Python交互式图形编程的实现

Z时代
2024-01-10
分类：综合

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.wartburg.edu/zelle/python/graphics.py

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

n Graphics\Tkinter

n 点(0,0)表示屏幕左上角

n X轴正方向为从左到右

n Y轴正方向为从上到下。

n 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


from graphics import *
win=GraphWin()
leftEye=Circle(Point(80,80),5)
leftEye.setFill("yellow")
leftEye.setOutline("red")
rightEye=leftEye
rightEye.move(40,0)
leftEye.draw(win)
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


from graphics import *
win=GraphWin()
face=Circle(Point(100,95),50)
leftEye=Circle(Point(80,80),5)
leftEye.setFill("yellow")
leftEye.setOutline("red")
rightEye=Circle(Point(120,80),5)
rightEye.setFill("yellow")
rightEye.setOutline("red")
mouth=Line(Point(80,110),Point(120,110))
face.draw(win)
mouth.draw(win)
leftEye.draw(win)
rightEye.draw(win)

5、交互式图形接口

图形用户界面（图形用户接口），

n 采用图形方式显示的计算机操作用户界面

n 用于程序的输入和输出

n 事件驱动

Graphics模块

n 隐藏了底层事件的处理机制，

n 提供了获得用户在窗口中的输入

n 捕捉鼠标点击

n 处理文本输入

（1）捕捉鼠标点击


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

(2)四边形


from graphics import *
def main():
  win=GraphWin("draw a polygon",500,500)#标题栏名
  win.setCoords(0,0,500,500)#变换坐标，左下角和右上角
  message=Text(Point(250,50),"click on four points")#下面中心位置
  message.draw(win)
  #获取四个点
  p1=win.getMouse()
  p1.draw(win)
  p2=win.getMouse()
  p2.draw(win)
  p3=win.getMouse()
  p3.draw(win)
  p4=win.getMouse()
  p4.draw(win)
  #顺次画出闭合图形
  polygon=Polygon(p1,p2,p3,p4)
  polygon.setFill("red")
  polygon.setOutline('black')
  polygon.draw(win)
  message.setText('click anywhere to quit')
  win.getMouse()
if __name__=="__main__":
  main()

6、温度转换界面

（1）输入窗口


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


from graphics import *
win = GraphWin("Celsius Converter", 400, 300)#载入界面，标题栏
win.setCoords(0.0, 0.0, 3.0, 4.0)#按比例转换坐标
# 绘制接口
Text(Point(1,3), " Celsius Temperature:").draw(win)#输入文字
Text(Point(1,1), "Fahrenheit Temperature:").draw(win)
input= Entry(Point(2,3),5)#前面是位置，后面是宽度,可以写数字
input.setText("0.0")
input.draw(win)
output = Text(Point(2,1),"")#确定输出位置
output.draw(win)
button = Text(Point(1.5,2.0),"Convert It")#按钮字样
button.draw(win)
Rectangle(Point(1,1.5), Point(2,2.5)).draw(win)#长方形
# 等待鼠标点击
win.getMouse()
# 转换输入
celsius = eval(input.getText())#得到你的输入值，getText()
fahrenheit = 9.0/5.0 * celsius + 32.0
# 显示输出，改变按钮
output.setText(fahrenheit)#输出温度值,setText()
button.setText("Quit")
# 等待响应鼠标点击，退出程序
win.getMouse()
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:

n 导入Tk模块.

n 创建GUI应用程序的主窗口.

n 添加控件或GUI应用程序.

n 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

n Dimensions ：尺寸

n Colors：颜色

n Fonts：字体

n Anchors：锚

n Relief styles：浮雕式

n Bitmaps：显示位图

n Cursors：光标的外形

（1）界面布局

n Tkinter三种几何管理方法

n pack()

n grid()

n place()

创建GUI应用程序窗口代码模板


from tkinter import *
tk=Tk()
label=Label(tk,text="welcome to python Tkinter")#标签
button=Button(tk,text="click me")#按钮
label.pack()
button.pack()
tk.mainloop()

（2）响应用户事件示例


from tkinter import *
def processOK():
    print("OK button is clicked")#点击之后会在idle中显示
def processCancel():
    print("cancel button is clicked")
def main():
    tk=Tk()
    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，
    btnCancel=Button(tk,text="cancel ",bg="yellow",command=processCancel)
    btnOK.pack()
    btnCancel.pack()
    tk.mainloop()
if __name__=="__main__":
    main()

