Python青少年简明教程：tkinter库入门

tkinter是Python的标准GUI（图形用户界面）库。它提供了一种快速而简单的方法来创建GUI应用程序。tkinter是Python自带的，无需额外安装，随 Python 安装包一起提供。

在Python 3.x中，库名称是tkinter， 跨平台——在 Windows、macOS 和 Linux 上都可以使用，使得用 Tkinter 编写的程序可以在不同操作系统上运行。

tkinter基于事件驱动编程模型，它提供了一组小部件（如按钮、标签、文本框等）和几何管理器（如pack、grid、place）来组织用户界面，适合构建简单的桌面应用程序。

基本概念

窗口（Window）：Tkinter应用程序的基本组件之一，表示一个包含菜单栏、工具栏、状态栏以及主体区域的窗口。窗口可以通过Tk()或Toplevel()方法创建，其中Tk()方法创建的是应用程序的主窗口，而Toplevel()方法创建的是一个独立的子窗口。

tkinter的窗口可以通过Tk()或Toplevel()方法创建，两者区别：

Tk() 用于创建应用程序的主窗口——用于创建应用程序的主界面。这是应用程序的根窗口。通常每个应用程序只有一个Tk()实例。关闭Tk()窗口会结束整个应用程序，所有Toplevel窗口也会销毁。Tk()包含主事件循环（mainloop()）。

Toplevel()用于创建子窗口或额外的窗口——常用于创建对话框、额外的信息窗口或功能窗口。通常需要一个父窗口作为参数（通常是Tk()实例或另一个Toplevel()实例）。可以创建多个Toplevel()窗口。关闭Toplevel()窗口只会关闭该特定窗口，不会影响主窗口或其他Toplevel窗口。Toplevel()不包含自己的事件循环，依赖于Tk()的主事件循环。

示例：

# Tkinter中的Tk()和Toplevel()创建的窗口区别演示
import tkinter as tk

# 使用Tk()创建主窗口
root = tk.Tk()
root.title("主窗口 (Tk)")
root.geometry("300x200")

# 创建一个按钮来打开Toplevel窗口
def open_toplevel():
    # 使用Toplevel()创建子窗口
    top = tk.Toplevel(root)
    top.title("子窗口 (Toplevel)")
    top.geometry("250x150")
    tk.Label(top, text="这是一个Toplevel窗口").pack(pady=20)

tk.Button(root, text="打开Toplevel窗口", command=open_toplevel).pack(pady=50)

tk.Label(root, text="这是主Tk窗口").pack()

root.mainloop()

对 Tkinter 的支持分布在多个模块中。 大多数应用程序将需要主模块 tkinter（也称为tk）和tkinter.ttk,也成为 ttk（themed tk），后者从tkinter 8.5开始可用。ttk组件多于tkinter，界面也相对漂亮，所以使用时尽量选择ttk。按照以下方式导入，ttk中的widget（组件、小部件、控件）会默认替换掉tk的。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk

大多数应用程序都需要同时使用这两个模块。一些常见的小部件在 tk 和 ttk 中都有实现，但 ttk 版本通常更为现代。

ttk（themed tk）是对基本 tkinter 的增强：

    提供了更多的组件；

    界面相对更现代和美观；

    支持主题，使应用程序在不同平台上具有一致的外观。

特别提示，tkinte文档中使用的widgets，在许多不同的翻译：组件、小部件、控件，一般译为小部件，相当于某些开发语言的Components（组件）、controls（控件）。这些术语可以互换使用，但在 tkinter 上下文中，“小部件”或“控件”可能更为常见。

ttk 和 tkinter (tk) 共有的和各自独有的小部件 (widgets)

