Python語言編程導(dǎo)論第十章Python的GUI編程張晉連2016.112025/8/211.內(nèi)容提要概述GUI程序開發(fā)簡介Tkinter與主要組件Turtle庫簡介2025/8/212.一、概述使用圖形用戶界面（GUI），可以使程序更友好。Python作為一種“膠水性”語言，提供了眾多GUI開發(fā)庫的綁定，適合快速開發(fā)GUI。目前大部分開發(fā)庫還不支持Python3，且?guī)斓母滤俣炔皇呛芸?。如果使用的是Python3，可選擇的開發(fā)庫就不是很多了。目前常用的開發(fā)庫有：Python內(nèi)置的Tkinter、Graphics、Turtle等，以及非常強大的PyQT等。如果使用的是Python2，還有如wxPython、PyGTK、PMW等開發(fā)庫可以選擇。2025/8/213.本章簡要介紹以下圖形庫：Tkinter—Python標(biāo)準(zhǔn)GUITurtle—python內(nèi)置的圖形庫。2025/8/214.二、GUI程序開發(fā)簡介日常使用的大量客戶端程序都屬于GUI程序，即在一個界面上有很多功能塊，包括：標(biāo)簽、按鈕、輸入框、菜單等。開發(fā)GUI程序，首先需要有一塊空白畫面，然后在其上劃分出不同的區(qū)域，放上不同的模塊，最后完成每一個模塊的功能。2025/8/215.GUI程序開發(fā)基本步驟和過程：首先要有底層的根窗口對象，在其基礎(chǔ)上創(chuàng)建一個個小窗口對象。每一個窗口都是一個容器，可將所需的組件置于其中。每種GUI開發(fā)庫都擁有大量的組件，一個GUI程序就是由各種不同功能的組件組成的，而根窗口對象則包含了所有組件。組件本身也可以作為一個容器，它可以包含其他組件，如下拉框。這種包含其他組件的稱為父組件，反之，包含在其他組件中的組件稱為子組件。這是一種相對的概念，對于有著多層包含的情況，某組件的父組件一般指的是直接包含它的組件。2025/8/216.構(gòu)建出了GUI程序的每一個組件，只完成了程序的界面，但此時只能看不能用，需要給每一個組件添加對應(yīng)的功能。使用GUI程序時，會進行各種操作，如鼠標(biāo)移動，按下或松開鼠標(biāo)鍵，按下鍵盤按鍵等，這些操作稱為事件。每個組件對應(yīng)著一些行為，如在文本框中輸入文本，單擊按鈕等，這些也稱為事件。GUI程序啟動的時候就一直監(jiān)控這些事件，當(dāng)某個事件發(fā)生的時候，就進行對應(yīng)的處理并返回相應(yīng)的結(jié)果。因此，GUI程序是由這一整套事件驅(qū)動的，這個過程稱為事件驅(qū)動處理。2025/8/217.一個事件發(fā)生后，GUI程序捕獲該事件、作出對應(yīng)的處理并返回結(jié)果的過程稱為回調(diào)。如計算器程序，單擊了“=”按鈕之后，便產(chǎn)生了一個事件，需要計算最終的結(jié)果，程序便開始對算式進行計算，返回最終結(jié)果并顯示出來。這個計算并顯示結(jié)果的過程即為回調(diào)。當(dāng)為程序需要的每一個事件都添加完相應(yīng)的回調(diào)處理之后，整個GUI就完成了。2025/8/218.三、Tkinter與主要組件Tk是Python默認(rèn)的工具集（即圖形庫），Tkinter是Tk的Python接口，通過Tkinter可以方便地調(diào)用Tk進行圖形界面開發(fā)。