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1、2023/7/7,1,Python语言编程导论,第十章 Python的GUI编程张晋连 2016.11,内容提要,概述GUI程序开发简介Tkinter与主要组件Turtle库简介,2023/7/7,2,一、概述,使用图形用户界面（GUI），可以使程序更友好。Python作为一种“胶水性”语言，提供了众多GUI开发库的绑定，适合快速开发GUI。目前大部分开发库还不支持Python 3，且库的更新速度不是很快。如果使用的是Python 3，可选择的开发库就不是很多了。目前常用的开发库有：Python内置的Tkinter、Graphics、Turtle等，以及非常强大的PyQT等。如果使用的是Pyt
2、hon 2，还有如wxPython、PyGTK、PMW等开发库可以选择。,2023/7/7,3,本章简要介绍以下图形库：,TkinterPython 标准GUI Turtlepython内置的图形库。,2023/7/7,4,二、GUI程序开发简介,日常使用的大量客户端程序都属于GUI程序，即在一个界面上有很多功能块，包括：标签、按钮、输入框、菜单等。开发GUI程序，首先需要有一块空白画面，然后在其上划分出不同的区域，放上不同的模块，最后完成每一个模块的功能。,2023/7/7,5,GUI程序开发基本步骤和过程：,首先要有底层的根窗口对象，在其基础上创建一个个小窗口对象。每一个窗口都是一个容器，
3、可将所需的组件置于其中。每种GUI开发库都拥有大量的组件，一个GUI程序就是由各种不同功能的组件组成的，而根窗口对象则包含了所有组件。组件本身也可以作为一个容器，它可以包含其他组件，如下拉框。这种包含其他组件的称为父组件，反之，包含在其他组件中的组件称为子组件。这是一种相对的概念，对于有着多层包含的情况，某组件的父组件一般指的是直接包含它的组件。,2023/7/7,6,2023/7/7,7,构建出了GUI程序的每一个组件，只完成了程序的界面，但此时只能看不能用，需要给每一个组件添加对应的功能。使用GUI程序时，会进行各种操作，如鼠标移动，按下或松开鼠标键，按下键盘按键等，这些操作称为事件。每个
4、组件对应着一些行为，如在文本框中输入文本，单击按钮等，这些也称为事件。GUI程序启动的时候就一直监控这些事件，当某个事件发生的时候，就进行对应的处理并返回相应的结果。因此，GUI程序是由这一整套事件驱动的，这个过程称为事件驱动处理。,2023/7/7,8,一个事件发生后，GUI程序捕获该事件、作出对应的处理并返回结果的过程称为回调。如计算器程序，单击了“=”按钮之后，便产生了一个事件，需要计算最终的结果，程序便开始对算式进行计算，返回最终结果并显示出来。这个计算并显示结果的过程即为回调。当为程序需要的每一个事件都添加完相应的回调处理之后，整个GUI就完成了。,三、Tkinter与主要组件,Tk
5、是Python默认的工具集（即图形库），Tkinter是Tk的Python接口，通过Tkinter可以方便地调用Tk进行图形界面开发。Tk与其他开发库相比，不是最强大的，模块工具也不是非常的丰富。但它非常简单，所提供的功能开发一般的应用也完全够用了，且能在大部分平台上运行。Python自带的IDEL也是用Tkinter开发的。Tkinter的不足之处是缺少合适的可视化界面设计工具，需要通过代码来完成窗口设计和元素布局。,2023/7/7,9,2023/7/7,10,Tkinter中提供了较为丰富的控件，完全能满足基本的GUI程序的需求。由于Tkinter模块已经在Python中内置，所以在使用
6、之前，只需将其导入即可。两种导入方式为：import tkinter as tk导入tkinter，但没引入任何组件，在使用时需要使用tk前缀，如需要引入按钮，则表示为：tk.Button。from tkinter import*将tkinter中的所有组件一次性引入。,1、在程序中使用Tkinter,利用Tkinter模块来引用Tk构建和运行GUI程序，通常需要5步：导入Tkinter模块；创建一个顶层窗口；在顶层窗口的基础上构建所需要的GUI模块和功能；将每一个模块与底层程序代码关联起来；执行主循环。,2023/7/7,11,Tkinter主要组件简介,12,组件的共同属性：,dimens
7、ions：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 说明：每种组件还有其各自特有的属性,2023/7/7,13,注意：,Tk使用了一种包管理器来管理所有的组件，当定义完组件之后，需要调用pack()方法来控制组件的显示方式，若不调用pack()方法，组件将不会显示。在交互环境下，编写Tkinter测试代码时，运行过Tk()（创建顶层窗口的函数）之后即进入主循环，可以看到顶层窗口。而若是运行py文件，一定要调用mainloop()方法进入主循环，方可看到顶层窗口。,2023/7/7,1
