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【Python】PyAutoGUI 库:用于通过代码控制鼠标、键盘和屏幕操作

hqy hqy 发表于2025-07-21 20:22:39 浏览6 评论0

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PyAutoGUI 库:用于通过代码控制鼠标、键盘和屏幕操作

一、库概述

PyAutoGUI 是 Python 的 GUI 自动化工具库,支持跨平台操作(Windows/macOS/Linux)。核心功能包括:

  • ?️ 鼠标控制(移动、点击、拖拽)

  • ⌨️ 键盘操作(输入、快捷键、特殊键)

  • ?️ 屏幕处理(截图、像素分析、图像识别)

  • ?️ 安全机制(故障保护、操作延迟)

典型应用场景

  • 软件测试自动化

  • 重复性数据录入

  • 游戏脚本开发

  • 批量文件处理

  • 跨平台 GUI 操作


二、安装与配置

# 基础安装
pip install pyautogui

# 完整功能支持(图像识别)
pip install opencv-python pillow

跨平台注意事项

平台特殊要求
Windows无特殊要求
macOS需授权辅助功能权限
Linux需要 scrot 等截图工具支持

三、核心功能详解

1. 鼠标控制

import pyautogui

# 获取屏幕尺寸
screen_width, screen_height = pyautogui.size()

# 绝对坐标移动
pyautogui.moveTo(500, 300, duration=0.5)  # 移动到(500,300)

# 相对移动
pyautogui.move(100, -50)  # 右移100px, 上移50px

# 点击操作
pyautogui.click()                   # 左键单击
pyautogui.rightClick(600, 400)      # 右键点击指定位置
pyautogui.doubleClick()             # 左键双击

# 拖拽操作
pyautogui.dragTo(800, 600, button='left')  # 拖拽到目标位置
pyautogui.drag(0, 200, duration=1)        # 垂直向下拖拽

2. 键盘操作

# 文本输入
pyautogui.write('Hello@世界!', interval=0.1)  # 支持Unicode

# 按键操作
pyautogui.press('enter')          # 按回车键
pyautogui.press(['tab', 'space']) # 按多个键

# 组合快捷键
pyautogui.hotkey('ctrl', 'c')     # 复制
pyautogui.hotkey('ctrl', 'shift', 'esc')  # 打开任务管理器

# 长按操作
pyautogui.keyDown('shift')        # 按住Shift
pyautogui.press('4')              # 输入$符号
pyautogui.keyUp('shift')          # 释放Shift

3. 屏幕处理

# 全屏截图
pyautogui.screenshot('fullscreen.png')

# 区域截图
region = (100, 100, 500, 300)  # (x, y, width, height)
pyautogui.screenshot('area.png', region=region)

# 像素分析
color = pyautogui.pixel(500, 300)  # 获取(500,300)处RGB值
if color == (255, 0, 0):
    print("检测到红色像素")

# 图像识别(需OpenCV)
try:
    # 定位图像中心点
    x, y = pyautogui.locateCenterOnScreen('button.png', confidence=0.9)
    pyautogui.click(x, y)
except pyautogui.ImageNotFoundException:
    print("未找到目标图像")

四、高级应用技巧

1. 图像识别优化

# 提高识别效率的参数配置
position = pyautogui.locateOnScreen(
    'icon.png',
    grayscale=True,    # 灰度处理加速识别
    confidence=0.85,   # 匹配阈值(0-1)
    region=(0,0,800,600)  # 限定搜索区域
)

# 预加载图像模板
import cv2
template = cv2.imread('button.png', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

2. 智能等待机制

import time

def wait_for_element(image, timeout=10):
    """等待元素出现在屏幕上"""
    start = time.time()
    while time.time() - start < timeout:
        if pos := pyautogui.locateOnScreen(image, confidence=0.8):
            return pos
        time.sleep(0.5)
    raise TimeoutError(f"等待 {image} 超时")

3. 防检测策略

# 随机化操作模式
import random

def human_like_click(x, y):
    """模拟人类点击行为"""
    # 随机移动路径
    pyautogui.moveTo(
        x + random.randint(-5, 5),
        y + random.randint(-5, 5),
        duration=random.uniform(0.1, 0.3)
    )
    # 随机点击时长
    pyautogui.mouseDown()
    time.sleep(random.uniform(0.05, 0.2))
    pyautogui.mouseUp()

