[Python-9]GUI编程

一、GUI图形用户界面编程介绍

我们前面实现的都是基于控制台的程序，程序和用户的交互通过控制台来完成。

本章，我们将学习GUI（Graphics User Interface），即图形用户界面编程，我们可以通过python提供的丰富的组件，快速的实现使用图形界面和用户交互。

GUI编程类似于“搭积木”，将一个个组件(Widget)放到窗口中。如下是windows中的画图软件，就是一个典型的GUI程序：

上面的各种按钮、菜单、编辑区域等都是一个个组件，它们都放置到窗口中，并通过增加“对事件的处理”成为一个完整的程序。

1. 常用的GUI库

1. Tkinter

   tkinter（Tk interface）是Python的标准GUI库，支持跨平台的GUI程序开发。tkinter适合小型的GUI程序编写，也特别适合初学者学习GUI编程。我们以tkinter为核心讲解。

2. wxPython

   wxPython是比较流行的GUI库，适合大型应用程序开发，功能强于tkinter，整体设计框架类似于MFC(Microsoft Foundation Classes微软基础类库)

3. PyQT

   Qt是一种开源的GUI库，适合大型GUI程序开发，PyQT是Qt工具包标准的Python实现。我们也可以使用Qt Desginer界面设计器快速开发GUI应用程序

2. tkinter模块

本章中，涉及大量的API讲解。学习API最好的来源就是官方提供的文档：tkinter官方网址：

Graphical User Interfaces with Tk — Python 3.7.13 documentation

或者：http://effbot.org/tkinterbook/ （相对规整，适合初学者查找）

3. GUI编程的核心步骤和第一个GUI程序

基于tkinter模块创建GUI程序包含如下4个核心步骤：

• 创建应用程序主窗口对象（也称：根窗口），通过类Tk的无参构造函数

from tkinter import *
root = Tk()

• 在主窗口中，添加各种可视化组件，比如：按钮（Button）、文本框（Label）等

btn01 = Button(root)
btn01["text"] = "点我就送花"

• 通过几何布局管理器，管理组件的大小和位置

btn01.pack()

• 事件处理：通过绑定事件处理程序，响应用户操作所触发的事件（比如：单击、双击等）

def  songhua(e):
    messagebox.showinfo("Message","送你一朵玫瑰花，请你爱上我")
    print("送你99朵玫瑰花")
​
btn01.bind("",songhua)

使用tkinter模块，创建GUI应用程序，并实现点击按钮的事件处理

from tkinter import *
from tkinter import messagebox

root = Tk()  # 新建一个窗口

btn01 = Button(root)  # 把一个button对象放到root窗口里面
btn01["text"] = "点我就送花"

btn01.pack()  # 调用布局管理器，把组件对象合理的放在窗口里面，pack压缩，把窗口变小了


def songhua(e):  # e就是事件对象
    messagebox.showinfo("Message", "送你一朵花")
    print("送你99朵玫瑰")


btn01.bind("", songhua)
root.mainloop()  # 调用组件的mainloop()方法，进入事件循环

4. tkinter主窗口

主窗口位置和大小

通过geometry(‘wxh±x±y’)进行设置。w为宽度，h为高度。+x表示距屏幕左边的距离；-x表示距屏幕右边的距离；+y表示距屏幕上边的距离；-y表示距屏幕下边的距离。

测试tkinter主窗口位置和大小的设置

from tkinter import *
​
root = Tk()
​
root.title("测试主窗口的位置和大小")
root.geometry("500x400+100+200")  #宽度500，高度400；距屏幕左边100，距屏幕上边200
​
root.mainloop()

二、GUI编程整体描述

图形用户界面是由一个个组件组成，就像小孩“搭积木”一样最终组成了整个界面。有的组件还能在里面再放置其他组件，我们称为“容器”。Tkinter的GUI组件关系图如下