Tk與其他開發(fā)庫相比，不是最強大的，模塊工具也不是非常的豐富。但它非常簡單，所提供的功能開發(fā)一般的應(yīng)用也完全夠用了，且能在大部分平臺上運行。Python自帶的IDEL也是用Tkinter開發(fā)的。Tkinter的不足之處是缺少合適的可視化界面設(shè)計工具，需要通過代碼來完成窗口設(shè)計和元素布局。2025/8/219.Tkinter中提供了較為豐富的控件，完全能滿足基本的GUI程序的需求。由于Tkinter模塊已經(jīng)在Python中內(nèi)置，所以在使用之前，只需將其導(dǎo)入即可。兩種導(dǎo)入方式為：importtkinterastk—導(dǎo)入tkinter，但沒引入任何組件，在使用時需要使用tk前綴，如需要引入按鈕，則表示為：tk.Button。fromtkinterimport*—將tkinter中的所有組件一次性引入。2025/8/2110.1、在程序中使用Tkinter利用Tkinter模塊來引用Tk構(gòu)建和運行GUI程序，通常需要5步：導(dǎo)入Tkinter模塊；創(chuàng)建一個頂層窗口；在頂層窗口的基礎(chǔ)上構(gòu)建所需要的GUI模塊和功能；將每一個模塊與底層程序代碼關(guān)聯(lián)起來；執(zhí)行主循環(huán)。2025/8/2111.Tkinter主要組件簡介組件功能Button按鈕。類似標(biāo)簽，但提供額外功能，如鼠標(biāo)按下、釋放及鍵盤操作事件Canvas畫布。提供繪圖功能（直線、橢圓、多邊形、矩形），可以包含圖形或位圖Checkbutton選擇按鈕。一組方框，可以選擇其中的任意個Radiobutton單選按鈕。一組方框，其中只有一個可被選擇Entry文本框。單行文字域，用來收集鍵盤輸入Frame框架。包含其他組件的純?nèi)萜鱈abel標(biāo)簽。用來顯示文字或圖片Listbox列表框。一個選項列表，用戶可以從中選擇Menu菜單。單擊后彈出一個選項列表，用戶可以從中選擇Menubutton菜單按鈕。用來包含菜單的組件（有下拉式、層疊式）Message消息框。類似于標(biāo)簽，但可以顯示多行文本Scale進度條。線性“滑塊”組件，可設(shè)定起始值和結(jié)束值，顯示當(dāng)前位置的精確值Scrollbar滾動條。對其支持的組件（文本域、畫布、列表框、文本框）提供滾動功能Text文本域。多行文字區(qū)域，可用來收集（或顯示）用戶輸入的文字Toplevel頂級。類似框架，但提供一個獨立的窗口容器。12.組件的共同屬性：dimensions：尺寸colors：顏色fonts：字體anchors：錨reliefstyles：浮雕式bitmaps：顯示位圖cursors：光標(biāo)的外形說明：每種組件還有其各自特有的屬性2025/8/2113.注意：Tk使用了一種包管理器來管理所有的組件，當(dāng)定義完組件之后，需要調(diào)用pack()方法來控制組件的顯示方式，若不調(diào)用pack()方法，組件將不會顯示。在交互環(huán)境下，編寫Tkinter測試代碼時，運行過Tk()（創(chuàng)建頂層窗口的函數(shù)）之后即進入主循環(huán)，可以看到頂層窗口。而若是運行py文件，一定要調(diào)用mainloop()方法進入主循環(huán)，方可看到頂層窗口。2025/8/2114.

