用Python制作一个简单时间、日期显示工具

Python是一款强大的编程软件，可以轻松实现我们的多种开发需求。今天我们拿Python中自带的tkinter来开发一个时钟显示器。如下图所示：

时间显示器

一、编程要求

用tkinter写一个漂亮、五彩的时间显示器，要求显示时、分、秒，即时变化，同时显示日期，要小巧、精致，逻辑清晰，代码没有冗余，打开就能显示，不需要安装额外的包。

二、算法分析

如果不需要额外的包，就用Python自带的tkinter，这样打包以后形成的exe文件太会小巧、轻便，打开马上就可以用。首先，我们先用函数法来解决这个问题，然后我们再使用类的写法来进一步优化。

1. 采用函数法实现

在编写过程中，我们首先导入tkinter模块和所需的其他模块。

然后，我们定义了两个函数update_time()和update_date()，用于更新时间和日期的标签。update_time()函数使用time.strftime()函数获取当前时间，并使用config()方法将其更新到time_label上。

接着，我们使用after()方法在1000毫秒（1秒）后再次调用update_time()函数，以实现时间的即时变化。类似地，update_date()ref="http://函数使用datetime.date.today">函数使用datetime.date.today().strftime()获取当前日期，并更新到date_label上。

接下来，我们创建了一个tkinter的根窗口，并设置了窗口的标题、大小和背景颜色。然后，我们定义了用于时间和日期的字体，分别为大号的时间字体和小号的日期字体。

随后，我们创建了两个标签time_label和date_label，用于显示时间和日期。我们使用pack()方法将它们放置在窗口中心位置，并使用font参数设置它们的字体和背景颜色。

最后，我们分别调用update_time()和update_date()函数来开始更新时间和日期的显示。然后，通过调用root.mainloop()进入主事件循环，使窗口保持打开状态。

运行该代码，您将会看到一个小巧、精致的窗口，其中包含一个五彩的时间显示器和日期显示器。时间将以时、分、秒的形式显示，并且会实时更新。日期以年-月-日的形式显示，并且在窗口打开时就会显示当前日期。请注意，这里我们没有使用任何额外的包，仅使用了tkinter和标准库中的time和datetime模块。

import tkinter as tk
from tkinter import font
import time
import datetime

def update_time():
    current_time = time.strftime('%H:%M:%S')
    time_label.config(text=current_time)
    time_label.after(1000, update_time)

def update_date():
    current_date = datetime.date.today().strftime('%Y-%m-%d')
    date_label.config(text=current_date)

root = tk.Tk()
root.title("时间显示器")
root.geometry("300x200")
root.configure(bg='white')

time_font = font.Font(family="Helvetica", size=48, weight="bold")
date_font = font.Font(family="Helvetica", size=16)

time_label = tk.Label(root, text="", font=time_font, bg='white')
time_label.pack(pady=30)

date_label = tk.Label(root, text="", font=date_font, bg='white')
date_label.pack()

update_time()
update_date()

root.mainloop()

2. 采用类的写法来实现

当将代码转换为类的写法时，我们可以将主要的功能和界面元素封装在一个自定义的ClockApp类中。以下是使用类的方式编写的时间和日期显示器的代码示例:

import tkinter as tk
from tkinter import font
import time,datetime

class ClockApp(tk.Tk):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.title("时间显示器")
        self.geometry("300x200")
        self.configure(bg='white')

        self.time_font = font.Font(family="Helvetica", size=48, weight="bold")
        self.date_font = font.Font(family="Helvetica", size=16)

        self.time_label = tk.Label(self, text="", font=self.time_font, bg='white')
        self.time_label.pack(pady=30)

        self.date_label = tk.Label(self, text="", font=self.date_font, bg='white')
        self.date_label.pack()

        self.update_time()
        self.update_date()

    def update_time(self):
        current_time = time.strftime('%H:%M:%S')
        self.time_label.config(text=current_time)
        self.time_label.after(1000, self.update_time)

    def update_date(self):
        current_date = datetime.date.today().strftime('%Y-%m-%d')
        self.date_label.config(text=current_date)

if __name__ == "__main__":
    app = ClockApp()
    app.mainloop()

在这个例子中，我们定义了一个继承自http://tk.Tk的ClockApp类。在__init__方法中，我们初始化了窗口的标题、大小和背景颜色，并创建了时间和日期标签，设置它们的字体和背景颜色。

update_time和update_date方法与之前的示例中的函数是相同的，用于更新时间和日期的显示。不同之处在于，我们使用self.time_label.after和self.date_label.after方法来周期性地调用这两个方法。