一些常见的小部件在 tk 和 ttk 中都有实现，但 ttk 版本通常更为现代。

ttk 和 tkinter 都提供了以下基本小部件：

Button（按钮）

Label（标签）

Entry（输入框）

Frame（框架）

Checkbutton（复选框）

Radiobutton（单选按钮）

Scale（滑块）

Scrollbar（滚动条）

tkinter (tk) 独有的小部件：

Menu（菜单）

Canvas（画布）

Text（文本框）

Message（消息框）：用于显示多行文本

Spinbox（数值调节框）：允许用户从一系列值中选择

ttk 独有的小部件：

Combobox（组合框）：结合了 Entry 和下拉列表

Notebook（笔记本）：用于创建选项卡式界面

Progressbar（进度条）：显示任务进度

Separator（分隔符）：用于分隔其他小部件

Sizegrip（大小调整手柄）：允许用户调整窗口大小

Treeview（树状视图）：用于显示层次化数据

事件循环

tkinter 应用程序通常运行在一个事件循环中，等待用户交互并响应事件。tkinter 允许你通过绑定事件来响应用户交互。

tkinter 提供了几种布局管理器来控制 widgets 的位置和大小：

pack：按照上、下、左、右方向逐步排列widgets。

grid：使用网格系统布局 widgets。

place：精确控制 widgets 的位置和大小。

tkinter程序的基本结构

一个最简单的 tkinter 程序确实应该包含以下四个主要部分：

    导入 tkinter 模块

    创建主窗口（root 窗口）

    添加人机交互控件和相应的事件函数

启动主循环（mainloop）

以下是一个包含多个 widgets 和事件处理的简单较完整的示例：

import tkinter as tk
from tkinter import messagebox

# 事件处理函数
def on_button_click():
    messagebox.showinfo("Info", "Button clicked!")

# 创建主窗口
root = tk.Tk()
# 设置窗口大小为宽300像素,高200像素  
root.geometry("300x200")  
# 设置窗口标题
root.title("Tkinter Example")

# 创建标签
label = tk.Label(root, text="Hello, Tkinter!")
label.pack()

# 创建按钮，绑定事件处理函数
button = tk.Button(root, text="Click Me", command=on_button_click)
button.pack()

# 进入主事件循环
root.mainloop()

上面示例运行效果：

geometry方法用于设置窗口的大小和位置。它允许开发者定义窗口的宽度、高度以及在屏幕上的位置。以像素为单位。

geometry 方法的常规格式如下：

窗口.geometry("宽度x高度+偏移X+偏移Y")

其中 +偏移x+偏移y 部分是可选的。

注意事项

如果仅指定窗口大小，例如 窗口.geometry("800x600")，窗口将以默认位置显示。

如果仅指定位置，例如 窗口.geometry("+100+100")，窗口的大小将保持默认。

如果设置的大小超出了屏幕的可视范围，窗口可能会部分不可见。

对话框

tkinter提供了多种预定义的对话框子模块：

messagebox：显示消息或警告

filedialog：文件选择对话框

colorchooser：颜色选择对话框

messagebox、filedialog和colorchooser都tkinter 的子模块

messagebox 是 tkinter 的一个子模块，用于创建消息对话框。

    导入方式：from tkinter import messagebox

    主要功能：显示信息、警告或错误消息，以及获取简单的用户输入（如是/否选择）。

    常用函数：showinfo(), showwarning(), showerror(), askyesno() 等。

例如：
from tkinter import messagebox
messagebox.showinfo("信息", "这是一条信息")
result = messagebox.askyesno("确认", "您确定要继续吗？")

filedialog 是 tkinter 的另一个子模块，用于创建文件选择对话框。

    导入方式：from tkinter import filedialog

    主要功能：允许用户选择文件或目录。

    常用函数：askopenfilename(), asksaveasfilename(), askdirectory() 等。

例如：
from tkinter import filedialog
filename = filedialog.askopenfilename(title="选择文件", filetypes=(("文本文件", "*.txt"), ("所有文件", "*.*")))

colorchooser 是 tkinter 的子模块，用于创建颜色选择对话框。

    导入方式：from tkinter import colorchooser

    主要功能：允许用户选择颜色。

    主要函数：askcolor()

例如：
from tkinter import colorchooser
color = colorchooser.askcolor(title="选择颜色")
 

以下是一个综合使用这些子模块的简单较完整的示例：

import tkinter as tk
from tkinter import messagebox, filedialog, colorchooser

def show_message():
    messagebox.showinfo("信息", "这是一条信息")

def choose_file():
    filename = filedialog.askopenfilename(title="选择文件", filetypes=(("文本文件", "*.txt"), ("所有文件", "*.*")))
    if filename:
        messagebox.showinfo("文件选择", f"您选择的文件是：{filename}")

def choose_color():
    color = colorchooser.askcolor(title="选择颜色")
    if color[1]:  # color is None if dialog is cancelled
        messagebox.showinfo("颜色选择", f"您选择的颜色是：{color[1]}")

root = tk.Tk()
root.geometry("300x200") 
root.title("tkinter 对话框示例")

tk.Button(root, text="显示消息", command=show_message).pack(pady=5)
tk.Button(root, text="选择文件", command=choose_file).pack(pady=5)
tk.Button(root, text="选择颜色", command=choose_color).pack(pady=5)

root.mainloop()

