Python——交互式图形编程

刮骨剑 2019-03-07

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一、

1、图形显示

图素法

像素法

图素法---矢量图：以图形对象为基本元素组成的图形，如矩形、圆形

像素法---标量图：以像素点为基本单位形成图形

2、图形用户界面：Graphical User Interface，GUI

Tkinter---Python 标准GUI

Graphics---基于Tkinter扩展图形库

Turtle---python内置的图形库。

3、安装graphics库

安装在D:\Python3\Lib\site-packages，网址http://mcsp./zelle/python/graphics.py

二、

4、graphics库

（1）创建图形窗口

图形窗口

点（像素）的集合

GraphWin对象尺寸默认值：高200像素，宽200像素。

参考坐标系
 Graphics\Tkinter
 点(0,0)表示屏幕左上角
 X轴正方向为从左到右
 Y轴正方向为从上到下。
 默认窗口大小为200*200

简洁形式

（2）点

移动点

move(x，y)方法
清除原来点的图像，并在新位置重新绘制
两个数字参数：x，y

（2）圆

 1 from graphics import *
 2 win=GraphWin()
 3 leftEye=Circle(Point(80,80),5)
 4 leftEye.setFill("yellow")
 5 leftEye.setOutline("red")
 6 rightEye=leftEye
 7 rightEye.move(40,0)
 8 
 9 leftEye.draw(win)
10 rightEye.draw(win)

左眼右眼重叠了，说明，移动后原来的图就不存在了。

from graphics import *
win=GraphWin()
leftEye=Circle(Point(80,80),5)
leftEye.setFill("yellow")
leftEye.setOutline("red")
rightEye=Circle(Point(120,80),5)
rightEye.setFill("yellow")
rightEye.setOutline("red")

leftEye.draw(win)
rightEye.draw(win)

（3）face

 1 from graphics import *
 2 
 3 win=GraphWin()
 4 face=Circle(Point(100,95),50)
 5 leftEye=Circle(Point(80,80),5)
 6 leftEye.setFill("yellow")
 7 leftEye.setOutline("red")
 8 rightEye=Circle(Point(120,80),5)
 9 rightEye.setFill("yellow")
10 rightEye.setOutline("red")
11 mouth=Line(Point(80,110),Point(120,110))
12 
13 face.draw(win)
14 mouth.draw(win)
15 leftEye.draw(win)
16 rightEye.draw(win)

5、交互式图形接口

图形用户界面（图形用户接口），
 采用图形方式显示的计算机操作用户界面
 用于程序的输入和输出
 事件驱动

Graphics模块
 隐藏了底层事件的处理机制，
 提供了获得用户在窗口中的输入
 捕捉鼠标点击
 处理文本输入

（1）捕捉鼠标点击

 1 from graphics import *
 2 
 3 def main():
 4     win=GraphWin("Click me")#标题栏名
 5     for i in range(10):
 6         p=win.getMouse()
 7         print("you click at:",p.getX(),p.getY())
 8 if __name__=="__main__":
 9     main()
10

(2)四边形

 1 from graphics import *
 2 
 3 def main():
 4     win=GraphWin("draw a polygon",500,500)#标题栏名
 5     win.setCoords(0,0,500,500)#变换坐标，左下角和右上角
 6     message=Text(Point(250,50),"click on four points")#下面中心位置
 7     message.draw(win)
 8     
 9     #获取四个点
10     p1=win.getMouse()
11     p1.draw(win)
12     p2=win.getMouse()
13     p2.draw(win)
14     p3=win.getMouse()
15     p3.draw(win)
16     p4=win.getMouse()
17     p4.draw(win)
18 
19     #顺次画出闭合图形
20     polygon=Polygon(p1,p2,p3,p4)
21     polygon.setFill("red")
22     polygon.setOutline('black')
23     polygon.draw(win)
24 
25     message.setText('click anywhere to quit')
26     win.getMouse()
27     
28 if __name__=="__main__":
29     main()
30

