GUI:Graphical User Interface圖形使用者介面

1  簡介

Tkinter是Python的預設GUI庫, 基於Tk工具包，該工具包最初是為工具命令語言（Tool Command Language，Tcl）設計的。Tk普及後，被移植到很多其他的指令碼語言中，包括Perl（Perl/Tk）、Ruby（Ruby/Tk）和Python（Tkinter）。

Python3模組為tkinter。

2  Tkinter和python程式設計

2.1  新增Tk到應用中

讓GUI 程式啟動和執行起來需要以下5 個主要步驟：

1．匯入tkinter模組。

2．建立一個頂層視窗物件，用於容納整個GUI應用。

3．在頂層視窗物件之上（或者“其中”）構建所有的GUI 元件（及其功能）。

4．通過底層的應用程式碼將這些GUI元件連線起來。

5．進入主事件迴圈

2.2  GUI程式設計介紹

1、視窗與控制元件

在GUI程式設計中，頂層的根視窗物件包含組成GUI應用的所有小視窗物件。它們可能是文字標籤、按鈕、列表框等。這些獨立的GUI元件稱為控制元件。所以當我們說建立一個頂層視窗時，只是表示需要一個地方來擺放所有的控制元件。

tkinter.Tk()返回的物件通常稱為根視窗

2、事件驅動處理

一個GUI應用從開始到結束就是通過整套事件體系來驅動的，事件可以包括按鈕按下（及釋放）、滑鼠移動、敲擊回車鍵等。

當佈局管理器排列好所有控制元件後，GUI應用進入其類似伺服器的無限迴圈。這個迴圈會一直執行，直到出現GUI事件，進行處理，然後再等待更多的事件去處理

3、佈局管理

Tk有3 種佈局管理器：

1）  Placer：提供控制元件的大小和擺放位置，然後管理器就會將其擺放好

2）  Packer：主要使用，把控制元件填充到正確的位置，然後對於之後的每個控制元件，會去尋找剩餘的空間進行填充

3）  Grid：基於網格座標，使用Grid來指定GUI控制元件的放置

2.3  Tk控制元件

2.4  Tkinter示例

2.4.1  Label控制元件

1 import tkinter
2 
3 top = tkinter.Tk()       #建立了一個頂層視窗
4 
5 label = tkinter.Label(top,text='Hello World!')   #Label控制元件，包含Hello World字串
6 label.pack()            #使用Packer來管理和顯示控制元件
7 tkinter.mainloop()      #執行GUI應用，tkinter.mainloop()可以讓應用進入無限主迴圈中

執行結果：

2.4.2  Button控制元件

1 import tkinter
2 
3 top = tkinter.Tk()       #建立了一個頂層視窗
4 
5 #Button控制元件，當按鈕被按下（並且釋放）後，整個程式就會退出
6 label = tkinter.Button(top,text='quit',command=top.quit,bg='red',fg='green')  
7 label.pack()            #使用Packer來管理和顯示控制元件
8 tkinter.mainloop()      #執行GUI應用，tkinter.mainloop()可以讓應用進入無限主迴圈中