（3）显示文字、图片、绘制图形


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

(4)控制图形移动的示例


from tkinter import *
tk=Tk()
canvas=Canvas(tk,width=400,height=400)#创建画布
canvas.pack()
def moverectangle(event):
    if event.keysym=="Up":#获取你点击的键盘内容
        canvas.move(1,0,-5)
        print(event.keysym)
    elif event.keysym=="Down":
        canvas.move(1,0,5)
        print(event.keysym)
    elif event.keysym=="Left":
        canvas.move(1,-5,0)
        print(event.keysym)
    elif event.keysym=="Right":
        canvas.move(1,5,0)
        print(event.keysym)
canvas.create_rectangle(10,10,50,50,fill="red")#画出方块
canvas.bind_all("<KeyPress-Up>",moverectangle)#通过键盘，触发函数
canvas.bind_all("<KeyPress-Down>",moverectangle)
canvas.bind_all("<KeyPress-Left>",moverectangle)
canvas.bind_all("<KeyPress-Right>",moverectangle)

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

n GraphWin()

n 默认标题是“Graphics Window”

n 默认大小为200*200

2、图形对象

n 点、线段、圆、椭圆、矩形、多边形以及文本

n 默认初始化

n 黑色边框

n 没有被填充

3、图形颜色

Python中颜色由字符串指定

n 很多颜色具有不同深浅

n 红色逐渐加深

n ‘red1' ‘red2' ‘red3' ‘red4

color_rgb(red,green,blue)函数

n 设定颜色数值获得颜色

n 三个参数为0-255范围内的整数

n 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


from graphics import *
def convert(input):
  celsius = eval(input.getText())  # 输入转换
  fahrenheit = 9.0/5.0 * celsius + 32
  return fahrenheit 
#颜色变化算法
def colorChange(win,input):
  cnum = eval(input.getText())
  weight =cnum / 100.0
  newcolor =color_rgb(int(255*weight),int(66+150*(1-weight)),int(255*(1-weight)))#算法核心
  win.setBackground(newcolor)
def main():
  win = GraphWin("Celsius Converter", 400, 300)
  win.setCoords(0.0, 0.0, 3.0, 4.0)
  # 绘制输入接口，三行提示
  Text(Point(1,3),
     " Celsius Temperature:").draw(win)
  Text(Point(2,2.7),
     " (Please input 0.0-100.0 )").draw(win)
  Text(Point(1,1),
     "Fahrenheit Temperature:").draw(win)
  input = Entry(Point(2,3), 5)
  input.setText("0.0")
  input.draw(win)
  output = Text(Point(2,1),"")
  output.draw(win)
  button = Text(Point(1.5,2.0),"Convert It")
  button.draw(win)
  rect = Rectangle(Point(1,1.5), Point(2,2.5))
  rect.draw(win)
  # 等待鼠标点击
  win.getMouse()
  print(win.getMouse())
  result = convert(input)  # 转换输入
  output.setText(result)  # 显示输出 
  # 改变颜色
  colorChange(win,input)
  # 改变按钮字体
  button.setText("Quit")
  # 等待点击事件，退出程序
  win.getMouse()
  win.close()
if __name__ == '__main__':
  main()

五、turtle库

Turtle 库

n Python内置图形化模块


from turtle import *
def main():
    pensize(3)
    penup()
    goto(-200,-50)
    pendown()
    begin_fill()
    color("red")
    circle(40,steps=3)
    end_fill()
    pensize(3)
    penup()
    goto(-100,-50)
    pendown()
    begin_fill()
    color("green")
    circle(40,steps=4)
    end_fill()
    pensize(3)
    penup()
    goto(0,-50)
    pendown()
    begin_fill()
    color("blue")
    circle(40,steps=5)
    end_fill()
    pensize(3)
    penup()
    goto(100,-50)
    pendown()
    begin_fill()
    color("yellow")
    circle(40,steps=6)
    end_fill()
    pensize(3)
    penup()
    goto(200,-50)
    pendown()
    begin_fill()
    color("purple")
    circle(40)
    end_fill()
    color("green")
    penup()
    goto(-100,50)
    pendown()
    write(("cool colorful shapes"),
       font=("Times",18,"bold"))
    hideturtle()
if __name__=="__main__":
    main()

