23.Python 图形化界面编程

news2025/2/25 10:49:52

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    • 1.认识GUI和使用tkinter
    • 2.使用组件
      • 2.1 标签
      • 2.2 按钮
      • 2.3 文本框
      • 2.4 单选按钮和复选按钮
      • 2.5 菜单和消息
      • 2.6 列表框
      • 2.7 滚动条
      • 2.8 框架
      • 2.9 画布
    • 3. 组件布局
    • 4.事件处理

1.认识GUI和使用tkinter

人机交互是从人努力适应计算机,到计算机不断适应人的发展过程,大致经历了5个阶段:早期手工阶段、命令行用户接口(CLI)阶段、图形用户界面(GUI)阶段、网络用户界面阶段、智能人机交互阶段。

GUI(graphical user interface,图形用户界面)是指采用图形方式显示的用户操作界面。

大部分应用软件都属于图形用户界面(GUI)程序,如多媒体播放器、办公软件、网页浏览器等。一个完整的GUI程序实际包含两部分:组件和事件。

  1. 组件。图形用户界面程序一般包含很多功能组件,如窗口、菜单、按钮、文本框、复选框等。主窗口包括了所有的组件,组件自身也可以作为容器,包含其它的组件,如下拉框。组件可以分为两类:容器组件和基本组件,大部分组件都是可见的、有形的对象。
  • 容器组件:可以存储基本组件和容器组件的组件。
  • 基本组件:可以使用的功能组件,依赖于容器组件。
  1. 事件。GUI程序就是由一整套的事件所驱动的,当程序启动之后,一直监听所有组件绑定的事件。当为程序需要的每一个事件都添加回调处理函数之后,整个GUI程序就完成了。

事件就是将要发生的事情,如鼠标单击、键盘输入、页面初始化、加载完毕、移动窗口等,是图形用户交互的基础,它通过一套完整的事件监听机制实现。事件包含如下3个要素:

  • 事件源:事件发生的对象,如窗口、按钮、菜单栏、文本框等。
  • 事件处理器:针对可能发生的事情做出的处理方案,简单说就是事件回调函数。
  • 事件监听器:把事件源和事件关联起来,如鼠标单击按钮、在文本框中输入字符等。

常用的GUI库有以下4种:

  • tkinter:是TK图形用户界面工具包标准的Python接口。轻量级的跨平台图形用户界面开发工具。
  • wxPython:是Python对跨平台的GUI工具集wxWidgets的包装,也是比较流行的tkinter替代品。
  • PyQt:是Python对跨平台的GUI工具集Qt的包装。作为Python的插件,其功能非常强大,用PyQt开发的界面效果与Qt开发的界面效果相同。
  • PySide:是另一个Python对跨平台的GUI工具集Qt的包装,捆绑在Python中。

此外,还有一些其它的GUI库,如PyGTK、AnyGui等。

使用tkinter创建GUI程序需要以下5步:

  1. 导入tkinter模块。
  2. 创建顶层窗口。
  3. 构建GUI组件。
  4. 将每一个组件与底层程序代码关联起来。
  5. 执行主循环。

示例:

import tkinter
r = tkinter.Tk()  # 生成r主窗口
label = tkinter.Label(r,text='吃什么最补脑?')  # 生成标签
label.pack()  # 将标签添加到r主窗口
button1 = tkinter.Button(r,text='吃亏') # 生成button1
button1.pack(side=tkinter.LEFT)  # 将button1添加到r主窗口,左对齐
button2 = tkinter.Button(r,text='六个核桃')  # 生成button2
button2.pack(side=tkinter.RIGHT)  # 将button2添加到r主窗口,右对齐
r.mainloop() # 进入消息循环,否则窗口一闪而过,看不到运行结果