6、温度转换界面

（1）输入窗口

 1 from graphics import *
 2  
 3 win = GraphWin("Celsius Converter", 400, 300)#载入界面，标题栏
 4 win.setCoords(0.0, 0.0, 3.0, 4.0)#按比例转换坐标
 5 
 6 # 绘制接口
 7 Text(Point(1,3), " Celsius Temperature:").draw(win)#输入文字
 8 Text(Point(1,1), "Fahrenheit Temperature:").draw(win)
 9 
10 input= Entry(Point(2,3),5)#前面是位置，后面是宽度,可以写数字
11 input.setText("0.0")
12 input.draw(win)

Entry输入可以让用户自己输入内容，setText()是填充入内容，用户可以修改。

（2）完整代码

 1 from graphics import *
 2  
 3 win = GraphWin("Celsius Converter", 400, 300)#载入界面，标题栏
 4 win.setCoords(0.0, 0.0, 3.0, 4.0)#按比例转换坐标
 5 
 6 # 绘制接口
 7 Text(Point(1,3), " Celsius Temperature:").draw(win)#输入文字
 8 Text(Point(1,1), "Fahrenheit Temperature:").draw(win)
 9 
10 input= Entry(Point(2,3),5)#前面是位置，后面是宽度,可以写数字
11 input.setText("0.0")
12 input.draw(win)
13 
14 output = Text(Point(2,1),"")#确定输出位置
15 output.draw(win)
16 
17 button = Text(Point(1.5,2.0),"Convert It")#按钮字样
18 button.draw(win)
19 Rectangle(Point(1,1.5), Point(2,2.5)).draw(win)#长方形
20 
21 # 等待鼠标点击
22 win.getMouse()
23 # 转换输入
24 celsius = eval(input.getText())#得到你的输入值，getText()
25 
26 fahrenheit = 9.0/5.0 * celsius + 32.0
27 # 显示输出，改变按钮
28 output.setText(fahrenheit)#输出温度值,setText()
29 button.setText("Quit")
30 # 等待响应鼠标点击，退出程序
31 win.getMouse()
32 win.close()

体会Text和Entry的区别，前者只能由程序输入内容，后者可以在图形界面输入内容；两者都是用getText()获取内容，用setText()展示内容。

三、tkinter库

7、创建GUI程序的基本步骤为:
 导入Tk模块.
 创建GUI应用程序的主窗口.
 添加控件或GUI应用程序.
 进入主事件循环，等待响应用户触发事件

15种常见的 Tk 控件
Button, Canvas, Checkbutton, Entry, Frame, Label,
Listbox, Menubutton, Menu, Message， Radiobutton,
Scale Scrollbar, Text, Toplevel, Spinbox
PanedWindow, LabelFrame, tkMessageBox

共同属性
 Dimensions ：尺寸
 Colors：颜色
 Fonts：字体
 Anchors：锚
 Relief styles：浮雕式
 Bitmaps：显示位图
 Cursors：光标的外形

（1）界面布局
 Tkinter三种几何管理方法
 pack()
 grid()
 place()

创建GUI应用程序窗口代码模板

1 from tkinter import *
2 
3 tk=Tk()
4 label=Label(tk,text="welcome to python Tkinter")#标签
5 button=Button(tk,text="click me")#按钮
6 label.pack()
7 button.pack()
8 tk.mainloop()

（2）响应用户事件示例

 1 from tkinter import *
 2 
 3 def processOK():
 4         print("OK button is clicked")#点击之后会在idle中显示
 5 
 6 def processCancel():
 7         print("cancel button is clicked")
 8 
 9 def main():
10         tk=Tk()
11         btnOK=Button(tk,text="OK",fg="red",command=processOK)#文本，字体颜色，和点击评论，并没有标定具体位置，
12         btnCancel=Button(tk,text="cancel ",bg="yellow",command=processCancel)
13         btnOK.pack()
14         btnCancel.pack()
15 
16         tk.mainloop()
17 
18 if __name__=="__main__":
19         main()

