利用Tkinter實現綵球碰撞屏保

一、架構與思路

(1)主函式：

• main()：通過類啟動程式；

(2)類：

• ScreenSaver()：用於定義屏保和主畫布，呼叫球建立、運動等函式；
• RandomBall()：定義球的基本屬性、球建立與運動函式；

(3)物件：單個球，需要建立、運動（包括碰撞反彈），通過迴圈呼叫實現多個球並存的效果

• create_ball()：單個球建立函式；
• move_ball()：單個球運動函式；

(4)20181215更新：此處對原有屏保程式的退出環節進行了擴充套件，使用messabox工具建立訊息框，詢問是否退出，點選“確定”會直接退出，點選“取消”仍留在程式中。

程式架構和思路如下：

二、程式碼實現

根據上述思路，利用python實現屏保程式，程式碼如下：

import random
import tkinter
import tkinter.messagebox


class RandomBall():
    '''
    單個球定義、運動的類
    '''
    def __init__(self, root_canvas, width, height):
        '''
        引數說明：
        canvas：從ScreenSaver類中傳入的畫布
        width，height：從SS類中傳入的寬高，即螢幕寬高
        '''
 


        # 將傳入變數賦為RB類的屬性
        self.canvas = root_canvas
        self.width = width
        self.height = height

        # 隨機生成球的中心座標
        self.xcenter = random.randint(100, width-100)
        self.ycenter = random.randint(100, height-100)
        # 隨機生成球的運動速度
        self.xvelocity = random.randint(
 
8,16)
        self.yvelocity = random.randint(8,16)
        # 計算球的半徑
        self.radius = random.randint(60, 100)
        # 利用十六進位制隨機數與lambda表示式生成球的顏色
        # RGB表示法：三個數字，每個數字的值是0-255之間，表示紅綠藍三個顏色的大小
        # 在某些系統中，直接用英文單詞表示也可以，比如red，green
        color = lambda : random.randint(0,255)
        self.color = '#%02x%02x%02x' % (color(),color(),color())

    # 建立球的函式
    def create_ball(self):
        '''
        用建構函式定義的變數值，在canvas上畫一個球
        '''
        # tkinter沒有畫圓形函式
        # 只有一個畫橢圓函式，畫橢圓需要定義兩個座標，
        # 在一個長方形內畫橢圓，我們只需要定義長方形左上角和右下角就好
        # 求兩個座標的方法是，已知圓心的座標，則圓心座標減去半徑能求出
        # 左上角座標，加上半徑能求出右下角座標(向右x為正，向下y為正)
        xleftup = self.xcenter - self.radius
        yleftup = self.ycenter - self.radius
        xrightdown = self.xcenter + self.radius
        yrightdown = self.ycenter + self.radius
        # 建立球
        self.item = self.canvas.create_oval(xleftup,yleftup,
                                            xrightdown,yrightdown,
                                            fill=self.color,
                                            outline=self.color)

    # 球運動的函式
    def move_ball(self):
        # 計算球移動後的中心點座標
        self.xcenter += self.xvelocity
        self.ycenter += self.yvelocity
        # 當球與邊框發生碰撞時，需要進行回彈操作，即對應方向的速度取負
        if self.xcenter + self.radius >= self.width:
            self.xvelocity = - self.xvelocity
        if self.xcenter - self.radius <= 0:
            self.xvelocity = - self.xvelocity
        if self.ycenter + self.radius >= self.height:
            self.yvelocity = - self.yvelocity
        if self.ycenter - self.radius <= 0:
            self.yvelocity = - self.yvelocity
        # 在canvas上移動球,前提是create_ball已經呼叫
        self.canvas.move(self.item, self.xvelocity, self.yvelocity)



class ScreenSaver():
    '''
    屏保定義類
    程式啟動
    '''
    def __init__(self):
        # 建立球儲存列表
        self.balls = []
        # 隨機生成球的數量
        self.num = random.randint(10,20)

        # 利用tkinter生成root視窗
        self.root = tkinter.Tk()
        # 獲取螢幕寬、高尺寸
        root_w, root_h = self.root.winfo_screenwidth(), self.root.winfo_screenheight()
        # 取消邊框
        self.root.overrideredirect(1)
        # 繫結退出函式與相應動作
        self.root.bind('<Motion>', self.myquit)
        self.root.bind('<Key>', self.myquit)
        self.root.bind('<Any-Button>', self.myquit)

        # 建立畫布，配置尺寸與顏色屬性
        self.canvas = tkinter.Canvas(self.root, width=root_w, height=root_h)
        self.canvas.pack()

        # 利用迴圈與RandomBall類在畫布上畫球，並append到列表中
        for i in range(self.num):
            ball = RandomBall(self.canvas, width=root_w, height=root_h)
            ball.create_ball()
            self.balls.append(ball)

        # 呼叫球運動函式
        self.run_screen_saver()
        # 啟用tkinter時間訊息迴圈mainloop
        self.root.mainloop()

    # 球運動函式
    def run_screen_saver(self):
        # 迴圈例項化的ball呼叫move_ball函式
        for ball in self.balls:
            ball.move_ball()
        # 使用after實現遞迴，通過不斷呼叫各球的move_ball函式，實現位置重新整理
        self.root.after(50, self.run_screen_saver)

    # 停止執行
    # 此處e只是利用了事件處理機制,際上並不關心事件的型別
    def myquit(self, e):
        # 擴充套件：
        # 此屏保程式擴充套件成，一旦捕獲事件，則判斷屏保不退出
        # 顯示一個Button，Button上顯示事件型別，點選Button後屏保才退出
        if tkinter.messagebox.askokcancel("綵球碰撞", '確定退出？'):
            self.root.destroy()
        else:
            pass


if __name__ == '__main__':
    # 啟動屏保
    ScreenSaver()