Python交互式图形编程的实现

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()

本文Python交互式图形编程的实现到此结束。每当我观天的时候我就不喜欢再说话每当我说话的时候我却不敢再观天。小编再次感谢大家对我们的支持！