（3）显示文字、图片、绘制图形

 1 from tkinter import *
 2 
 3 def main():
 4         tk=Tk()
 5         canvas=Canvas(tk,width=300,height=200)#创建画布，宽和高
 6         canvas.pack()#显示画布
 7         #创建文字，（150,40）中心点，内容，颜色，字体，大小
 8         canvas.create_text(150,40,text="welcome to Tkinter",fill='blue',font=("Times",16))
 9         
10         myImage=PhotoImage(file="python_logo.gif")
11         #创建图片，只能gif格式，（65，70）左上角坐标
12         canvas.create_image(65,70,anchor="nw",image=myImage)
13         
14         canvas.create_rectangle(65,70,240,130)
15 
16         tk.mainloop()
17 if __name__=="__main__":
18         main()

(4)控制图形移动的示例

 1 from tkinter import *
 2 
 3 tk=Tk()
 4 canvas=Canvas(tk,width=400,height=400)#创建画布
 5 canvas.pack()
 6 
 7 def moverectangle(event):
 8         if event.keysym=="Up":#获取你点击的键盘内容
 9                 canvas.move(1,0,-5)
10                 print(event.keysym)
11 
12         elif event.keysym=="Down":
13                 canvas.move(1,0,5)
14                 print(event.keysym)
15 
16         elif event.keysym=="Left":
17                 canvas.move(1,-5,0)
18                 print(event.keysym)
19 
20         elif event.keysym=="Right":
21                 canvas.move(1,5,0)
22                 print(event.keysym)
23 
24 canvas.create_rectangle(10,10,50,50,fill="red")#画出方块
25 
26 canvas.bind_all("<KeyPress-Up>",moverectangle)#通过键盘，触发函数
27 canvas.bind_all("<KeyPress-Down>",moverectangle)
28 canvas.bind_all("<KeyPress-Left>",moverectangle)
29 canvas.bind_all("<KeyPress-Right>",moverectangle)
30

四、图形库的应用方法

1、Graphwin对象

一个程序可以定义任意数量的窗体
 GraphWin()
 默认标题是“Graphics Window”
 默认大小为200*200

2、图形对象
 点、线段、圆、椭圆、矩形、多边形以及文本
 默认初始化
 黑色边框
 没有被填充

3、图形颜色

Python中颜色由字符串指定
 很多颜色具有不同深浅
 红色逐渐加深
 ‘red1’ ‘red2’ ‘red3’ ‘red4

color_rgb(red,green,blue)函数
 设定颜色数值获得颜色
 三个参数为0-255范围内的整数
 返回一个字符串
color_rgb(255,0,0) 亮红色，
color_rgb(130,0,130) 中度洋红色

 1 from graphics import *
 2  
 3 def convert(input):
 4     celsius = eval(input.getText())    # 输入转换
 5     fahrenheit = 9.0/5.0 * celsius + 32
 6     return fahrenheit 
 7 
 8 #颜色变化算法
 9 def colorChange(win,input):
10     cnum = eval(input.getText())
11     weight =cnum / 100.0
12     newcolor =color_rgb(int(255*weight),int(66+150*(1-weight)),int(255*(1-weight)))#算法核心
13     win.setBackground(newcolor)
14     
15 def main():
16     win = GraphWin("Celsius Converter", 400, 300)
17     win.setCoords(0.0, 0.0, 3.0, 4.0)
18     
19     # 绘制输入接口，三行提示
20     Text(Point(1,3),
21          " Celsius Temperature:").draw(win)
22     Text(Point(2,2.7),
23          " (Please input 0.0-100.0 )").draw(win)
24     Text(Point(1,1),
25          "Fahrenheit Temperature:").draw(win)
26     
27     input = Entry(Point(2,3), 5)
28     input.setText("0.0")
29     input.draw(win)
30     
31     output = Text(Point(2,1),"")
32     output.draw(win)
33     
34     button = Text(Point(1.5,2.0),"Convert It")
35     button.draw(win)
36     
37     rect = Rectangle(Point(1,1.5), Point(2,2.5))
38     rect.draw(win)
39     # 等待鼠标点击
40     win.getMouse()
41     print(win.getMouse())
42     result = convert(input)    # 转换输入
43     output.setText(result)    # 显示输出 
44     # 改变颜色
45     colorChange(win,input)
46     # 改变按钮字体
47     button.setText("Quit")
48     # 等待点击事件，退出程序
49     win.getMouse()
50     win.close()
51  
52 if __name__ == '__main__':
53     main()

