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）

>>> 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()

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）

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():
<span style="white-space:pre">	</span>win = GraphWin(“Drawa polygon”, 300, 300)
<span style="white-space:pre">	</span>win.setCoords(0.0, 0.0,300.0, 300.0)
<span style="white-space:pre">	</span>message = Text(Point(150,20), “Clickon five points”)
<span style="white-space:pre">	</span>message.draw(win)
<span style="white-space:pre">	</span># 获得多边形的五个点
<span style="white-space:pre">	</span>p1 = win.getMouse()
<span style="white-space:pre">	</span>p1.draw(win)
<span style="white-space:pre">	</span>p2 = win.getMouse()
<span style="white-space:pre">	</span>p2.draw(win)
<span style="white-space:pre">	</span>p3 = win.getMouse()
<span style="white-space:pre">	</span>p3.draw(win)
<span style="white-space:pre">	</span>p4 = win.getMouse()
<span style="white-space:pre">	</span>p4.draw(win)
<span style="white-space:pre">	</span>p5 = win.getMouse()
<span style="white-space:pre">	</span>p5.draw(win)
<span style="white-space:pre">	</span># 使用Polygon对象绘制多边形
<span style="white-space:pre">	</span>Polygon = Ploygon(p1,p2,p3,p4,p5)
<span style="white-space:pre">	</span>Polygon.setFill(“peachpuff”)
<span style="white-space:pre">	</span>Polygon.setoutline(“black”)
<span style="white-space:pre">	</span>Polygon.draw(win)
<span style="white-space:pre">	</span># 等待响应鼠标事件，退出程序
<span style="white-space:pre">	</span>message.setTest(“Click anywhereto quit”)
<span style="white-space:pre">	</span>win.getMouse()
if__name__ == ‘__main__’:
<span style="white-space:pre">	</span>main()

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）

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）

# 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("<KeyPress-Up>",moverectangle)
   canvas.bind_all("<KeyPress-Down>",moverectangle)
   canvas.bind_all("<KeyPress-Left>",moverectangle)
   canvas.bind_all("<KeyPress-Right>",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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