运行效果：

Menu和MenuButton

Menu 和 MenuButton 都是 tkinter 提供的控件类。

Menu 是 tkinter 中用于创建菜单栏、下拉菜单和弹出菜单的类。

    用于创建各种类型的菜单，包括顶级菜单栏、下拉菜单和上下文菜单。

    可以包含命令、子菜单、复选框菜单项等。

通常用于创建应用程序的主菜单栏。

MenuButton 是 tkinter 中的一个控件类，用于创建一个带有相关联的下拉菜单的按钮。

    是一个结合了按钮和菜单功能的控件。

    点击 MenuButton 会显示一个下拉菜单。

    常用于工具栏或需要节省空间的界面设计。

示例：

import tkinter as tk

def do_command():
    print("Command executed!")

root = tk.Tk()
root.geometry("300x200") 
root.title("Menu 和 MenuButton 示例")

# 创建顶级菜单栏
menubar = tk.Menu(root)
root.config(menu=menubar)

# 创建 "File" 菜单
file_menu = tk.Menu(menubar, tearoff=0)
menubar.add_cascade(label="File", menu=file_menu)
file_menu.add_command(label="New", command=do_command)
file_menu.add_command(label="Open", command=do_command)
file_menu.add_separator()
file_menu.add_command(label="Exit", command=root.quit)

# 创建 MenuButton
mb = tk.Menubutton(root, text="Options", relief=tk.RAISED)
mb.pack(padx=10, pady=10)

# 为 MenuButton 创建菜单
mb_menu = tk.Menu(mb, tearoff=0)
mb["menu"] = mb_menu
mb_menu.add_command(label="Option 1", command=do_command)
mb_menu.add_command(label="Option 2", command=do_command)

root.mainloop()

运行效果：

Canvas（画布）小部件

canvas 是 tkinter 中的一个小部件，因其功能强大，常被单独讨论。

它是 tkinter 的一部分，不需要单独导入。

提供了一个绘图区域，可以在其中创建线条、形状、文本和图像等。

常用于创建自定义图形、图表或动画。

以下是一些常用的 Canvas 方法：

create_line(x1, y1, x2, y2, options)：绘制一条从 (x1, y1) 到 (x2, y2) 的直线。

create_rectangle(x1, y1, x2, y2, options)：绘制一个矩形。

create_oval(x1, y1, x2, y2, options)：绘制一个椭圆。

create_text(x, y, text, options)：在指定位置显示文本。

create_image(x, y, image, options)：在指定位置显示图像。

delete(what)：删除指定的图形项。

move(tagOrId, x, y)：移动指定的图形项。

bind(sequence, func)：绑定事件处理程序。

示例：

import tkinter as tk
from tkinter import PhotoImage

# 创建主窗口
root = tk.Tk()
root.title("Tkinter Canvas Example")

# 创建 Canvas 组件
canvas = tk.Canvas(root, width=400, height=300, bg="white")
canvas.pack()

# 绘制直线
canvas.create_line(10, 20, 200, 20, fill="blue", width=2)

# 绘制矩形
canvas.create_rectangle(50, 50, 150, 150, outline="black", fill="yellow", width=2)

# 绘制椭圆
canvas.create_oval(100, 100, 250, 200, outline="green", fill="red", width=2)

# 显示文本
canvas.create_text(200, 50, text="Hello Canvas", font=("Arial", 16))

# 加载图像并显示
try:
    img = PhotoImage(file="example.png")  # 确保你有一个名为 example.png 的图像文件
    canvas.create_image(300, 300, image=img, anchor="center")
except tk.TclError:
    print("Image file not found or cannot be loaded.")