五、企业级最佳实践

1. 安全框架

# 启用安全机制
pyautogui.FAILSAFE = True  # 鼠标到左上角(0,0)终止脚本
pyautogui.PAUSE = 0.3      # 操作间强制暂停

# 关键操作确认
if not pyautogui.confirm('继续执行操作?'):
    exit()

# 异常处理体系
try:
    # 自动化流程
except pyautogui.FailSafeException:
    pyautogui.alert("安全机制触发! 脚本已终止")
except Exception as e:
    timestamp = time.strftime("%Y%m%d-%H%M%S")
    pyautogui.screenshot(f"error_{timestamp}.png")
    logging.exception(f"自动化异常: {e}")

2. 跨平台适配方案

# 操作系统检测
if pyautogui.IS_MAC:
    cmd_key = 'command'
elif pyautogui.IS_WINDOWS:
    cmd_key = 'ctrl'
else:
    cmd_key = 'ctrl'  # Linux系统

# 分辨率自适应
screen_w, screen_h = pyautogui.size()
target_x = int(screen_w * 0.8)  # 屏幕宽度80%位置

3. 性能优化

# 图像识别缓存
image_cache = {}

def cached_locate(image_path):
    """带缓存的图像定位"""
    if image_path not in image_cache:
        image_cache[image_path] = cv2.imread(image_path, 0)
    return pyautogui.locate(image_cache[image_path], 
                            pyautogui.screenshot())

六、综合应用示例

自动化登录流程

def auto_login(username, password):
    """自动化登录示例"""
    try:
        # 等待登录界面元素
        wait_for_element('login_window.png')
        
        # 输入用户名
        user_field = pyautogui.locateCenterOnScreen('username_field.png')
        pyautogui.click(user_field)
        pyautogui.write(username)
        
        # 切换到密码框
        pyautogui.press('tab')
        pyautogui.write(password)
        
        # 点击登录按钮
        login_btn = pyautogui.locateCenterOnScreen('login_btn.png')
        human_like_click(login_btn.x, login_btn.y)
        
        # 验证登录成功
        if not wait_for_element('welcome_banner.png', timeout=5):
            raise Exception("登录失败")
            
    except Exception as e:
        pyautogui.screenshot('login_error.png')
        raise

文件批量重命名

def batch_rename_files(folder_path, prefix):
    """文件批量重命名"""
    # 打开文件夹
    pyautogui.hotkey(cmd_key, 'o')  # 打开文件对话框
    time.sleep(1)
    pyautogui.write(folder_path)
    pyautogui.press('enter')
    
    # 全选文件
    pyautogui.hotkey(cmd_key, 'a')
    time.sleep(0.5)
    
    # 启动重命名
    pyautogui.press('f2')
    
    # 输入新名称
    pyautogui.write(prefix)
    pyautogui.press('enter')

七、注意事项

  1. 权限与安全

    • 在macOS需启用辅助功能权限

    • 避免在敏感系统(如银行软件)使用

    • 脚本执行时勿操作鼠标键盘

  2. 性能瓶颈

    • 图像识别是最耗时操作

    • 限定搜索区域可提升性能

    • 考虑使用像素检测替代图像识别

  3. 常见问题解决

    # 问题1:macOS权限错误
    # 解决:系统设置 > 安全与隐私 > 辅助功能 > 启用终端权限
    
    # 问题2:图像识别失败
    # 解决:增加confidence参数,使用灰度匹配
    pyautogui.locateOnScreen('icon.png', grayscale=True, confidence=0.7)
    
    # 问题3:输入法干扰
    # 解决:脚本开始前切换至英文输入法
    pyautogui.hotkey('ctrl', 'space')  # 切换输入法

最佳实践建议:开发阶段使用 pyautogui.PAUSE = 0.5 降低执行速度便于调试,生产环境适当减小该值提高效率。关键操作前添加 time.sleep() 确保界面就绪,重要流程加入异常处理和日志记录。


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