創(chuàng)建GUI應(yīng)用程序窗口代碼模板：2025/8/2115.2、頂層窗口頂層窗口也稱為根窗口。頂層窗口實際上是一個普通窗口，包括一個標(biāo)題欄和窗口管理器所提供的窗口裝飾部分，如最大化按鈕等。在一個Tkinter開發(fā)的應(yīng)用程序中，只需要創(chuàng)建一個頂層窗口即可，且此窗口的創(chuàng)建必須是在其他窗口創(chuàng)建之前。2025/8/2116.例10-1：創(chuàng)建頂層窗口執(zhí)行結(jié)果：2025/8/2117.3、標(biāo)簽標(biāo)簽組件可以用來顯示圖片和文本，通過在文本中添加換行符來控制換行，也可以通過控制組件的大小實現(xiàn)自動換行。例10-2：使用標(biāo)簽（Label）編寫一個程序，在程序主體中顯示“HelloWorld!”。2025/8/2118.程序及執(zhí)行結(jié)果：2025/8/2119.Label組件常用參數(shù)參數(shù)描述height組件的高度（所占行數(shù)）width組件的寬度（所占字符個數(shù)）fg前景字體顏色bg背景顏色justify多行文本的對齊方式，可選參數(shù)為：LEFT、CENTER、RIGHTpadx文本左右兩側(cè)的空格數(shù)（默認(rèn)為1）pady文本上下兩側(cè)的空格數(shù)（默認(rèn)為1）2025/8/2120.增加了參數(shù)后的程序及執(zhí)行結(jié)果：2025/8/2121.4、框架框架（Frame）相對于其他組件而言，它只是個容器，因為它沒有方法，但它可以捕獲鍵盤和鼠標(biāo)的事件來進行回調(diào)?？蚣芤话阌米靼唤M控件的主體，且可以定制外觀。2025/8/2122.例10-3：創(chuàng)建不同樣式的框架2025/8/2123.5、按鈕按鈕組件（Button）是tkinter最常用的圖形組件之一，通過Button可以方便地與用戶進行交互。嚴(yán)格地說，按鈕（Button）也可被看作標(biāo)簽，只是它可以捕獲鍵盤和鼠標(biāo)事件。按鈕可以禁用，禁用之后的按鈕不能進行單擊等任何操作。如果將按鈕放進TAB群中，就可以使用TAB鍵來進行跳轉(zhuǎn)和定位。2025/8/2124.例10-4：創(chuàng)建按鈕示例2025/8/2125.Button組件常用參數(shù)參數(shù)描述height組件的高度（所占行數(shù)）width組件的寬度（所占字符個數(shù)）fg前景字體顏色bg背景顏色activebackground按鈕按下時的背景顏色activeforeground按鈕按下時的前景顏色justify多行文本的對齊方式，可選參數(shù)為：LEFT、CENTER、RIGHTpadx文本左右兩側(cè)的空格數(shù)（默認(rèn)為1）pady文本上下兩側(cè)的空格數(shù)（默認(rèn)為1）state設(shè)置組件狀態(tài)，默認(rèn)為NORMAL，可設(shè)置為：DISABLED—禁用組件（必須大寫）2025/8/2126.增加了參數(shù)后的程序和執(zhí)行結(jié)果：按下“退出”按鈕：2025/8/2127.6、輸入框一個GUI程序，接收用戶的輸入幾乎是必不可少的。輸入框（Entry）組件就是用來接收用戶輸入的最基本的組件?？梢詾檩斎肟蛟O(shè)置默認(rèn)值，也可以禁止用戶輸入。如果禁止輸入，用戶就不能改變輸入框中的值了。當(dāng)用戶輸入的內(nèi)容一行顯示不下的時候，輸入框會自動生成滾動條。2025/8/2128.例10-5：創(chuàng)建輸入框示例2025/8/2129.Entry參數(shù)組件常用參數(shù)參數(shù)描述height組件的高度（所占行數(shù)）width組件的寬度（所占字符個數(shù)）fg前景字體顏色bg背景顏色show將Entry框中的文本替換為指定字符，用于輸入密碼等，如設(shè)置show="*"state設(shè)置組件狀態(tài)，默認(rèn)為NORMAL，可設(shè)置為：DISABLED—禁用組件，READONLY—只讀2025/8/2130.例10-6：將攝氏度轉(zhuǎn)換為華氏度2025/8/2131.程序執(zhí)行：2025/8/2132.7、單選按鈕單選按鈕（Radiobutton）是一組排他性的選擇框，只能從該組中選擇一個選項，當(dāng)選擇了其中一項之后便會取消其他選項的選擇。要想使用單選按鈕，必須將這一組單選按鈕與一個相同的變量關(guān)聯(lián)起來，由用戶為這個變量選擇不同的值。2025/8/2133.例10-7：創(chuàng)建單選按鈕示例2025/8/2134.Radiobutton組件常用參數(shù)參數(shù)描述variable單選按鈕索引變量，通過變量的值確定哪個單選按鈕被選中。