Python交互式圖形編程的實現

發布時間：2020-08-30 21:22:56 來源：腳本之家閱讀：315 作者：箬笠蓑衣欄目：開發技術

一、

1、圖形顯示

圖素法
像素法
圖素法---矢量圖：以圖形對象為基本元素組成的圖形，如矩形、圓形
像素法---標量圖：以像素點為基本單位形成圖形

2、圖形用戶界面：Graphical User Interface，GUI

Tkinter---Python 標準GUI
Graphics---基于Tkinter擴展圖形庫
Turtle---python內置的圖形庫。

3、安裝graphics庫

安裝在D:\Python3\Lib\site-packages，網址http://mcsp.wartburg.edu/zelle/python/graphics.py

Python交互式圖形編程的實現

4、graphics庫

（1）創建圖形窗口

圖形窗口

點（像素）的集合

GraphWin對象尺寸默認值：高200像素，寬200像素。

參考坐標系

n Graphics\Tkinter
n 點(0,0)表示屏幕左上角
n X軸正方向為從左到右
n Y軸正方向為從上到下。
n 默認窗口大小為200*200

Python交互式圖形編程的實現

簡潔形式

（2）點

Python交互式圖形編程的實現

移動點

move(x，y)方法
清除原來點的圖像，并在新位置重新繪制
兩個數字參數：x，y

Python交互式圖形編程的實現

（2）圓

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)

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左眼右眼重疊了，說明，移動后原來的圖就不存在了。

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)

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（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)

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5、交互式圖形接口

圖形用戶界面（圖形用戶接口），
n 采用圖形方式顯示的計算機操作用戶界面
n 用于程序的輸入和輸出
n 事件驅動

Graphics模塊
n 隱藏了底層事件的處理機制，
n 提供了獲得用戶在窗口中的輸入
n 捕捉鼠標點擊
n 處理文本輸入

（1）捕捉鼠標點擊

from graphics import *

def main():
  win=GraphWin("Click me")#標題欄名
  for i in range(10):
    p=win.getMouse()
    print("you click at:",p.getX(),p.getY())
if __name__=="__main__":
  main()

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(2)四邊形

from graphics import *

def main():
  win=GraphWin("draw a polygon",500,500)#標題欄名
  win.setCoords(0,0,500,500)#變換坐標，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)
  
  #獲取四個點
  p1=win.getMouse()
  p1.draw(win)
  p2=win.getMouse()
  p2.draw(win)
  p3=win.getMouse()
  p3.draw(win)
  p4=win.getMouse()
  p4.draw(win)

  #順次畫出閉合圖形
  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()

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6、溫度轉換界面

（1）輸入窗口

from graphics import *
 
win = GraphWin("Celsius Converter", 400, 300)#載入界面，標題欄
win.setCoords(0.0, 0.0, 3.0, 4.0)#按比例轉換坐標

# 繪制接口
Text(Point(1,3), " Celsius Temperature:").draw(win)#輸入文字
Text(Point(1,1), "Fahrenheit Temperature:").draw(win)

input= Entry(Point(2,3),5)#前面是位置，后面是寬度,可以寫數字
input.setText("0.0")
input.draw(win)

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Entry輸入可以讓用戶自己輸入內容，setText()是填充入內容，用戶可以修改。

（2）完整代碼

from graphics import *
 
win = GraphWin("Celsius Converter", 400, 300)#載入界面，標題欄
win.setCoords(0.0, 0.0, 3.0, 4.0)#按比例轉換坐標

# 繪制接口
Text(Point(1,3), " Celsius Temperature:").draw(win)#輸入文字
Text(Point(1,1), "Fahrenheit Temperature:").draw(win)

input= Entry(Point(2,3),5)#前面是位置，后面是寬度,可以寫數字
input.setText("0.0")
input.draw(win)

output = Text(Point(2,1),"")#確定輸出位置
output.draw(win)

button = Text(Point(1.5,2.0),"Convert It")#按鈕字樣
button.draw(win)
Rectangle(Point(1,1.5), Point(2,2.5)).draw(win)#長方形

