労力と手間がかかってしまいます。

例えばCやC++などでWINDOWSのプログラミングでGUIを構築しようとするとOSのAPIを知識として知っていて、そのAPIを使ってどんなプログラミングをして動かすかを考えないといけません。

そこで、ボタン・ドロップボックスなどを簡単に作れるように、すでにつくられているプログラミングの部品や、フレームワークを使います。これをライブラリといいます。

PythonにはGUI用のライブラリがたくさんあり、自分の用途によって選択することができます。

おすすめのPython GUIフレームワーク・ライブラリ

それではどのようなライブラリやフレームワークがあるのか、詳しく紹介していきます。

ライブラリ	特徴	ライセンス
Tkinter	Tcl/TkのPythonバインディングで、Pythonの標準ライブラリで提供追加のインストールが不要	Python標準
Kivy	tkinterと比較して見た目がモダンスマホアプリにも対応商用利用しやすい	MITライセンス
PyQt	QtのPythonバインディング豊富なウィジェットと機能が充実商用ライセンスなしの商用利用は、ソース公開が義務づけられている	GPL（PyQt5） ※商用ライセンスもあり
wxPython	wxWidgetsのPythonバインディング高速で機能が豊富 OSと調和したGUIが作成可能	wxWindows License
PySimpleGUI	簡単にGUIが作成可能	有償ライセンス

※バインディングとはCやC++で作成されたコード
※Tcl/Tkは、スクリプト言語TclとGUIツールキットTkからなる非常に強力なGUIスクリプティング環境

Tkinter

参照：Tkinter

TkinterはPythonの標準ライブラリにすでにあり、特別なインストールがいりません。Tcl/TkのPythonバインディングです。

以下は、Tkinterで利用できるパーツの一部となります。

ボタン (button)
ラベル (label)
テキストボックス (entry)

以下にボタンを作って、使用する例を紹介します。

import tkinter as tk

def on_button_click():

print(“ボタンがクリックされました！”)

root = tk.Tk()

root.title(“Tkinter ボタンの例”)

# ボタンを作成

button = tk.Button(root, text=”クリックしてください”,
command=on_button_click)
button.pack()

root.mainloop()

この例では、「tk.Button」を使ってボタンを作成しています。ボタンをクリックすると、「on_button_click関数」が実行されます。ボタンのテキストはtextオプションで指定できます。詳細なオプションについては、Tkinterの公式ドキュメントを参照してください。このコードを実行すると、ウィンドウが表示され、ボタンをクリックするとメッセージが表示されるはずです。

PyQt

参照：pyQt

PyQtは、PythonでクロスプラットフォームのGUIアプリケーションを作成するためのライブラリです。これは、C++で書かれたQtフレームワークのPythonバインディングであり、強力で柔軟なGUI構築が可能です。

PyQtは、ウィジェットやイベント処理、データベース接続、ネットワーキングなど多くの機能を提供します。PyQt5やPyQt6などのバージョンがあり、Pythonコードから直接Qtの豊富な機能にアクセスできます。

以下は、簡単なPyQt5を使ったウィンドウ表示の例です。

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget

# アプリケーションオブジェクトの作成
app = QApplication(sys.argv)

# ウィジェットの作成
window = QWidget()
window.setWindowTitle(‘PyQt5 ウィンドウ’)
window.setGeometry(100, 100, 280, 80)

# ウィンドウの表示
window.show()

# イベントループの開始
sys.exit(app.exec_())

このコードは、シンプルなウィンドウを表示する最小限の例です。`QApplication`オブジェクトがアプリケーション全体を管理し、`QWidget`が基本的なウィンドウを提供します。`show()`メソッドでウィンドウを表示し、`exec_()`メソッドでイベントループを開始します。

Kivy

参照：Kivy
ドキュメント：ドキュメント

Kivyは、Pythonでモバイルおよびデスクトップアプリケーションを開発するためのオープンソースライブラリです。マルチタッチやマルチメディアアプリケーションの開発に適しており、クロスプラットフォーム対応（Windows、macOS、Linux、iOS、Android）です。Kivyは、柔軟なレイアウトやウィジェット、グラフィックスエンジンを提供し、簡単に使える直感的なAPIを備えています。

以下は、Kivyを使った簡単なアプリケーションの例です。

from kivy.app import App
from kivy.uix.label import Label

class MyApp(App):
def build(self):
return Label(text=’Hello, Kivy!’)