一組單選按鈕使用同一個索引變量value單選按鈕選中時變量的值command單選按鈕選中時執(zhí)行的命令（函數(shù)）2025/8/2135.8、復(fù)選按鈕與單選按鈕相對的是復(fù)選按鈕（Checkbutton）。復(fù)選按鈕之間沒有互斥作用，可以一次選擇多個。同樣地，每一個按鈕都需要與一個變量相關(guān)聯(lián)，且每一個復(fù)選按鈕關(guān)聯(lián)的變量都是不同的。若像單選按鈕一樣，關(guān)聯(lián)的是同一個按鈕，則當(dāng)選中其中一個的時候，會將所有按鈕都選上?？梢越o每一個復(fù)選按鈕綁定一個回調(diào)，當(dāng)該選項被選中時，執(zhí)行該回調(diào)。2025/8/2136.例10-8：基本復(fù)選按鈕示例2025/8/2137.例10-9：創(chuàng)建帶“禁用”狀態(tài)的復(fù)選按鈕2025/8/2138.Checkbutton組件常用參數(shù)參數(shù)描述variable復(fù)選按鈕索引變量，通過變量的值確定哪些復(fù)選按鈕被選中。每個復(fù)選按鈕使用不同的變量，使復(fù)選按鈕之間相互獨立onvalue復(fù)選按鈕選中（有效）時變量的值offvalue復(fù)選按鈕未選中（無效）時變量的值command復(fù)選按鈕選中時執(zhí)行的命令（函數(shù)）2025/8/2139.例10-10：單選按鈕及復(fù)選按鈕綜合應(yīng)用2025/8/2140.程序：2025/8/2141.2025/8/2142.說明：程序中，文字的顏色通過Radiobutton來選擇，同一時間只能選擇一個顏色。在三個Red、Blue和Green三個單選框中，定義了同樣的變量參數(shù)color，選擇不同的單選按鈕會為該變量賦予不同的字符串值，內(nèi)容即為對應(yīng)的顏色。任何單選按鈕被選中都會觸發(fā)colorChecked()函數(shù)，將標(biāo)簽修改為對應(yīng)單選框表示的顏色。2025/8/2143.9、消息很多時候需要給用戶發(fā)送消息，一般內(nèi)容較多，如幫助信息等。消息（Message）控件提供了顯示多行文本的方法，且可以設(shè)置字體和背景色。Message組件提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的方法，可以非常方便地實現(xiàn)這項功能。2025/8/2144.例10-11：創(chuàng)建消息示例2025/8/2145.10、滾動條滾動條（Scrollbar）組件可以添加至任何一個組件，一些組件在界面顯示不下時會自動添加滾動條，但可以使用滾動條組件來對其進行控制。2025/8/2146.例10-12：滾動條示例2025/8/2147.11、列表框列表框（ListBox）組件是一個選項列表，用戶可以從中選擇某一個選項。例10-12中滾動條組件中使用了列表框。2025/8/2148.例10-13：創(chuàng)建列表框示例2025/8/2149.12、消息框消息窗口（messagebox）用于彈出提示框向用戶進行告警，或讓用戶選擇下一步如何操作。消息框包括很多類型，常用的有info、warning、error、yesno、okcancel等，包含不同的圖標(biāo)、按鈕以及彈出提示音。2025/8/2150.例10-14：各種消息框應(yīng)用2025/8/2151.源程序：2025/8/2152.2025/8/2153.13、繪圖組件繪圖組件（Canvas—畫布）可以在GUI中實現(xiàn)2D圖形的繪制，相當(dāng)于畫圖板。組件內(nèi)置了多種繪圖函數(shù)，可以通過簡單的2D坐標(biāo)繪制直線、矩形、圓形、多邊形等。2025/8/2154.例10-15：繪圖應(yīng)用2025/8/2155.程序執(zhí)行：2025/8/2156.說明：直線（line），即線段，通過兩個端點定義。坐標(biāo)順序為x1、y1、x2、y2。矩形（rectangle）通過對角線上的兩個點來定義。需要注意的是Canvas中沒有畫圓函數(shù)，這里通過繪制橢圓間接實現(xiàn)了繪制圓形的函數(shù)drawCircle()。橢圓（oval）是通過外切矩形的對角線兩點來定義的。2025/8/2157.例10-16：畫布顯示文字、圖片和圖形2025/8/2158.例10-17：控制圖形移動2025/8/2159.用鍵盤的上、下、左、右鍵可移動紅色方塊2025/8/2160.例10-18：編程實現(xiàn)簡易聊天窗口GUI聊天窗口布局：左上：聊天歷史信息顯示左中：當(dāng)前信息編輯區(qū)域左下：按鈕區(qū)域右側(cè)：信息顯示區(qū)域2025/8/2161.