8、4,创建GUI应用程序窗口代码模板：,2023/7/7,15,2、顶层窗口,顶层窗口也称为根窗口。顶层窗口实际上是一个普通窗口，包括一个标题栏和窗口管理器所提供的窗口装饰部分，如最大化按钮等。在一个Tkinter开发的应用程序中，只需要创建一个顶层窗口即可，且此窗口的创建必须是在其他窗口创建之前。,2023/7/7,16,例10-1：创建顶层窗口,2023/7/7,17,执行结果：,3、标签,标签组件可以用来显示图片和文本，通过在文本中添加换行符来控制换行，也可以通过控制组件的大小实现自动换行。例10-2：使用标签（Label）编写一个程序，在程序主体中显示“Hello World!”。,20
9、23/7/7,18,程序及执行结果：,2023/7/7,19,Label组件常用参数,2023/7/7,20,增加了参数后的程序及执行结果：,2023/7/7,21,4、框架,框架（Frame）相对于其他组件而言，它只是个容器，因为它没有方法，但它可以捕获键盘和鼠标的事件来进行回调。框架一般用作包含一组控件的主体，且可以定制外观。,2023/7/7,22,例10-3：创建不同样式的框架,2023/7/7,23,5、按钮,按钮组件（Button）是tkinter最常用的图形组件之一，通过Button可以方便地与用户进行交互。严格地说，按钮（Button）也可被看作标签，只是它可以捕获键盘和鼠标事
10、件。按钮可以禁用，禁用之后的按钮不能进行单击等任何操作。如果将按钮放进TAB群中，就可以使用TAB键来进行跳转和定位。,2023/7/7,24,例10-4：创建按钮示例,2023/7/7,25,Button组件常用参数,2023/7/7,26,增加了参数后的程序和执行结果：,2023/7/7,27,按下“退出”按钮：,6、输入框,一个GUI程序，接收用户的输入几乎是必不可少的。输入框（Entry）组件就是用来接收用户输入的最基本的组件。可以为输入框设置默认值，也可以禁止用户输入。如果禁止输入，用户就不能改变输入框中的值了。当用户输入的内容一行显示不下的时候，输入框会自动生成滚动条。,2023/
11、7/7,28,例10-5：创建输入框示例,2023/7/7,29,Entry参数组件常用参数,2023/7/7,30,例10-6：将摄氏度转换为华氏度,2023/7/7,31,程序执行：,2023/7/7,32,7、单选按钮,单选按钮（Radiobutton）是一组排他性的选择框，只能从该组中选择一个选项，当选择了其中一项之后便会取消其他选项的选择。要想使用单选按钮，必须将这一组单选按钮与一个相同的变量关联起来，由用户为这个变量选择不同的值。,2023/7/7,33,例10-7：创建单选按钮示例,2023/7/7,34,Radiobutton组件常用参数,2023/7/7,35,8、复选按钮,
12、与单选按钮相对的是复选按钮（Checkbutton）。复选按钮之间没有互斥作用，可以一次选择多个。同样地，每一个按钮都需要与一个变量相关联，且每一个复选按钮关联的变量都是不同的。若像单选按钮一样，关联的是同一个按钮，则当选中其中一个的时候，会将所有按钮都选上。可以给每一个复选按钮绑定一个回调，当该选项被选中时，执行该回调。,2023/7/7,36,例10-8：基本复选按钮示例,2023/7/7,37,例10-9：创建带“禁用”状态的复选按钮,2023/7/7,38,Checkbutton组件常用参数,2023/7/7,39,例10-10：单选按钮及复选按钮综合应用,2023/7/7,40,程序
13、：,2023/7/7,41,2023/7/7,42,说明：,程序中，文字的颜色通过Radiobutton来选择，同一时间只能选择一个颜色。在三个Red、Blue和Green三个单选框中，定义了同样的变量参数color，选择不同的单选按钮会为该变量赋予不同的字符串值，内容即为对应的颜色。任何单选按钮被选中都会触发colorChecked()函数，将标签修改为对应单选框表示的颜色。,2023/7/7,43,9、消息,很多时候需要给用户发送消息，一般内容较多，如帮助信息等。消息（Message）控件提供了显示多行文本的方法，且可以设置字体和背景色。Message组件提供了一个标准的方法，可以非常方便
14、地实现这项功能。,2023/7/7,44,例10-11：创建消息示例,2023/7/7,45,10、滚动条,滚动条（Scrollbar）组件可以添加至任何一个组件，一些组件在界面显示不下时会自动添加滚动条，但可以使用滚动条组件来对其进行控制。,2023/7/7,46,例10-12：滚动条示例,2023/7/7,47,11、列表框,列表框（ListBox）组件是一个选项列表，用户可以从中选择某一个选项。例10-12中滚动条组件中使用了列表框。,2023/7/7,48,例10-13：创建列表框示例,2023/7/7,49,12、消息框,消息窗口（messagebox）用于弹出提示框向用户进行告警，
15、或让用户选择下一步如何操作。消息框包括很多类型，常用的有info、warning、error、yesno、okcancel等，包含不同的图标、按钮以及弹出提示音。,2023/7/7,50,例10-14：各种消息框应用,2023/7/7,51,源程序：,2023/7/7,52,2023/7/7,53,13、绘图组件,绘图组件（Canvas画布）可以在GUI中实现2D图形的绘制，相当于画图板。组件内置了多种绘图函数，可以通过简单的2D坐标绘制直线、矩形、圆形、多边形等。,2023/7/7,54,例10-15：绘图应用,2023/7/7,55,程序执行：,2023/7/7,56,说明：,直线（lin