在这里插入图片描述

2.使用组件

组件是GUI程序开发的基础,tkinter 提供了比较丰富的组件。

  • Button:按钮。类似标签,但提供额外的功能,单击时执行一个动作,如鼠标移过、按下、释放,以及键盘操作等事件。
  • Canvas:画布。提供绘图功能,如直线、椭圆、多边形、矩形等,可以包含图形或位图。
  • Checkbutton:复选按钮。允许用户勾选或取消选择,一组复选框可以成组,允许选择任意个。类似HTML中的checkbox组件。
  • Entry:单行文本框。显示一行文本,用来收集键盘输入。类似HTML中的text组件。
  • Label:标签。用于显示不可编辑的文本、图片等信息。
  • LabelFrame:容器控件。是一个简单的容器控件,常用于复杂的窗口布局。
  • Listbox:列表框。一个选项列表,用户可以从中进行选择。
  • Menu:菜单。单击菜单按钮后弹出的一个选项列表,用户可以从中进行选择。
  • Menubutton:菜单按钮。用来包含菜单的组件,有下拉式、层叠式。
  • Message:消息框。类似于标签,但可以显示多行文本。
  • OptionMenu:选择菜单。下拉菜单的改版,弥补了Listbox无法定义下拉列表框的遗憾。
  • PanedWindow:窗口布局管理。是一个窗口布局管理的插件,可以包含一个或者多个子控件。
  • Radiobuttion:单选按钮。允许用户从多个选项中选取一个,一组按钮中只有一个可被选择。类似HTML中radio组件。
  • Scale:滑块组件。线性‘滑块’组件,可设定起始值和结束值,显示当前位置的精确值。
  • Scrollbar:滚动条。对其支持的组件,如文本域、画布、列表框、文本框,提供滚动功能。
  • Spinbox:输入控件。与Entry类似,但是可以指定输入范围值。
  • Text:多行文本框。多行文本区域,显示多行文本,可以用来收集或显示用户输入的文字。类似HTML中的textarea组件。
  • Toplevel:顶层。容器组件,类似框架,为其它控件提供单独的容器。
  • messageBox:消息框。用于显示应用程序的消息框。

2.1 标签

Label(标签)组件用于在屏幕上显示文本或图像。仅能显示单一字体的文本,但文本可以跨越多行;另外还可以为其中的个别字符加上下画线,如用于表示键盘快捷键。

使用tkinter.Label()构造函数可以创建标签组件,语法和示例如下:

from tkinter import *
r = Tk() # 实例化,生成主窗口
r.title('使用标签组件') # 定义标签标题
label = Label(r,
              anchor=E, # 右侧显示
              bg='#eef', # 浅灰色背景色
              fg='red', # 红色字体
              text='设计标签组件', #显示的文本
              font=('隶书',24), # 字体类型和大小
              width=20, # 标签的宽度
              height=3 # 标签的高度
              )
label.pack() # 调用pack方法,添加到主窗口
r.mainloop() # 进入主循环

2.2 按钮

Button(按钮)组件用于实现各种各样的按钮。包含文本或图像,可以将一个Python函数或方法与之相关联,当按钮被按下时,对应的函数或方法将被自动执行。

Button组件仅能显示单一字体的文本,但文本可以跨越多行,另外还可以为其中的个别字符加上下画线,用于表示键盘快捷键,默认情况下,Tab按键被用于在按钮间切换。

from tkinter import *
r = Tk()
r.title('使用按钮组件')
Button(r,text='禁用',state=DISABLED).pack(side=RIGHT)
Button(r,text='取消').pack(side=LEFT)
Button(r,text='确定').pack(side=LEFT)
Button(r,text='退出',command=r.quit).pack(side=RIGHT)
r.mainloop()

2.3 文本框

Entry(输入框)组件用于获取用户的输入文本,仅允许用于输入一行文本,如果用于输入的字符串长度比该组件可显示空间更长,那内容将被滚动,意味着该字符串将不能被全部看到。显示多行文本,常用于作为简单的文本编辑器和网页浏览器使用。

import tkinter as tk
w = tk.Tk()
w.title('读取文本框中的值')
w.geometry('360x160') # 设定窗口的大小(长x宽)
e = tk.Entry(w,show=None) # 显示成明文形式
e.pack()
# 注意:因为Python的执行顺序是从上往下,所以函数一定要放在按钮的上面
def insert_point(): # 在鼠标焦点处插入输入内容
    var = e.get()
    t.insert('insert',var)
def insert_end(): # 在文本框内容最后接着插入输入内容
    var = e.get()
    t.insert('end',var)
# 创建并放置两个按钮分别触发两种情况
b1 = tk.Button(w,text='在光标位置插入',width=20,height=2,command=insert_point)
b1.pack()
b2 = tk.Button(w,text='在文本尾部位置插入',width=20,height=2,command=insert_end)
b2.pack()
# 创建一个多行文本框Text显示,指定3个字符高度
t = tk.Text(w,height=3)
t.pack()
w.mainloop()