if __name__ == ‘__main__’:
MyApp().run()

このコードは、シンプルなKivyアプリケーションを作成します。`App`クラスを継承した`MyApp`クラスを定義し、`build`メソッドで`Label`ウィジェットを返します。`Label`は、画面にテキストを表示するためのウィジェットです。`MyApp().run()`でアプリケーションを起動し、ウィンドウが表示されます。このようにして、Kivyを使って簡単にアプリケーションを作成できます。

PySimpleGUI

参照：PyslmpleGUI
ドキュメント：ドキュメント

PySimpleGUIは、PythonでGUIアプリケーションを簡単に作成するためのライブラリです。Tkinter、Qt、WxPython、Remiなどの既存のGUIフレームワークの上にラッパーを提供し、シンプルなAPIで複雑なインターフェースを迅速に構築できます。コードの行数を減らし、GUIの開発を効率化するために設計されています。

以下は、PySimpleGUIを使った基本的なウィンドウの例です。

import PySimpleGUI as sg

# レイアウトの定義
layout = [[sg.Text(‘Hello, PySimpleGUI!’)],
[sg.Button(‘OK’)]]

# ウィンドウの作成
window = sg.Window(‘Simple Window’, layout)

# イベントループ
while True:
event, values = window.read()
if event == sg.WIN_CLOSED or event == ‘OK’:
break

# ウィンドウの終了処理
window.close()

このコードは、”Hello, PySimpleGUI!”というテキストと”OK”ボタンを持つシンプルなウィンドウを表示します。`layout`でウィジェットの配置を定義し、`sg.Window`でウィンドウを作成します。`window.read()`でイベントを監視し、”OK”ボタンが押されるかウィンドウが閉じられるとループを終了します。

wxPython

参照：wxPython
ドキュメント：ドキュメント

wxPythonは、PythonでクロスプラットフォームのGUIアプリケーションを作成するためのライブラリです。これは、C++で書かれたwxWidgetsライブラリのPythonバインディングであり、Windows、macOS、Linux上でネイティブな外観と操作感を提供します。wxPythonは、豊富なウィジェットと柔軟なレイアウト管理を備えており、複雑なデスクトップアプリケーションの構築が可能です。

以下は、wxPythonを使った基本的なウィンドウの例です。

import wx

# アプリケーションオブジェクトの作成
app = wx.App(False)

# フレームの作成
frame = wx.Frame(None, wx.ID_ANY, “Hello wxPython”)
panel = wx.Panel(frame, wx.ID_ANY)
text = wx.StaticText(panel, label=”Hello, wxPython!”, pos=(10, 10))

# フレームの表示
frame.Show(True)

# イベントループの開始
app.MainLoop()

このコードは、”Hello, wxPython”というタイトルのウィンドウを表示します。`wx.App`オブジェクトを作成してアプリケーションを初期化し、`wx.Frame`でメインウィンドウを作成します。`wx.Panel`上に`wx.StaticText`ウィジェットを配置してテキストを表示します。`frame.Show(True)`でウィンドウを表示し、`app.MainLoop()`でイベントループを開始します。

Python GUIアプリ開発方法

PythonのGUIアプリの計画から公開までのステップを紹介します。以下、詳細に説明します。

要件定義

GUIアプリケーションの要求定義は、以下のポイントを決定します。

目的と概要

GUIアプリケーションの目的と概要を明確に定義します。

機能要件

アプリケーションが提供する機能をリストアップします。

ユーザーインターフェース (UI)

UIの要件を記述します。どのウィジェットを配置するか、どのようなレイアウトを使用するかなどを明確にします。

動作要件

アプリケーションの動作に関する要件を定義します。

非機能要件

パフォーマンス、セキュリティ、ユーザビリティなどの非機能要件を考慮します。

アプリの設計

設計は以下の工程を行います。

レイアウト設計

選定したライブラリに基づき、各画面のレイアウトを詳細に設計します。例：メインウィンドウ、設定画面、ダイアログボックス。

コンポーネント設計

ウィジェットやコントロール（ボタン、ラベル、入力フィールドなど）をどのように配置するかを決定します。

データフロー設計

データの流れを設計します。例：ユーザー入力→バリデーション→データベース保存。

オブジェクト指向で開発する場合は、クラスの設計も必要です。