# 等待鼠標點擊
win.getMouse()
# 轉換輸入
celsius = eval(input.getText())#得到你的輸入值，getText()

fahrenheit = 9.0/5.0 * celsius + 32.0
# 顯示輸出，改變按鈕
output.setText(fahrenheit)#輸出溫度值,setText()
button.setText("Quit")
# 等待響應鼠標點擊，退出程序
win.getMouse()
win.close()

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體會Text和Entry的區別，前者只能由程序輸入內容，后者可以在圖形界面輸入內容；兩者都是用getText()獲取內容，用setText()展示內容。

三、tkinter庫

7、創建GUI程序的基本步驟為:
n 導入Tk模塊.
n 創建GUI應用程序的主窗口.
n 添加控件或GUI應用程序.
n 進入主事件循環，等待響應用戶觸發事件

15種常見的 Tk 控件
Button, Canvas, Checkbutton, Entry, Frame, Label,
Listbox, Menubutton, Menu, Message， Radiobutton,
Scale Scrollbar, Text, Toplevel, Spinbox
PanedWindow, LabelFrame, tkMessageBox

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共同屬性
n Dimensions ：尺寸
n Colors：顏色
n Fonts：字體
n Anchors：錨
n Relief styles：浮雕式
n Bitmaps：顯示位圖
n Cursors：光標的外形

（1）界面布局
n Tkinter三種幾何管理方法
n pack()
n grid()
n place()

創建GUI應用程序窗口代碼模板

Python交互式圖形編程的實現

from tkinter import *

tk=Tk()
label=Label(tk,text="welcome to python Tkinter")#標簽
button=Button(tk,text="click me")#按鈕
label.pack()
button.pack()
tk.mainloop()

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（2）響應用戶事件示例

from tkinter import *

def processOK():
    print("OK button is clicked")#點擊之后會在idle中顯示

def processCancel():
    print("cancel button is clicked")

def main():
    tk=Tk()
    btnOK=Button(tk,text="OK",fg="red",command=processOK)#文本，字體顏色，和點擊評論，并沒有標定具體位置，
    btnCancel=Button(tk,text="cancel ",bg="yellow",command=processCancel)
    btnOK.pack()
    btnCancel.pack()

    tk.mainloop()

if __name__=="__main__":
    main()

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（3）顯示文字、圖片、繪制圖形

Python交互式圖形編程的實現

from tkinter import *

def main():
    tk=Tk()
    canvas=Canvas(tk,width=300,height=200)#創建畫布，寬和高
    canvas.pack()#顯示畫布
    #創建文字，（150,40）中心點，內容，顏色，字體，大小
    canvas.create_text(150,40,text="welcome to Tkinter",fill='blue',font=("Times",16))
    
    myImage=PhotoImage(file="python_logo.gif")
    #創建圖片，只能gif格式，（65，70）左上角坐標
    canvas.create_image(65,70,anchor="nw",image=myImage)
    
    canvas.create_rectangle(65,70,240,130)

    tk.mainloop()
if __name__=="__main__":
    main()

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(4)控制圖形移動的示例

from tkinter import *

tk=Tk()
canvas=Canvas(tk,width=400,height=400)#創建畫布
canvas.pack()

def moverectangle(event):
    if event.keysym=="Up":#獲取你點擊的鍵盤內容
        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")#畫出方塊

canvas.bind_all("<KeyPress-Up>",moverectangle)#通過鍵盤，觸發函數
canvas.bind_all("<KeyPress-Down>",moverectangle)
canvas.bind_all("<KeyPress-Left>",moverectangle)
canvas.bind_all("<KeyPress-Right>",moverectangle)

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四、圖形庫的應用方法

1、Graphwin對象

一個程序可以定義任意數量的窗體
n GraphWin()
n 默認標題是“Graphics Window”
n 默認大小為200*200

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2、圖形對象
n 點、線段、圓、橢圓、矩形、多邊形以及文本
n 默認初始化
n 黑色邊框
n 沒有被填充