六、tkinter库的聊天界面

（1）


from tkinter import *
import time
def main():
 def sendMsg():#发送消息
  strMsg = '我:' + time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",
                 time.localtime()) + '\n '
  txtMsgList.insert('0.0', strMsg, 'greencolor')#END,文本结尾，也即开头。后面是标签名称
  txtMsgList.insert('0.0', txtMsg.get('0.0', END))#"0.0",文本开头
  txtMsg.delete('0.0', END)
 def cancelMsg():#取消消息
  txtMsg.delete('0.0', END)
 def sendMsgEvent(event): #发送消息事件
  if event.keysym == "Up":
   sendMsg()
 #创建窗口 
 t = Tk()
 t.title('与python聊天中')
 #创建frame容器
 frmLT = Frame(width=500, height=320, bg='white')
 frmLC = Frame(width=500, height=150, bg='white')
 frmLB = Frame(width=500, height=30)
 frmRT = Frame(width=200, height=500)
 #创建控件
 txtMsgList = Text(frmLT)
 txtMsgList.tag_config('greencolor', foreground='red')#创建tag,
                            #"greencolor"是名称，后面是颜色
 txtMsg = Text(frmLC);
 txtMsg.bind("<KeyPress-Up>", sendMsgEvent)
 btnSend = Button(frmLB, text='发 送', width = 8, command=sendMsg)
 btnCancel = Button(frmLB, text='取消', width = 8, command=cancelMsg)
 imgInfo = PhotoImage(file = "python_logo.gif")
 lblImage = Label(frmRT, image = imgInfo)
 lblImage.image = imgInfo
 #窗口布局columnspan选项可以指定控件跨越多列显示，
 #而rowspan选项同样可以指定控件跨越多行显示。
 frmLT.grid(row=0, column=0, columnspan=2, padx=1, pady=3)
 frmLC.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=1, pady=3)
 frmLB.grid(row=2, column=0, columnspan=2)
 frmRT.grid(row=0, column=2, rowspan=3, padx=2, pady=3)
 #固定大小
 frmLT.grid_propagate(0)
 frmLC.grid_propagate(0)
 frmLB.grid_propagate(0)
 frmRT.grid_propagate(0)
 btnSend.grid(row=2, column=0)
 btnCancel.grid(row=2, column=1)
 lblImage.grid()
 txtMsgList.grid()
 txtMsg.grid()
 #主事件循环
 t.mainloop()
if __name__ == '__main__':
  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


from tkinter import *
import time
def main():
 def sendMsg():#发送消息
  strMsg = '我:' + time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",
                 time.localtime()) + '\n '
  print(strMsg)
  txtMsgList.insert(END, strMsg,"greencolor")#插入年月日
  txtMsgList.insert(END, txtMsg.get('0.0', END))#输入的内容,0.0表示文本开始
  txtMsg.delete('0.0', END)#删除中间刚输入的内容
 def cancelMsg():#取消消息
  txtMsg.delete('0.0', END)
 def sendMsgEvent(event): #发送消息事件:
  if event.keysym == "Up":
   sendMsg()
 #创建窗口 
 t = Tk()
 t.title('与python聊天中')
 #创建frame容器
 frmLT = Frame(width=500, height=320, bg='white')
 frmLC = Frame(width=500, height=150, bg='white')
 frmLB = Frame(width=500, height=30)
 frmRT = Frame(width=200, height=500)
 #创建控件
 txtMsgList = Text(frmLT)
 # txtMsgList.tag_config('greencolor', foreground='#008C00')#创建tag
 txtMsg = Text(frmLC);
 txtMsg.bind("<KeyPress-Up>", sendMsgEvent)
 #发送取消按钮和图片
 btnSend = Button(frmLB, text='发 送', width = 8, command=sendMsg)
 btnCancel = Button(frmLB, text='取消', width = 8, command=cancelMsg)
 imgInfo = PhotoImage(file = "python_logo.gif")
 lblImage = Label(frmRT, image = imgInfo)
 lblImage.image = imgInfo
 #窗口布局columnspan选项可以指定控件跨越多列显示，
 #而rowspan选项同样可以指定控件跨越多行显示。
 frmLT.grid(row=0, column=0,columnspan=2, padx=1, pady=3)
 frmLC.grid(row=1, column=0, columnspan=2,padx=1, pady=3)
 frmLB.grid(row=2, column=0,columnspan=2)
 frmRT.grid(row=0, column=2, columnspan=2,rowspan=3, padx=2, pady=3)
 #固定大小
 frmLT.grid_propagate(0)
 frmLC.grid_propagate(0)
 frmLB.grid_propagate(0)
 frmRT.grid_propagate(0)
  #按钮和图片
 btnSend.grid(row=2,column=0)
 btnCancel.grid(row=2,column=1)
 lblImage.grid()
 txtMsgList.grid()
 txtMsg.grid()
 #主事件循环
 t.mainloop()
if __name__ == '__main__':
  main()