Создание графических интерфейсов в питоне

Конспект

План рассказа

• орг.: пора определяться с зачётным заданием

• орг.: следующий раз будет 20-го числа

• передача параметров по имени
• откуда взялся Tk
• основные понятия Tk: виджет, настройки виджета, контейнер, упаковщик, события
• перерыв
• как делать программу с canvas
• как работать с временем / перерисовками
• преобразования пространства (масштабирование, смещение, поворот)

Контрольная работа

1. В переменных x и y лежат некоторые значения. Выполните такой набор действий, чтобы в x лежало то, что изначально было в y, а в y лежало то, что изначально было в x. Т.е. поменяйте эти две переменные значениями. Пример начала и конца диалога с питоном (заполните середину):

      1  >>> x = 99
      2  >>> y = "hello"
      3 
      4 
      5 
      6  >>> x
      7  'hello'
      8  >>> y
      9  99
   

2. Напишите функцию fib(n), которая возвращает число ФИбоначчи с номером n. Числа Фибоначчи определяются следующим образом: f₁ = f₂ = 1, f_n+2 = f_n + f_n+1. Первые числа Фибоначчи выглядят так: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, ...

Пример графической программы

   1 import Tkinter
   2 import math
   3 
   4 class Fun(object):
   5     def __init__(self, canvas):
   6         self.canvas = canvas
   7         self.phi = 0
   8         self.after_id = 0
   9     def begin(self):
  10         self.phi += 0.01
  11         self.canvas.delete("all")
  12         x, y = math.cos(self.phi) * 100 + 150, math.sin(self.phi) * 100 + 150
  13         x0, y0 = x - 10, y - 10
  14         x1, y1 = x + 10, y + 10
  15         self.canvas.create_oval(x0, y0, x1, y1, fill="red")
  16         self.after_id = canvas.after(10, self.begin)
  17     def end(self):
  18         self.canvas.after_cancel(self.after_id)
  19 
  20 root = Tkinter.Tk()
  21 root.title("Merry-go-round")
  22 
  23 canvas = Tkinter.Canvas(root, background="black")
  24 canvas.pack(fill="both", expand="yes")
  25 
  26 fun = Fun(canvas)
  27 
  28 panel = Tkinter.Frame(root)
  29 panel.pack(fill="x")
  30 go = Tkinter.Button(panel, text="Go", command=fun.begin)
  31 go.pack(side="left", fill="both", expand="yes")
  32 stop = Tkinter.Button(panel, text="Stop", command=fun.end)
  33 stop.pack(side="left", fill="both", expand="yes")
  34 
  35 root.mainloop()

Документация

• Неофициальный туториал

• встроенные help()'ы

• Официальная справочная документация

• Почти официальный туториал по Tkinter

• Презентация Леси Денисенко с прошлого года

• Гугл?

Упражнения

Упражнения выполнять не обязательно, но если вы не представляете себе, как подступиться к задачам, то лучше сначала для тренировки повыполнять тупые упражнения, которые похожи на то, что творилось на доске.

1. Разберитесь, как работает пример программы выше.

2. Напишите в файле excercise_hello.py программу, которая рисует графическое окошко с сообщением "hello, world", и ничего более не делает.

3. Напишите в файле excercise_figures.py программу, которая рисует окно с полотном (canvas), на котором нарисованы квадрат, круг и треугольник разных цветов.

4. Напишите в файле excercise_sine.py программу, которая рисует (крупно и понятно) график синусоиды.

5. Напишите в файле excercise_wave.py программу, которая рисует колеблющуюся волну: т.е. график синусоиды с постоянно изменяющейся фазой. (Суть задания в том, чтобы пользователь видел движущуюся картинку).

Задание

Задачи, помеченные (*) выполнять не обязательно. Пункт, помеченный (**) предназначен для крепких духом, желающих сделать красивую картинку своими руками.

1. Приделайте к модели солнечной системы графический интерфейс. Первая графическая версия программы должна создавать окно, занятое целиком одним полотном (canvas), на котором в осмысленном масштабе рисуется солнечная система. Программа обновляет модель бесконечно, покуда пользователь не закроет окно.
   • чтобы ситуация на экране стала интересной, нужно в любом случае хотя бы три сравнимо массивных тела; даже если вы не сделаете пункт 2, вам никто не мешает руками в файл вбить начальные данные какой-нибудь кометы, чтобы поглядеть на красивую картинку
2. (*) Добавьте к интерфейсу способ добавлять планеты.
   • добавьте массивную комету, пролетающую между Землёй и Солнцем, и поглядите, как она меняет поведение системы
3. (*) Добавьте к интерфейсу способ менять начало координат, направление (**) и масштаб отображения (начало координат можно задавать инерциальным в какой-нибудь точке или связывать с какой-нибудь из планет; направление можно делать фиксированным в какую-нибудь сторону или связывать с азимутом с одной планеты на другую)
   • добавьте планету, движущуюся по той же орбите, что и Земля, образующую с Солнцем правильный треугольник
     • перейдите в систему отсчёта, связанную с Землёй и сориентированную по оси Земля-Солнце и поглядите на поведение системы

Пошаговая инструкция к заданию 1 для негордых

1. Добавьте в класс Model поля canvas, scale, offset (и соответствующие аргументы конструктору)

2. Добавьте в класс Model метод draw, который сначала очищает canvas, затем рисует на нём кругами планеты

   • лучше, чтобы планеты изображались разными цветами
   • для кругов лучше задавать и параметр fill, и параметр outline

   • при рисовании используются параметры scale (на это число домножаются координаты и радиус планет) и offset (этот вектор прибавляется к координатам планет

3. Добавьте в класс Model метод run, который перерисовывает картинку на экране, делает шаг эмуляции и ставит таймер на перезапуск самого себя через 10мс.¹

4. Добавьте в конец модуля astro код для создания окна Tk, создания на нём полотна, создания модели из имеющихся планет, полотна, и осмысленных значений для scale и offset (подумайте, какие значения были бы осмысленными), первичного запуска метода run в модели и запуска основного цикла Tk.