五、turtle库

Turtle 库
 Python内置图形化模块

 1 from turtle import *
 2 
 3 def main():
 4         pensize(3)
 5         penup()
 6         goto(-200,-50)
 7         pendown()
 8         begin_fill()
 9         color("red")
10         circle(40,steps=3)
11         end_fill()
12 
13         pensize(3)
14         penup()
15         goto(-100,-50)
16         pendown()
17         begin_fill()
18         color("green")
19         circle(40,steps=4)
20         end_fill()
21 
22         pensize(3)
23         penup()
24         goto(0,-50)
25         pendown()
26         begin_fill()
27         color("blue")
28         circle(40,steps=5)
29         end_fill()
30 
31         pensize(3)
32         penup()
33         goto(100,-50)
34         pendown()
35         begin_fill()
36         color("yellow")
37         circle(40,steps=6)
38         end_fill()
39 
40         pensize(3)
41         penup()
42         goto(200,-50)
43         pendown()
44         begin_fill()
45         color("purple")
46         circle(40)
47         end_fill()
48 
49         color("green")
50         penup()
51         goto(-100,50)
52         pendown()
53         write(("cool colorful shapes"),
54               font=("Times",18,"bold"))
55         hideturtle()
56         
57 if __name__=="__main__":
58         main()
59

六、tkinter库的聊天界面

（1）

 1 from tkinter import *
 2 import time
 3  
 4 def main():
 5  
 6   def sendMsg():#发送消息
 7     strMsg = '我:' + time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",
 8                                   time.localtime()) + '\n '
 9     txtMsgList.insert('0.0', strMsg, 'greencolor')#END,文本结尾，也即开头。后面是标签名称
10     txtMsgList.insert('0.0', txtMsg.get('0.0', END))#"0.0",文本开头
11     txtMsg.delete('0.0', END)
12      
13   def cancelMsg():#取消消息
14     txtMsg.delete('0.0', END)
15  
16   def sendMsgEvent(event): #发送消息事件
17     if event.keysym == "Up":
18       sendMsg()
19  
20   #创建窗口 
21   t = Tk()
22   t.title('与python聊天中')
23        
24   #创建frame容器
25   frmLT = Frame(width=500, height=320, bg='white')
26   frmLC = Frame(width=500, height=150, bg='white')
27   frmLB = Frame(width=500, height=30)
28   frmRT = Frame(width=200, height=500)
29    
30   #创建控件
31   txtMsgList = Text(frmLT)
32   txtMsgList.tag_config('greencolor', foreground='red')#创建tag,
33                                                         #"greencolor"是名称，后面是颜色
34   txtMsg = Text(frmLC);
35   txtMsg.bind("<KeyPress-Up>", sendMsgEvent)
36   btnSend = Button(frmLB, text='发 送', width = 8, command=sendMsg)
37   btnCancel = Button(frmLB, text='取消', width = 8, command=cancelMsg)
38   imgInfo = PhotoImage(file = "python_logo.gif")
39   lblImage = Label(frmRT, image = imgInfo)
40   lblImage.image = imgInfo
41  
42   #窗口布局columnspan选项可以指定控件跨越多列显示，
43   #而rowspan选项同样可以指定控件跨越多行显示。
44   frmLT.grid(row=0, column=0, columnspan=2, padx=1, pady=3)
45   frmLC.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=1, pady=3)
46   frmLB.grid(row=2, column=0, columnspan=2)
47   frmRT.grid(row=0, column=2, rowspan=3, padx=2, pady=3)
48   #固定大小
49   frmLT.grid_propagate(0)
50   frmLC.grid_propagate(0)
51   frmLB.grid_propagate(0)
52   frmRT.grid_propagate(0)
53    
54   btnSend.grid(row=2, column=0)
55   btnCancel.grid(row=2, column=1)
56   lblImage.grid()
57   txtMsgList.grid()
58   txtMsg.grid()
59  
60   #主事件循环
61   t.mainloop()
62  
63 if __name__ == '__main__':
64     main()