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3、圖形顏色

Python中顏色由字符串指定
n 很多顏色具有不同深淺
n 紅色逐漸加深
n ‘red1' ‘red2' ‘red3' ‘red4

color_rgb(red,green,blue)函數
n 設定顏色數值獲得顏色
n 三個參數為0-255范圍內的整數
n 返回一個字符串
color_rgb(255,0,0) 亮紅色，
color_rgb(130,0,130) 中度洋紅色

from graphics import *
 
def convert(input):
  celsius = eval(input.getText())  # 輸入轉換
  fahrenheit = 9.0/5.0 * celsius + 32
  return fahrenheit 

#顏色變化算法
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)
  
  # 繪制輸入接口，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)
  # 等待鼠標點擊
  win.getMouse()
  print(win.getMouse())
  result = convert(input)  # 轉換輸入
  output.setText(result)  # 顯示輸出 
  # 改變顏色
  colorChange(win,input)
  # 改變按鈕字體
  button.setText("Quit")
  # 等待點擊事件，退出程序
  win.getMouse()
  win.close()
 
if __name__ == '__main__':
  main()

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五、turtle庫

Turtle 庫
n Python內置圖形化模塊

Python交互式圖形編程的實現

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()

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六、tkinter庫的聊天界面

（1）

from tkinter import *
import time
 
def main():
 
 def sendMsg():#發送消息
  strMsg = '我:' + time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",
                 time.localtime()) + '\n '
  txtMsgList.insert('0.0', strMsg, 'greencolor')#END,文本結尾，也即開頭。后面是標簽名稱
  txtMsgList.insert('0.0', txtMsg.get('0.0', END))#"0.0",文本開頭
  txtMsg.delete('0.0', END)
   
 def cancelMsg():#取消消息
  txtMsg.delete('0.0', END)
 
 def sendMsgEvent(event): #發送消息事件
  if event.keysym == "Up":
   sendMsg()
 
 #創建窗口 
 t = Tk()
 t.title('與python聊天中')
    
 #創建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)
  
 #創建控件
 txtMsgList = Text(frmLT)
 txtMsgList.tag_config('greencolor', foreground='red')#創建tag,
                            #"greencolor"是名稱，后面是顏色
 txtMsg = Text(frmLC);
 txtMsg.bind("<KeyPress-Up>", sendMsgEvent)
 btnSend = Button(frmLB, text='發 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選項可以指定控件跨越多列顯示，
 #而rowspan選項同樣可以指定控件跨越多行顯示。
 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()
 
 #主事件循環
 t.mainloop()
 
if __name__ == '__main__':
  main()

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利用grid(),對界面進行布局

tag()設置標簽格式（顏色）

time（）輸出時間

insert()一定要注意，是從開頭插入還是末尾插入，否則就出現了上述的情況，新輸入的在上方

更改如下

from tkinter import *
import time
 
def main():
 
 def sendMsg():#發送消息
  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))#輸入的內容,0.0表示文本開始
  txtMsg.delete('0.0', END)#刪除中間剛輸入的內容
   
 def cancelMsg():#取消消息
  txtMsg.delete('0.0', END)
 
 def sendMsgEvent(event): #發送消息事件:
  if event.keysym == "Up":
   sendMsg()
 
 #創建窗口 
 t = Tk()
 t.title('與python聊天中')
    
 #創建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)
  
 #創建控件
 txtMsgList = Text(frmLT)
 # txtMsgList.tag_config('greencolor', foreground='#008C00')#創建tag
 txtMsg = Text(frmLC);
 txtMsg.bind("<KeyPress-Up>", sendMsgEvent)

 #發送取消按鈕和圖片
 btnSend = Button(frmLB, text='發 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選項可以指定控件跨越多列顯示，
 #而rowspan選項同樣可以指定控件跨越多行顯示。
 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)

  #按鈕和圖片
 btnSend.grid(row=2,column=0)
 btnCancel.grid(row=2,column=1)
 lblImage.grid()
 
 txtMsgList.grid()
 txtMsg.grid()
 
 #主事件循環
 t.mainloop()
 
if __name__ == '__main__':
  main()

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以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持億速云。

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