# 定义事件处理程序
def on_click(event):
    print(f"Canvas clicked at ({event.x}, {event.y})")

# 绑定点击事件
canvas.bind("<Button-1>", on_click)

# 进入主事件循环
root.mainloop()

运行效果：

ttk（主题Tkinter小部件）

ttk（Themed Tkinter Widgets）是 tkinter 的一个扩展，提供了访问 Tk 主题小部件集的接口。ttk 提供了一组主题化的小部件，相比 Tkinter 的传统小部件，ttk 小部件具有更多的功能和更好的外观。

完整导入路径：from tkinter import ttk

提供了与 tkinter 相似但外观更现代的小部件。

ttk 小部件可以使用主题，使得应用程序在不同平台上具有一致的外观。

常用的 ttk 控件

ttk 提供了一些与 Tkinter 传统控件对应的改进版本：

ttk.Button：改进版的按钮控件。

ttk.Label：改进版的标签控件。

ttk.Entry：改进版的单行文本输入控件。

ttk.Text：改进版的多行文本输入控件。

ttk.Checkbutton：改进版的复选框控件。

ttk.Radiobutton：改进版的单选按钮控件。

ttk.Combobox：下拉组合框控件。

ttk.Treeview：树状视图控件。

ttk.Notebook：选项卡控件。

以下是一个使用 ttk 控件的简单示例，展示了如何创建和使用 ttk 控件：

import tkinter as tk
from tkinter import ttk

# 创建主窗口
root = tk.Tk()
root.geometry("300x200") 
root.title("TTK Widgets Example")

# 创建 ttk 样式
style = ttk.Style()
style.configure("TButton", padding=6, relief="flat", background="#ccc")

# 创建 ttk 按钮
button = ttk.Button(root, text="Click Me")
button.pack(pady=10)

# 创建 ttk 标签
label = ttk.Label(root, text="Hello, TTK!")
label.pack(pady=10)

# 创建 ttk 组合框
combo = ttk.Combobox(root, values=["Option 1", "Option 2", "Option 3"])
combo.pack(pady=10)

# 进入主事件循环
root.mainloop()

运行效果：

下面给使用tkinter库创建的小游戏：简单的弹球游戏，在画布上生成一个蓝色的小球随机运动，小球碰到边缘会反弹，底部有一红色的挡板，玩家可以使用左右方向键控制它，挡板接到小球时会反弹，玩家得分1分，小球落到球拍下方扣1分。源码如下：

import tkinter as tk
import random

# 初始化Tkinter窗口
window = tk.Tk()
window.title("弹球游戏")

# 创建画布
canvas_width = 800
canvas_height = 600
canvas = tk.Canvas(window, width=canvas_width, height=canvas_height, bg="white")
canvas.pack()

# 球体参数
ball_radius = 20
ball_x = random.randint(ball_radius, canvas_width - ball_radius)
ball_y = random.randint(ball_radius, canvas_height - ball_radius)
ball_dx = random.randint(2, 8)
ball_dy = random.randint(2, 8)
ball = canvas.create_oval(ball_x - ball_radius, ball_y - ball_radius,
                         ball_x + ball_radius, ball_y + ball_radius, fill="blue")

# 挡板参数
paddle_width = 100
paddle_height = 20
paddle_x = canvas_width // 2 - paddle_width // 2
paddle_y = canvas_height - paddle_height - 10
paddle = canvas.create_rectangle(paddle_x, paddle_y,
                                 paddle_x + paddle_width, paddle_y + paddle_height, fill="red")

# 玩家得分
score = 0

# 移动球体的函数
def move_ball():
    global ball_x, ball_y, ball_dx, ball_dy, score
    
    # 更新球体位置
    ball_x += ball_dx
    ball_y += ball_dy
    
    # 检测边缘碰撞
    if ball_x <= ball_radius or ball_x >= canvas_width - ball_radius:
        ball_dx *= -1
    if ball_y <= ball_radius or ball_y >= canvas_height - ball_radius:
        ball_dy *= -1
    
    # 检测挡板碰撞
    paddle_coords = canvas.coords(paddle)
    if ball_y + ball_radius >= paddle_coords[1] and \
       ball_x >= paddle_coords[0] and ball_x <= paddle_coords[2]:
        ball_dy *= -1
        score += 1
        canvas.itemconfig(score_text, text=f"Score: {score}")
    elif ball_y + ball_radius >= canvas_height:
        score -= 1
        canvas.itemconfig(score_text, text=f"Score: {score}")
    
    # 更新球体位置
    canvas.coords(ball, ball_x - ball_radius, ball_y - ball_radius,
                  ball_x + ball_radius, ball_y + ball_radius)
    
    # 调用下一帧
    window.after(30, move_ball)

# 控制挡板的函数
def move_paddle(event):
    global paddle_x
    
    if event.keysym == "Left" and paddle_x > 0:
        paddle_x -= 10
    elif event.keysym == "Right" and paddle_x < canvas_width - paddle_width:
        paddle_x += 10
    
    canvas.coords(paddle, paddle_x, paddle_y,
                  paddle_x + paddle_width, paddle_y + paddle_height)