在代码的最后，我们创建了一个ClockApp对象并运行应用程序的主事件循环。

通过这种类的写法，我们将相关的功能组织在一起，使代码更加结构化和可扩展。

3. 采用表盘显示

以上时钟，仅是数字的显示，感觉还不够高端，可以改为一个表盘，上面写上珍惜时间的句子，然后最下面再写上时间和日期，效果可能会更好。如下图所示：

 为了实现上述的功能，我们要做到以下几步：

创建一个继承自http://tkinter.Tk的ClockApp类，并初始化窗口的标题、大小和背景颜色。

在窗口中创建一个Canvas部件用于绘制表盘，并将其放置在窗口中。

创建一个Label部件用于显示时间，并将其放置在窗口中，设置其字体和背景颜色。

创建一个Label部件用于显示日期，并将其放置在窗口中，设置其字体和背景颜色。

调用draw_clock方法绘制表盘，包括表盘圆形和刻度线。

调用update_clock方法开始更新时钟。

在update_clock方法中，获取当前时间和日期。

使用strftime方法将时间格式化为字符串，并更新时间标签的文本内容。

使用strftime方法将日期格式化为字符串，并更新日期标签的文本内容。

计算时针、分针和秒针的位置和角度，并使用create_line方法在表盘上绘制它们。

如果存在上一次绘制的秒针图像对象，使用canvas.delete方法删除它。绘制新的秒针图像，并将其保存到self.second_hand成员变量中。

为了消除时针和分针的运动轨迹，我们在绘制时针和分针时，我们需要使用canvas.create_line方法创建新的图像对象，并将其保存到相应的成员变量中。

使用after方法设置一个定时器，每隔一秒钟调用update_clock方法更新时钟的显示。

通过这些步骤，我们创建了一个实时更新的时钟应用程序。它显示当前的时间和日期，并在表盘上绘制时针、分针和秒针，使它们根据实际时间进行更新。同时，修复了秒针、时针、分针的轨迹不消失的问题，确保秒针在更新时正常显示和消失。下面是优化后的时钟代码展示：

import tkinter as tk
from math import cos, sin, pi
from datetime import datetime

class ClockApp(tk.Tk):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.title("表盘时钟")
        self.geometry("400x450")
        self.configure(bg='light green')

        self.motto_label = tk.Label(self, text="时不待我，只争朝夕！",font=('楷体', 16,'bold'), bg='light green')
        self.motto_label.pack()
        
        self.canvas = tk.Canvas(self, width=400, height=360, bg='light green', highlightthickness=0)
        self.canvas.pack()

        self.time_label = tk.Label(self, font=('Helvetica', 16), bg='light green')
        self.time_label.pack(pady=10)

        self.date_label = tk.Label(self, font=('Helvetica', 12), bg='light green')
        self.date_label.pack()

        self.hour_hand = None  # 保存时针图像对象
        self.minute_hand = None  # 保存分针图像对象
        self.second_hand = None  # 保存秒针图像对象

        self.draw_clock()
        self.update_clock()

    def draw_clock(self):
        center_x = 200
        center_y = 200
        radius = 150

        # 绘制表盘
        self.canvas.create_oval(center_x - radius, center_y - radius, center_x + radius, center_y + radius,
                                width=2, outline='blue')

        # 绘制刻度线和小时标识
        for i in range(12):
            angle = (i / 12) * 2 * pi -1/3 * pi
            x1 = center_x + cos(angle) * (radius - 10)
            y1 = center_y + sin(angle) * (radius - 10)
            x2 = center_x + cos(angle) * radius
            y2 = center_y + sin(angle) * radius
            self.canvas.create_line(x1, y1, x2, y2, width=3)
            hour_x = center_x + cos(angle) * (radius - 25)
            hour_y = center_y + sin(angle) * (radius - 25)
            self.canvas.create_text(hour_x, hour_y, text=str(i+1), font=('Helvetica', 12), fill='black')

    def update_clock(self):
        current_time = datetime.now().time()
        current_date = datetime.now().date()

        # 更新时间标签
        time_str = current_time.strftime('%H:%M:%S')
        self.time_label.config(text=time_str)

        # 更新日期标签
        date_str = current_date.strftime('%Y-%m-%d')
        self.date_label.config(text=date_str)

        # 删除上一次的时针和分针图像
        if self.hour_hand:
            self.canvas.delete(self.hour_hand)
        if self.minute_hand:
            self.canvas.delete(self.minute_hand)

        # 更新时针
        hour = current_time.hour
        minute = current_time.minute
        second = current_time.second

        hour_angle = ((hour % 12) + minute / 60 + second / 3600) * (2 * pi / 12) - pi / 2
        hour_length = hour_x = 200 + cos(hour_angle) * 60
        hour_y = 200 + sin(hour_angle) * 60
        self.hour_hand = self.canvas.create_line(200, 200, hour_x, hour_y, width=4, fill='brown')
        
            # 更新分针
        minute_angle = ((minute + second / 60) / 60) * (2 * pi) - pi / 2
        minute_length = 90
        minute_x = 200 + cos(minute_angle) * minute_length
        minute_y = 200 + sin(minute_angle) * minute_length
        self.minute_hand = self.canvas.create_line(200, 200, minute_x, minute_y, width=3, fill='green')

        # 更新秒针
        second_angle = (second / 60.0) * (2 * pi) - pi / 2
        second_length = 120
        second_x = 200 + cos(second_angle) * second_length
        second_y = 200 + sin(second_angle) * second_length
        if self.second_hand:
            self.canvas.delete(self.second_hand)
        self.second_hand = self.canvas.create_line(200, 200, second_x, second_y, width=2, fill='red')

        self.after(1000, self.update_clock)
if __name__ == "__main__":
    app = ClockApp()
    app.mainloop()

三、学后反思

1. 函数法和类的写法都可以完成任务，但是相比起来类的写法更加科学、富有逻辑性，后期如何再添加功能也很容易实现。推荐用类的写法。
2. 函数的命名要与其功能相一致，从名字上要一下子就可以看出函数的功能，如update_time()函数就是更新时间显示。
3. 如果定义一下label可以定义成用途+属性，比如时间的标签就可以定义为time_label，这样才更容易识别。
4. 如果遇到复杂的编程可以先画一个思维导图，明确用途、实现步骤等，再逐步实现编程。