利用grid(),对界面进行布局

tag()设置标签格式（颜色）

time（）输出时间

insert()一定要注意，是从开头插入还是末尾插入，否则就出现了上述的情况，新输入的在上方

更改如下

 1 from tkinter import *
 2 import time
 3  
 4 def main():
 5  
 6   def sendMsg():#发送消息
 7     strMsg = '我:' + time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",
 8                                   time.localtime()) + '\n '
 9     print(strMsg)
10     txtMsgList.insert(END, strMsg,"greencolor")#插入年月日
11     txtMsgList.insert(END, txtMsg.get('0.0', END))#输入的内容,0.0表示文本开始
12     txtMsg.delete('0.0', END)#删除中间刚输入的内容
13      
14   def cancelMsg():#取消消息
15     txtMsg.delete('0.0', END)
16  
17   def sendMsgEvent(event): #发送消息事件:
18     if event.keysym == "Up":
19       sendMsg()
20  
21   #创建窗口 
22   t = Tk()
23   t.title('与python聊天中')
24        
25   #创建frame容器
26   frmLT = Frame(width=500, height=320, bg='white')
27   frmLC = Frame(width=500, height=150, bg='white')
28   frmLB = Frame(width=500, height=30)
29   frmRT = Frame(width=200, height=500)
30    
31   #创建控件
32   txtMsgList = Text(frmLT)
33  # txtMsgList.tag_config('greencolor', foreground='#008C00')#创建tag
34   txtMsg = Text(frmLC);
35   txtMsg.bind("<KeyPress-Up>", sendMsgEvent)
36 
37   #发送取消按钮和图片
38   btnSend = Button(frmLB, text='发 送', width = 8, command=sendMsg)
39   btnCancel = Button(frmLB, text='取消', width = 8, command=cancelMsg)
40   imgInfo = PhotoImage(file = "python_logo.gif")
41   lblImage = Label(frmRT, image = imgInfo)
42   lblImage.image = imgInfo
43  
44   #窗口布局columnspan选项可以指定控件跨越多列显示，
45   #而rowspan选项同样可以指定控件跨越多行显示。
46   frmLT.grid(row=0, column=0,columnspan=2, padx=1, pady=3)
47   frmLC.grid(row=1, column=0, columnspan=2,padx=1, pady=3)
48   frmLB.grid(row=2, column=0,columnspan=2)
49   frmRT.grid(row=0, column=2, columnspan=2,rowspan=3, padx=2, pady=3)
50   #固定大小
51   frmLT.grid_propagate(0)
52   frmLC.grid_propagate(0)
53   frmLB.grid_propagate(0)
54   frmRT.grid_propagate(0)
55 
56    #按钮和图片
57   btnSend.grid(row=2,column=0)
58   btnCancel.grid(row=2,column=1)
59   lblImage.grid()
60   
61   txtMsgList.grid()
62   txtMsg.grid()
63  
64   #主事件循环
65   t.mainloop()
66  
67 if __name__ == '__main__':
68     main()