16、e），即线段，通过两个端点定义。坐标顺序为x1、y1、x2、y2。矩形（rectangle）通过对角线上的两个点来定义。需要注意的是Canvas中没有画圆函数，这里通过绘制椭圆间接实现了绘制圆形的函数drawCircle()。椭圆（oval）是通过外切矩形的对角线两点来定义的。,2023/7/7,57,例10-16：画布显示文字、图片和图形,2023/7/7,58,例10-17：控制图形移动,2023/7/7,59,用键盘的上、下、左、右键可移动红色方块,2023/7/7,60,例10-18：编程实现简易聊天窗口GUI,聊天窗口布局：左上：聊天历史信息显示 左中：当前信息编辑区域 左下：按钮区
17、域 右侧：信息显示区域,2023/7/7,61,Frame控件：,容器区域布局：frmLT、frmLC、frmLB、frmRT,2023/7/7,62,统一控件对象命名规则：,“控件类型”+“功能”frmLT，frame+LeftTop txtMsg，text控件+消息 btnSend，button控件+发送,2023/7/7,63,窗口控件：,2023/7/7,64,txtMsgLIst,txtMsg,lblImage,btnSend,btnCancel,创建各窗口控件：,2023/7/7,65,sendMsg(),回调函数功能：在消息框列表输出历史消息，同时将当前时间、当前信息作为最后一条
18、历史消息。然后删除消息发送框的内容。,2023/7/7,66,2023/7/7,67,sendMsgEvent()：cancelMsg()：,grid()方法：界面上控件的布局,2023/7/7,68,grid()方法：界面上控件的布局,2023/7/7,69,源程序：,2023/7/7,70,2023/7/7,71,课堂练习一：,课堂练习一,2023/7/7,72,四、Turtle库简介,Turtle库是Python语言中一个很流行的绘制图像的函数库。使用turtle库，可想象为一个小乌龟，在一个横轴为x、纵轴为y的坐标系原点，(0,0中心)位置开始，方向向右。它根据一组函数指令的控制，在这
19、个平面坐标系中移动，从而在它爬行的路径上绘制了图形。详细信息见：,2023/7/7,73,1、控制画笔绘制状态方法,2023/7/7,74,2、turtle运动方法,2023/7/7,75,例10-19：应用circle方法绘制图形,2023/7/7,76,3、Turtle颜色和字体绘制方法,2023/7/7,77,例10-20：修改例10-19，给所绘图形填充颜色,2023/7/7,78,执行结果：,2023/7/7,79,例10-21：编写程序模拟时钟，要求时钟根据计算机系统时间实时动态更新。,2023/7/7,80,需要建立五个turtle对象：,1个turtle:绘制外表盘 3个tur
20、le:模拟表针行为 1个turtle:输出表盘上的文字,2023/7/7,81,模拟时钟程序过程：,第一步：建立Turtle对象并初始化。表盘绘制Turtle对象 文本输出Turtle对象 3个指针Turtle对象 第二步：静态表盘绘制 第三步：根据时钟更新表针位置和时间信息说明：需要导入turtle库和datetime库,2023/7/7,82,表盘绘制函数SetupClock(radius)：,2023/7/7,83,跨越函数Skip（step）：,2023/7/7,84,定义表针函数mkHand（）：,注册Turtle形状命令：register_shap(name,shape=None)
21、name：shape的名字，可以是一个gif图像 shape：turtle形状，可以为空,2023/7/7,85,初始化函数Init（）：,2023/7/7,86,更新时钟函数Tick()：,2023/7/7,87,主函数main()：,2023/7/7,88,源程序：,2023/7/7,89,2023/7/7,90,2023/7/7,91,2023/7/7,92,例10-22：编写程序。根据文件data.txt中的数据，使用turtle库来动态绘制图形路径,数据说明：第1列：路径前进像素数第2列：转动方向。0为左，1为右第3列：转动的角度第46列：绘制颜色的rgb值,2023/7/7,93,
22、程序执行结果：,2023/7/7,94,程序实现的具体过程为：,（1）使用import命令为程序引入turtle库（2）设置窗口信息和Turtle画笔,2023/7/7,95,（3）读取数据文件到列表result中,2023/7/7,96,（4）根据每一条数据记录进行绘制（5）画笔回到原点,2023/7/7,97,完整程序：,2023/7/7,98,2023/7/7,99,例10-23：雪景-Snowfall绘制,2023/7/7,100,随机因素：,雪花位置 雪花颜色 雪花大小 花瓣数目 地面灰色线条长短 地面灰色线条位置因此，需要导入随机数模块,2023/7/7,101,主函数：,2023/7/7,102,snow()函数：,2023/7/7,103,ground()函数：,2023/7/7,104,源程序：,2023/7/7,105,2023/7/7,106,课堂练习二：,课堂练习二,2023/7/7,107,