執行結果：

2.4.3  偏函式應用

1）偏函式

functools.partial偏函式的作用就是，把一個函式的某些引數給固定住（也就是設定預設值），返回一個新的函式，呼叫這個新函式會更簡單

2）偏函式應用示例

 1 from functools import partial as pto   #偏函式
 2 from tkinter import Tk,Button,X
 3 from tkinter.messagebox import showinfo,showwarning,showerror
 4 
 5 WARN = 'warn'
 6 CRIT = 'crit'
 7 REGU = 'regu'
 8 
 9 SIGNS = {
10     'do not enter':CRIT,
11     'railroad crossing':WARN,
12     '55\nspeed limit':REGU,
13     'wrong way':CRIT,
14     'merging traffic':WARN,
15     'one way':REGU
16 }
17 
18 ##各種標誌型別按鈕的回撥函式##
19 critCB = lambda:showerror('Error','Error Button Pressed!')
20 warnCB = lambda:showwarning('Warning','Warning Button Pressed!')
21 infoCB = lambda:showinfo('Info','Info Button Pressed!')
22 
23 top = Tk()     #頂層視窗
24 top.title('Road Signs')    #設定標題
25 Button(top,text='QUIT',command=top.quit,bg='red',fg='white').pack()   #設定QUIT按鈕，使用Packer來管理和顯示控制元件
26 
27 ##偏函式用法##
28 #模板化Button類和根視窗top；呼叫MyButton時，就會呼叫Button類（tkinter.Button()建立一個按鈕），並將top作為它的第一個引數
29 MyButton = pto(Button,top)  
30 #模板化每種標誌型別,建立單獨的按鈕型別
31 CritButton = pto(MyButton,command=critCB,bg='white',fg='red')
32 WarnButton = pto(MyButton,command=warnCB,bg='goldenrod1')
33 ReguButton = pto(MyButton,command=infoCB,bg='white')
34 
35 for eachSign in SIGNS:
36     signType = SIGNS[eachSign]
37     '''
38     expand置1 使能fill屬性
39     expand置0 關閉fill屬性
40     fill=X 當GUI窗體大小發生變化時，widget在X方向跟隨GUI窗體變化
41     fill=Y 當GUI窗體大小發生變化時，widget在Y方向跟隨GUI窗體變化
42     fill=BOTH 當GUI窗體大小發生變化時，widget在X、Y兩方向跟隨GUI窗體變化 
43     '''
44     # title() 方法返回"標題化"的字串,就是說所有單詞都是以大寫開始，其餘字母均為小寫
45     cmd = '%sButton(text=%r%s).pack(fill=X,expand=True)' % (signType.title(),eachSign,'.upper()' if signType == CRIT else '.title()')
46     #eval()將字串str當成有效的表示式來求值並返回計算結果
47     eval(cmd)
48 
49 top.mainloop()