Frame控件：容器區(qū)域布局：frmLT、frmLC、frmLB、frmRT2025/8/2162.

統(tǒng)一控件對象命名規(guī)則：“控件類型”+“功能”frmLT，frame+LeftToptxtMsg，text控件+消息btnSend，button控件+發(fā)送2025/8/2163.窗口控件：txtMsgLIsttxtMsglblImagebtnSend

btnCancel

2025/8/2164.創(chuàng)建各窗口控件：2025/8/2165.

sendMsg()回調(diào)函數(shù)功能：在消息框列表輸出歷史消息，同時將當(dāng)前時間、當(dāng)前信息作為最后一條歷史消息。然后刪除消息發(fā)送框的內(nèi)容。2025/8/2166.sendMsgEvent()：cancelMsg()：2025/8/2167.

grid()方法：界面上控件的布局2025/8/2168.

grid()方法：界面上控件的布局2025/8/2169.源程序：2025/8/2170.2025/8/2171.課堂練習(xí)一：課堂練習(xí)一2025/8/2172.四、Turtle庫簡介Turtle庫是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數(shù)庫。使用turtle庫，可想象為一個小烏龜，在一個橫軸為x、縱軸為y的坐標(biāo)系原點，(0,0—中心)位置開始，方向向右。它根據(jù)一組函數(shù)指令的控制，在這個平面坐標(biāo)系中移動，從而在它爬行的路徑上繪制了圖形。詳細(xì)信息見：/3/library/turtle.html2025/8/2173.

1、控制畫筆繪制狀態(tài)方法方法名稱方法含義pendown() 放下畫筆，移到指定點后繼續(xù)繪制penup() 提起畫筆，用于另起一個地方繪制時用，與pendown()配對使用 pensize(width) 設(shè)置畫筆線條的粗細(xì)為指定大小 2025/8/2174.2、turtle運動方法方法名稱方法含義forward() 沿著當(dāng)前方向前進指定距離 backward() 沿著當(dāng)前相反方向后退指定距離 right(angle) 向右旋轉(zhuǎn)angle角度 left(angle) 向左旋轉(zhuǎn)angle角度goto(x,y) 移動到絕對坐標(biāo)（x,y）處 setx() 將當(dāng)前x軸移動到指定位置 sety() 將當(dāng)前y軸移動到指定位置 setheading(angle)設(shè)置當(dāng)前朝向為angle角度（0表示向東，90表示向北，180表示向西，270表示向南） home() 設(shè)置當(dāng)前畫筆位置為原點，朝向東。 circle() 繪制一個指定半徑，角度、以及步驟的圓圈 dot(r,color) 繪制一個指定直徑和顏色的圓點 undo() 撤銷畫筆最后一步動作 speed() 設(shè)置畫筆的繪制速度，參數(shù)為0-10之間 2025/8/2175.例10-19：應(yīng)用circle方法繪制圖形2025/8/2176.3、Turtle顏色和字體繪制方法方法名稱 方法含義color() 設(shè)置畫筆的顏色 begin_fill() 填充圖形前，調(diào)用該方法 end_fill() 填充圖形結(jié)束 filling() 返回填充的狀態(tài)，True為填充，F(xiàn)alse為未填充clear() 清空當(dāng)前窗口，但不改變當(dāng)前畫筆的位置 reset() 清空當(dāng)前窗口，并重置位置等狀態(tài)為默認(rèn)值 screensize() 設(shè)置畫布的長和寬 hideturtle() 隱藏畫筆的turtle形狀 showturtle() 顯示畫筆的turtle形狀 isvisible() 如果turtle可見，則返回True write(str，font=None) 輸出font字體的字符串 2025/8/2177.例10-20：修改例10-19，給所繪圖形填充顏色2025/8/2178.執(zhí)行結(jié)果：2025/8/2179.例10-21：編寫程序模擬時鐘，要求時鐘根據(jù)計算機系統(tǒng)時間實時動態(tài)更新。2025/8/2180.需要建立五個turtle對象：1個turtle:繪制外表盤3個turle:模擬表針行為1個turtle:輸出表盤上的文字2025/8/2181.

模擬時鐘程序過程：第一步：建立Turtle對象并初始化。表盤繪制Turtle對象文本輸出Turtle對象3個指針Turtle對象第二步：靜態(tài)表盤繪制第三步：根據(jù)時鐘更新表針位置和時間信息說明：需要導(dǎo)入turtle庫和datetime庫2025/8/2182.

表盤繪制函數(shù)SetupClock(radius)：2025/8/2183.