# 创建分数显示
score_text = canvas.create_text(50, 20, anchor="nw", text="Score: 0")

# 绑定左右键事件
window.bind("<Left>", move_paddle)
window.bind("<Right>", move_paddle)

# 开始游戏循环
move_ball()

# 进入主循环
window.mainloop()

下面改用使用类（面向对象编程）实现，源码如下：

import tkinter as tk
import random

class BouncingBallGame:
    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("弹球游戏")

        # 创建画布
        self.canvas_width = 800
        self.canvas_height = 600
        self.canvas = tk.Canvas(root, width=self.canvas_width, height=self.canvas_height, bg="white")
        self.canvas.pack()

        # 球体参数
        self.ball_radius = 20
        self.ball_x = random.randint(self.ball_radius, self.canvas_width - self.ball_radius)
        self.ball_y = random.randint(self.ball_radius, self.canvas_height - self.ball_radius)
        self.ball_dx = random.randint(2, 8)
        self.ball_dy = random.randint(2, 8)
        self.ball = self.canvas.create_oval(self.ball_x - self.ball_radius, self.ball_y - self.ball_radius,
                                             self.ball_x + self.ball_radius, self.ball_y + self.ball_radius, fill="blue")

        # 挡板参数
        self.paddle_width = 100
        self.paddle_height = 20
        self.paddle_x = self.canvas_width // 2 - self.paddle_width // 2
        self.paddle_y = self.canvas_height - self.paddle_height - 10
        self.paddle = self.canvas.create_rectangle(self.paddle_x, self.paddle_y,
                                                   self.paddle_x + self.paddle_width, self.paddle_y + self.paddle_height, fill="red")

        # 玩家得分
        self.score = 0
        self.score_text = self.canvas.create_text(50, 20, anchor="nw", text="Score: 0")

        # 绑定左右键事件
        self.root.bind("<Left>", self.move_paddle)
        self.root.bind("<Right>", self.move_paddle)

        # 启动游戏循环
        self.move_ball()

    def move_ball(self):
        # 更新球体位置
        self.ball_x += self.ball_dx
        self.ball_y += self.ball_dy

        # 检测边缘碰撞
        if self.ball_x <= self.ball_radius or self.ball_x >= self.canvas_width - self.ball_radius:
            self.ball_dx *= -1
        if self.ball_y <= self.ball_radius or self.ball_y >= self.canvas_height - self.ball_radius:
            self.ball_dy *= -1

        # 检测挡板碰撞
        paddle_coords = self.canvas.coords(self.paddle)
        if self.ball_y + self.ball_radius >= paddle_coords[1] and \
           self.ball_x >= paddle_coords[0] and self.ball_x <= paddle_coords[2]:
            self.ball_dy *= -1
            self.score += 1
            self.canvas.itemconfig(self.score_text, text=f"Score: {self.score}")
        elif self.ball_y + self.ball_radius >= self.canvas_height:
            self.score -= 1
            self.canvas.itemconfig(self.score_text, text=f"Score: {self.score}")

        # 更新球体位置
        self.canvas.coords(self.ball, self.ball_x - self.ball_radius, self.ball_y - self.ball_radius,
                           self.ball_x + self.ball_radius, self.ball_y + self.ball_radius)

        # 调用下一帧
        self.root.after(30, self.move_ball)

    def move_paddle(self, event):
        if event.keysym == "Left" and self.paddle_x > 0:
            self.paddle_x -= 10
        elif event.keysym == "Right" and self.paddle_x < self.canvas_width - self.paddle_width:
            self.paddle_x += 10

        self.canvas.coords(self.paddle, self.paddle_x, self.paddle_y,
                           self.paddle_x + self.paddle_width, self.paddle_y + self.paddle_height)

if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    game = BouncingBallGame(root)
    root.mainloop()

附录

Python 官方文档中的 Tkinter 参考 https://docs.python.org/zh-cn/3/library/tkinter.html

Python 的Tkinter包系列之一：窗口初步https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/127227651

Python 的Tkinter包系列之二：菜单 https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/127319885

Python 的Tkinter包系列之三：Canvas （画布）https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/127344534

Python 的Tkinter包系列之四：对话框https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/127392512

Python 的Tkinter包系列之五：事件https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/127411016

Python 的Tkinter包系列之六：好例子https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/127487982