2.4 单选按钮和复选按钮

Radiobutton(单选按钮)组件用于实现多选一的问题,可以包含文本或图像。

Checkbutton(复选按钮)组件用于实现确定是否选择的按钮。

import tkinter as tk
w = tk.Tk()
w.title('设计复选按钮')
w.geometry('300x100')
l = tk.Label(w,bg='yellow',width=20,text='')
l.pack()
def print_selection(): # 定义触发函数功能
    if (var1.get()==1)&(var2.get() == 0): # 如果选中第一个选项,未选中第二个选项
        l.config(text='勾选了Python')
    elif(var1.get()==0)&(var2.get()==1): # 如果未选中第一个选项,选中第二个选项
        l.config(text='勾选了C++')
    elif(var1.get()==0)&(var2.get()==0): # 如果未选中第一个选项,未选中第二个选项
        l.config(text='什么都没有勾选')
    else: # 如果两个都勾选
        l.config(text='全部勾选')
# 定义变量用来存放选中行为的返回值
var1 = tk.IntVar()
var2 = tk.IntVar()
c1 = tk.Checkbutton(w,text='Python',variable=var1,onvalue=1,offvalue=0,command=print_selection)
c1.pack()
c2 = tk.Checkbutton(w,text='C++',variable=var2,onvalue=1,offvalue=0,command=print_selection)
c2.pack()
w.mainloop()

2.5 菜单和消息

Menu(菜单)组件用于实现顶级菜单、下拉菜单和弹出菜单。创建一个顶级菜单,需要先使用Menu()创建一个菜单实例,然后使用add()方法将命令和其它子菜单添加进去。

from tkinter import *
r = Tk()
r.title('设计菜单')
r.geometry('300x200')
m = Menu(r)
filemenu = Menu(m,tearoff=0)
m.add_cascade(label='文件',menu = filemenu)
filemenu.add_command(label='新建')
filemenu.add_command(label='打开')
filemenu.add_command(label='保存')
r.config(menu = m)
r.mainloop()

Message(消息)组件是Label组件的变体,用于显示多行文本消息。

from tkinter import *
w = Tk()
mess = '你收到一天消息'
msg = Message(w,text=mess)
msg.config(bg='lightgreen',font=('宋体',16,'italic'))
msg.pack()
w.mainloop()

2.6 列表框

Listbox(列表框)组件用于显示一个选择列表。

'''
Listbox(容器,可变关键字参数)
'''
from tkinter import *
r = Tk() # 创建顶级窗口
a = Label(r,bg='yellow',width=20,text='') # 定义一个提示信息显示的标签
a.pack()
def f(e): # 定义选项触发功能
    a.config(text='被选项为:'+l.get(l.curselection()))
l =Listbox(r) # 定义列表框
l.bind('<Double-Button-1>',f) # 绑定鼠标双击事件
for i in range(10):
    l.insert(END,str(i))
l.pack() # 显示列表框
r.mainloop()

2.7 滚动条

Scrollbar(滚动条)组件用于滚动一些组件的可见范围,根据方向可分为垂直滚动条和水平滚动条。

from tkinter import *
r = Tk()
sb = Scrollbar(r,orient=HORIZONTAL) # 滚动条水平显示,不写默认垂直滚动
sb.set(0.5,1) # 设置滑块的位置
sb.pack() # 显示滚动条
r.mainloop()

2.8 框架

Frame 组件主要用于在复杂的布局中将其他组件分组,也用于填充间距和作为实现组件的基类。

from tkinter import *
r = Tk() # 创建顶级窗口
r.title('设计框架')
r.geometry('600x500')
fm = Frame(height=200,width=200,bg='green',border=2) 
fm.pack_propagate(0) # 固定frame大小,如果不设置,frame随着标签大小改变
fm.pack() # 显示框架
Label(fm,text='左侧标签').pack(side='left')
Label(fm,text='右侧标签').pack(side='right')
r.mainloop()