转载自尚学堂

1. Misc和Wm:

Tkinter 的 GUI 组件有两个根父类，它们都直接继承了 object 类：

• Misc：它是所有组件的根父类。
• Wm：它主要提供了一些与窗口管理器通信的功能函数。

2. Tk

Misc和Wm派生出子类Tk，它代表应用程序的主窗口。一般应用程序都需要直接或间接使用Tk

3. Pack、Place、Grid

Pack、Place、Grid是布局管理器。布局管理器管理组件的：大小、位置。通过布局管理器可以将容器中的组件实现合理的排布

4. BaseWidget

BaseWidget是所有组件的父类

5. Widget

Widget是所有组件类的父类。Widget一共有四个父类：BaseWidget、Pack、Grid、Place。意味着，所有GUI组件同时具备这四个父类的属性和方法

6. 常用组件汇总列表

Tkinter类	名称	简介
Toplevel	顶层	容器类，可用于为其他组件提供单独的容器；Toplevel 有点类似于窗口
Button	按钮	代表按钮组件
Canvas	画布	提供绘图功能，包括直线、矩形、椭圆、多边形、位图等
Checkbutton	复选框	可供用户勾选的复选框
Entry	单行输入框	用户可输入内容
Frame	容器	用于装载其它 GUI 组件
Label	标签	用于显示不可编辑的文本或图标
LabelFrame	容器	也是容器组件，类似于Frame，但它支持添加标题
Listbox	列表框	列出多个选项，供用户选择
Menu	菜单	菜单组件
Menubutton	菜单按钮	用来包含菜单的按钮（包括下拉式、层叠式等）
OptionMenu	菜单按钮	Menubutton 的子类，也代表菜单按钮，可通过按钮打开一个菜单
Message	消息框	类似于标签，但可以显示多行文本；后来当 Label 也能显示多行文本之后，该组件基本处于废弃状态
PanedWindow	分区窗口	该容器会被划分成多个区域，每添加一个组件占一个区域，用户可通过拖动分隔线来改变各区域的大小
Radiobutton	单选钮	可供用户点边的单选钮
Scale	滑动条	拖动滑块可设定起始值和结束值，可显示当前位置的精确值
Spinbox	微调选择器	用户可通过该组件的向上、向下箭头选择不同的值
Scrollbar	滚动条	用于为组件（文本域、画布、列表框、文本框）提供滚动功能
Text	多行文本框	显示多行文本

三、GUI应用程序类的经典写法

本节程序也是GUI应用程序编写的一个主要结构，采用了面向对象的方式，更加合理的组织代码。

通过类Application组织整个GUI程序，类Application继承了Frame及通过继承拥有了父类的特性。通过构造函数__init__()初始化窗口中的对象，通过createWidgets()方法创建窗口中的对象。

Frame框架是一个tkinter组件，表示一个矩形的区域。Frame一般作为容器使用，可以放置其他组件，从而实现复杂的布局。

标准的GUI程序类的写法

"""
测试一个经典的GUI程序
使用面向对象的方式
"""

from tkinter import *
from tkinter import messagebox


class Application(Frame):
    """
    一个经典的GUI程序的类的写法
    """

    def __init__(self, master=None):  # 构造器：用来构造组件对象
        super().__init__(master)
        self.master = master
        self.pack()

        self.createWidge()

    def createWidge(self):  # 如果有很多个组件，可以单独定义一个方法
        """
        创建新的组件
        """
        self.btn01 = Button(self)
        self.btn01["text"] = "点击送花"
        self.btn01.pack()  # 通过布局管理器显示
        self.btn01["command"] = self.songhua  # 加事件

        # 创建一个退出按钮
        self.btnQuit = Button(self, text="退出", command=root.destroy)
        self.btnQuit.pack()

    def songhua(self):
        messagebox.showinfo("送花", "送你99朵玫瑰花")


if __name__ == '__main__':
    root = Tk()  # 创建一个根窗口对象
    root.geometry("400x100+200+300")
    root.title("一个经典的GUI程序类的测试")
    app = Application(master=root)
    root.mainloop()