Python 程序设计语言 笔记(八)

第八周 交互式图形编程

       8.1 图形编程、图形对象、交互式GUI等基本介绍

              (1)图形显示:图素法 — 以图形对象为基本元素,如矩形、圆形(矢量图 — 放大不失真)

                                       像素法 — 以像素点为基本单位(标量图 — 放大失真)

              图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)

              Python图形工具包:tkinker(tk接口) — 标准GUI

                                             Graphics — 基于tk拓展

                                             turtle— 内置图形库

              步骤:① 导入图形模块 import graphics(可简化为 from graphics import *)

                       ② 创建图形窗口 win = graphics.GraphWin()(可简化为 win = GraphWin())

                       ③ 关闭窗口 win.close()

              点对象Point:图形模块中最简单的对象,通过参考坐标系定位,坐标(x,y)

              参考坐标系:Graphics\Tkinter:原点表示屏幕左上角

                                  X轴正方向向右,Y轴正方向向下,默认窗口大小200*200像素

              【例】窗口中交互绘制点

              >>> from graphics import *

              >>> p1 = Point(100,100)

              >>> p1.getX()

              100                                          Python 程序设计语言 笔记(八)_第1张图片

              >>> p2 = Point(150,80)

              >>> win = GraphWin()

              >>> p1.draw(win)

              >>> p2.draw(win)

       (2)图形对象的概念

               类的实例:类定义了实例包含的属性和方法

                                如两个独立的Point实例p1,p2

                                属性:x, y值

                                方法:getX()和draw()

               不同的实例可以有不同的属性值

               创建点对象:Point类的构造函数需要两个参数x, y,存储在对象实例变量p中

                                    大多数类的属性都有并在创建对象时设为默认值

                                    如:>>> p = Point(50, 80)

               调用方法:无参数方法:一般用于访问对象的内部属性

                                如:>>> p.getX()

                                50

                               有参数方法:通过改变对象的属性值来改变对象状态,参数可以为复杂对象,如:

                               >>> circ = circle(Point(100,100),30)

                               >>> win = GraphWin()

                               >>> circ.draw(win)

【注意】两个不同变量可能表示同一个对象,改变一个对象内容的时候,另外一个也会变化

如:                                                                     Python 程序设计语言 笔记(八)_第2张图片

from graphics import * 
win = GraphWin() 
leftEye = Circle(Point(80, 80), 5) 
leftEye.setFill(“yellow”) 
leftEye.setOutline(“red”) 
rightEye = leftEye 
rightEye.move(40, 0) 
Circle(Point(120, 80), 5) 
leftEye.draw(win) 
rightEye.draw(win)
解决方法:为两只眼睛创建不同的对象

       (3)交互式图形用户接口(图形用户界面)

               图形用户界面:图形方式计算机操作界面,用于程序的输入和输出 — 事件驱动

               事件:移动鼠标,点击按钮,键盘输入

事件驱动程序需要编程人员知道任何指定的时刻“谁在负责”

               1. Graphics模块:隐藏了低层事件的处理机制,获得用户在窗口中的输入

              【例8.1.1】交互式绘制五边形

              

# 程序8.1.1
from graphics import *
def main():
	win = GraphWin(“Drawa polygon”, 300, 300)
	win.setCoords(0.0, 0.0,300.0, 300.0)
	message = Text(Point(150,20), “Clickon five points”)
	message.draw(win)
	# 获得多边形的五个点
	p1 = win.getMouse()
	p1.draw(win)
	p2 = win.getMouse()
	p2.draw(win)
	p3 = win.getMouse()
	p3.draw(win)
	p4 = win.getMouse()
	p4.draw(win)
	p5 = win.getMouse()
	p5.draw(win)
	# 使用Polygon对象绘制多边形
	Polygon = Ploygon(p1,p2,p3,p4,p5)
	Polygon.setFill(“peachpuff”)
	Polygon.setoutline(“black”)
	Polygon.draw(win)
	# 等待响应鼠标事件,退出程序
	message.setTest(“Click anywhereto quit”)
	win.getMouse()
if__name__ == ‘__main__’:
	main()
Python 程序设计语言 笔记(八)_第3张图片