2.9 画布

Canvas 是一个通用的组件,通常用于显示和编辑图形,可以用它绘制线段、圆形、多边形、甚至绘制其它组件。

from tkinter import *
r = Tk()
r.title('使用画布')
w = Canvas(r,width=200,height=100) # 创建画布
w.pack() # 显示画布
w.create_line(0,50,200,50,fill='yellow') # 画一条黄色的横线
w.create_line(100,0,100,100,fill='red',dash=(4,4)) # 画一条红色的竖线(虚线)
w.create_rectangle(50,25,150,75,fill='blue') # 中间画一个蓝色的矩形
Button(r,text='删除全部',command=(lambda x='all':w.delete(x))).pack()
r.mainloop()

在这里插入图片描述

3. 组件布局

tkinter 提供了3个布局管理器:pack(包),按添加顺序排列组件;grid(网格),按行、列格式排列组件;place(位置),准确设置组件的大小和位置。

**grid 布局:**可以以网络化设置组件的位置,但不要在同一父组件中混合使用pack和grid。

from tkinter import *
r = Tk()
r.title('问卷调查')
Label(r,text='姓名').grid(row=0)
Label(r,text='密码').grid(row=1)
Label(r,text='兴趣爱好').grid(row=2)
Entry(r).grid(row=0,column=1)
Entry(r).grid(row=1,column=1)
Entry(r).grid(row=2,column=1)
r.mainloop()

在这里插入图片描述

place 布局:可以精确定义组件的位置和大小

from tkinter import *
r = Tk()
r.title('小样')
def callback():
    print('正中靶心')
tk.Button(r,text='打我',command=callback).place(relx=0.5,rely=0.5,anchor='center')
r.mainloop()

在这里插入图片描述

4.事件处理

事件序列是以字符串的形式表示一个或多个相关联的事件。它包含在<>中。

'''
<modifier-type-detail>
type:用于描述通用事件类型,如鼠标单击、键盘按键单击等。
modifier:可选项,用于描述组合键,如Ctrl+C表示同时按Ctrl和C键。
detail:可选项,用于描述具体的按键,如Button-1表示鼠标左键。
'''
<Button-1> # 用户单击鼠标左键
<KeyPress-H> # 用户单击H按键
<Control-Shift-KeyPress-H> # 用户同时按Ctrl+Shift+H组合键

事件绑定有4种方法:

1、创建组件对象时指定。通过参数command指定。

b = Button(root,text=‘按钮’,command=clickhandler)

2、实例绑定。调用组件对象的bind()方法,可以为指定组件绑定事件。

w.bind(‘’,eventhandler,add=‘’)

3、类绑定。调用组件对象的bind_class()方法,为特定类绑定事件。

w.bind(‘Widget’,‘’,eventhandler,add=‘’)

4、程序界面绑定。调用组件对象的bind_all()方法,为所有组件类型绑定事件。

w.bind_all(‘’,eventhandler,add=‘’)

import tkinter as tk
r = tk.Tk()
entry = tk.Entry(r)
def f1(event):
    event.widget['bg'] = 'red'
def f2(event):
    event.widget['bg'] = 'white'
entry.bind('<Enter>',f1) # 鼠标经过时,背景色显示红色
entry.bind('<Leave>',f2) # 鼠标离开时,背景色显示白色
entry.pack()
r.mainloop()

事件对象:通过传入的事件对象,可以访问该对象属性,获取事件发生时相关参数,以备程序使用。

  • widget:事件源,即产生该事件的组件。
  • x,y:当前鼠标指针的坐标位置(相对于窗口左上角,以像素为单位)。
  • x_root,y_root:当前鼠标指针的坐标位置(相对于屏幕左上角,以像素为单位)。
  • keysym:按键名。
  • keycode:按键码。
  • num:按钮数字(鼠标事件专属)。
  • width, height:组件的新尺寸(Configure事件专属)。
import tkinter as tk
r = tk.Tk()
def callback(event): # 事件处理函数,参数event为Event事件对象
    print('点击的键盘字符为:',event.char)
fm = tk.Frame(r,width=200,height=200)
fm.bind('<Key>',callback) # 绑定鼠标单击事件
fm.focus_set() # 获取焦点,接收键盘响应
fm.pack()
r.mainloop()

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