執行結果：

2.4.4  Tkinter示例(目錄樹遍歷)

  1 import os
  2 from time import sleep
  3 from tkinter import *
  4 
  5 class DirList(object):
  6     def __init__(self,initdir=None):
  7         self.top = Tk()   #頂層視窗
  8         self.label = Label(self.top,text='Directory Lister V1.1') #Label控制元件，包含字串
  9         self.label.pack()  #使用Packer來管理和顯示控制元件
 10 
 11         self.cwd = StringVar(self.top)   #用於儲存當前所在的目錄名
 12 
 13         #用於顯示當前的目錄名
 14         self.dirl = Label(self.top,fg='blue',font=('Helvetica',12,'bold'))
 15         self.dirl.pack()
 16 
 17         #Scrollbar與Listbox控制元件包含在Frame控制元件中
 18         self.dirfm = Frame(self.top)
 19         self.dirsb = Scrollbar(self.dirfm)  #檔案樹超過Listbox的大小能夠移動列表
 20         #side按扭停靠在視窗的哪個位置，fill填充(x:水平方向，y:豎直方向，both:水平和豎直方向，none：不填充)
 21         self.dirsb.pack(side=RIGHT,fill=Y)  
 22         #列出目錄的檔案列表，yscrollcommand建立一個垂直滾動條 
 23         self.dirs = Listbox(self.dirfm,height=15,width=50,yscrollcommand=self.dirsb.set) 
 24         #繫結操作，這意味著將一個回撥函式與按鍵、滑鼠操作或者其他的一些事件連線起來，這裡當雙擊任意條目時，會呼叫setDirAndGo函式
 25         self.dirs.bind('<Double-1>',self.setDirAndGo)
 26         self.dirs.pack(side=LEFT,fill=BOTH)
 27         self.dirfm.pack()
 28 
 29         #建立一個文字框，可以輸入遍歷的目錄名
 30         #Entry是tkinter 用來接收字串等輸入的控制元件
 31         self.dirn = Entry(self.top,width=50,textvariable=self.cwd)
 32         #回車繫結
 33         self.dirn.bind('<Return>',self.doLS)
 34         self.dirn.pack()
 35 
 36         #定義一個按鈕框架
 37         self.bfm = Frame(self.top)
 38         self.clr = Button(self.bfm,text='Clear',command=self.clrDir,activeforeground='white',activebackground='blue')
 39         self.ls = Button(self.bfm,text='List Directory',command=self.doLS,activeforeground='white',activebackground='green')
 40         self.quit = Button(self.bfm,text='Quit',command=self.top.quit,activeforeground='white',activebackground='red')
 41         self.clr.pack(side=LEFT)
 42         self.ls.pack(side=LEFT)
 43         self.quit.pack(side=LEFT)
 44         self.bfm.pack()
 45 
 46         #初始化GUI程式，以當前工作目錄作為起始點
 47         if initdir:
 48             self.cwd.set(os.curdir) #os.curdir:返回當前目錄（'.')
 49             self.doLS()
 50 
 51     '''
 52     清空TK字串變數cwd,當發生錯誤時可以回到之前的目錄
 53     ev預設為None，值是有視窗系統傳入的，回撥函式中可能會用到，也可能用不到
 54     '''
 55     def clrDir(self,ev=None):
 56         self.cwd.set('')
 57 
 58     #設定要遍歷的目錄函式
 59     def setDirAndGo(self,ev=None):
 60         self.last = self.cwd.get()
 61         self.dirs.config(selectbackground='red') #雙擊時，設定背景色為紅色
 62         check = self.dirs.get(self.dirs.curselection()) #curselection()返回當前選中項的索引,get()返回制定索引的項值
 63         if not check:
 64             check = os.curdir
 65         self.cwd.set(check)
 66         self.doLS()
 67 
 68     def doLS(self,ev=None):
 69         error=''
 70         tdir = self.cwd.get()
 71         if not tdir:tdir = os.curdir #os.curdir:返回當前目錄（'.')
 72 
 73         if not os.path.exists(tdir): #判斷檔案是否存在
 74             error = tdir + ':no such file'
 75         elif not os.path.isdir(tdir): #判斷是否是目錄
 76             error = tdir + ':not a directory'
 77 
 78         if error:
 79             self.cwd.set(error)
 80             self.top.update()
 81             sleep(2)
 82             if not (hasattr(self,'last') and self.last):#hasattr判斷一個物件裡面是否有last屬性或者last方法
 83                 self.last = os.curdir
 84             self.cwd.set(self.last)
 85             self.dirs.config(selectbackground='LightSkyBlue')
 86             self.top.update()
 87             return
 88 
 89         self.cwd.set('FETCHING DIRECTORY CONTENTS...')
 90         self.top.update()
 91         dirlist = os.listdir(tdir) #獲取實際檔案列表
 92         dirlist.sort()
 93         os.chdir(tdir)  #改變當前工作目錄到指定的路徑
 94 
 95         self.dirl.config(text=os.getcwd())  #os.getcwd()返回當前程序的工作目錄
 96         self.dirs.delete(0,END)  #刪除所有元素
 97         #insert()匯入listbox中
 98         self.dirs.insert(END,os.curdir)  
 99         self.dirs.insert(END,os.pardir)  #os.pardir上級目錄
100         for eachFile in dirlist:
101             self.dirs.insert(END,eachFile)
102         self.cwd.set(os.curdir)
103         self.dirs.config(selectbackground='LightSkyBlue')
104 
105 def main():
106     DirList(os.curdir) #os.curdir:返回當前目錄（'.')
107     mainloop()
108 
109 if __name__=='__main__':
110     main()

執行結果：

3  其他GUI

1）  Tix（Tk介面擴充套件）

2）  Pmw（Python MegaWidgets Tkinter擴充套件）

3）  wxPython（wxWidgets的Python版本）

4）  PyGTK（GTK+的python版本）