Text对象:setText()和getText() — 不可被用户修改

Entry对象:setText()和getText() — 可被用户修改

              2. Tkinter创建GUI程序的基本步骤

                     ① 导入Tk模块

                     ② 创建GUI应用程序的主窗口

                     ③ 添加控件或GUI应用程序

                     ④ 进入主事件循环,等待响应用户触发事件

              15钟常用的Tk控件:

 Python 程序设计语言 笔记(八)_第4张图片

                    ① 共同属性:

                     Dimensions:尺寸      Colors:颜色       Fonts:字体

                     Anchors:锚(文本相对应位置参考点)Relief styles:浮雕式

                     Bitmaps:显示位图    Cursors:光标外形

                    ② 特有属性

             界面布局:Tk三种几何管理方法:pack()、grid()、place()

             使用Tk库创建GUI应用程序窗口的代码模板:

from tkinter import *
tk = Tk()
# 控件代码
tk.mainloop()

【例8.1.2】画布显示文字,图片和绘制图形      Python 程序设计语言 笔记(八)_第5张图片

# 程序8.1.2
from tkinter import *
def main():
       tk = Tk()
       canvas = Canvas(tk, width =200, height = 200)
       canvas.pack()
       canvas.create_text(100, 40,text = “Welcome to Tkinter”,
                                          fill= “blue”, font =(“Times”, 18))
       myImage = PhotoImage(file = “python_logo.gif”)
       canvas.create_Image(10, 70,anchor = NW, image = myImage)
       canvas.create_rectangle(10,70, 190, 170)
       tk.mainloop()
if __name__ == ‘__main__’:
       main()

【例8.1.3】上下左右键控制图形移动

# 程序8.1.3
from tkinter import *
def main():  
    tk = Tk()
    canvas = Canvas(tk, width =400, height = 400)
    canvas.pack()
    def moverectangle(event):
        if event.keysym =="Up":
            canvas.move(1,0,-5)
        elif event.keysym =="Down":
            canvas.move(1,0,5)
        elif event.keysym =="Left":
            canvas.move(1,-5,0)
        elif event.keysym =="Right":
            canvas.move(1,5,0)
   canvas.create_rectangle(180,180,220,220,fill="red")
   canvas.bind_all("",moverectangle)
   canvas.bind_all("",moverectangle)
   canvas.bind_all("",moverectangle)
   canvas.bind_all("",moverectangle)
if __name__ == '__main__':
    main()

       8.2 图形库的应用方法

              (1)GraphWin对象:程序可以通过GraphWin()方法定义任意数量的窗体

                                                  默认标题是“Graphics Window”,大小200*200像素

                      GraphWin对象的常用方法:

方法名称

方法含义

plot(x, y, color)

在窗口中(x,y)位置绘制像素。

颜色参数可选,默认值为黑色。

plotPixel(x, y, color)

在“原始”位置(x,y)处绘制像素,

忽略setCoords()方法设置的坐标变换。

setBackground(color)

将窗口背景颜色设为指定颜色,默认值为灰色。

close()

关闭屏幕上的窗口。

getMouse()

程序等待用户在窗口内点击鼠标,

返回值为点击处的位置,并以Point对象返回。

  getCoords(xll,yll,xur,yur)  

  设置窗口的坐标系。左下角是(xll,yll),右上角是(xur,yur)。

所有后面的绘制都以这个坐标系做参照(plotPixel除外)。

              (2)图形对象:点、线段、圆、椭圆、矩形、多边形以及文本

                      默认初始化:黑色边框,无填充

                      图形对象通用方法:

方法名称

方法含义

setFill(color)

设置对象内部填充颜色。

setOutline(color)

设置对象边框颜色。

setWidth(pixels)

设置对象的宽度(对Point类不起作用)。

  draw(aGraphWin)  

在指定的窗口中绘制对象

undrawn()

  从窗口中删除该对象。如该对象没有在窗口中画出将会报错。

move(dx,dy)

将对象沿x轴和y轴分别移动dx和dy单位长度。

clone()

返回对象的副本

Point对象方法:

方法名称

方法含义

  Point(X,Y)  

  以指定坐标的值(X,Y)构造一点  

getX()

返回该点的x坐标值

getY()

返回该点的y坐标值

Line对象方法:

方法名称

方法含义

  Line(point1, point2)  

构造一个从点point1到点point2的线段

setArrow(string)

设置线段的箭头样式。箭头可以绘制在左端,右端,或者两端都有。

  string参数值为’first’, ’last’, ’both’, 或’none’,默认值为’none’。

getCenter()

返回线段中点的坐标值。

getP1(), getP2()

返回线段相应点的坐标值。

Circle对象方法:

方法名称

方法含义

  Circle(centerPoint, radius)  

根据给定圆心和半径构建圆。

getCenter()

返回圆心的值。

getRadius()

返回圆的半径长度。

getP1(), getP2()

返回值为该圆边框对应点的克隆值,

  对应点指的是该圆外接正方形的对角点。

Rectangle对象方法:

方法名称

方法含义

  Rectangle(point1, point2)  

  以point1和point2为对角点创建一个矩形。

getCenter()

返回矩形的中心点的克隆值。

getP1(), getP2()

返回构造矩形的对角点的克隆值。

Oval对象方法:

方法名称

方法含义

  Oval(point1, point2)  

  在点point1和point2指定的边界框中创建一个椭圆。

getCenter()

返回椭圆中心点的坐标值。

getP1(), getP2()

返回构造椭圆的对角点的坐标值。

Polygon对象方法:

方法名称

方法含义

  Polygon(point1, point2, … )  

根据给定的顶点构造一个多边形。

  也可以只用一个顶点列表作为参数。

getPoints()

返回构造多边形的顶点值的列表。

Text对象方法:

方法名称

方法含义

  Text(anchorPoint, string)  

以anchorPoint点的位置为中心,

构建一个内容为string的文本对象。

setText(string)

设置文本对象的内容。

getText()

返回当前文本内容。

getAnchor()

返回文本显示中间位置点anchor的坐标值。

setFace(family)

设置文本字体。family可选值为:’helvetica’,

‘courier’, ‘times roman’以及’arial’

setSize(point)

  设置字体大小为给定点point大小。合法数值为5-36。

setStyle(style)

设置字体的风格。可选填为’normal’,

’bold’, ’italic’以及 ’bold italic’。

setTextColor(color)

设置文本颜色。与setFill效果相同。

               (3)图形颜色:

                        ①  Python中颜色由字符串指定,red1-4 颜色逐渐加深

                        ②  color_rgb(red, green, blue)函数

                             设定颜色数字获得颜色,返回一个字符串

          8.3 Turtle库的介绍

              (1)控制画笔绘制状态的方法:penup(),pendown()

              (2)运动方法:

方法名称

方法含义

forward()\backward()

沿着当前/相反方向前进/后退指定距离。

  right(angle)\left(angle)  

向右/左旋转angle角度。

goto(x,y)

移动到绝对坐标(x,y)处。

setx()\sety()

将当前x\y轴移动到指定距离。

setheading(angle)

设置当前朝向为angle角度。

home()

设置当前画笔位置为原点,朝向东。

circle()

  绘制一个指定半径、角度以及步骤(边数)的圆。

dot(r)

绘制一个指定直径和颜色的圆点。

undo()

撤销。

speed()

设置画笔绘制速度,参数为0-10之间。

              (3)颜色和字体绘制方法:

方法名称

方法含义

color()

设置画笔颜色

begin_fill()\end_fill()

开始\结束填充图形

filling()

  返回填充(True)或未填充(False)的状态  

clear()\reset()

清空当前窗口,不重置\重置画笔

screensize()

设置画布大小

  hideturtle()\showturtle()  

隐藏\显示画笔

isvisible()

如果turtle可见,返回True

write()

输出font字体的字符串

 

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