05-图形编程

1of51刘祖根2015-10-20计算机导论-Python语言第第55讲讲图形编程图形编程2of51™应用程序经常要用到图形/图像/动画¾统计软件¾证券分析软件¾教学软件™可视化（visualization）:将抽象事物和过程转变成视觉可见的、形象直观的图形图像表示¾柱状图,直方图,散点图,网络图,流程图,树,地图,图像,动画,...有图有真相3of51™科学可视化：将科学与工程计算、实验中的数据用直观的计算机图形图像呈现出来，以便人们理解数据、增强对事物现象的认识和对内在规律的洞察.™数据可视化：将海量数据转化为数据图像，以帮助人们直观地观察数据.可以进而发展到更高层次的信息可视化和知识可视化.™工程设计可视化™...计算可视化4of514™包含的信息是复杂的¾圆形:圆心(元组)和半径(数值);内部及边界的颜色(RGB元组);...™图形操作是复杂的¾求面积,周长等传统计算;还有移动位置,改颜色等等图形是复杂数据A：如何表示图形这一类的复杂数据、如何操作这类复杂数据呢？5of51™编程：数据表示+操作过程™数据表示：编程语言已提供了一些数据类型数据类型，例如：¾字符串-雇员姓名，整数-年龄，浮点数-工资¾雇员名单-字符串数据构成的列表™数据操作：各种数据类型所支持的数据操作支持的数据操作来处理数据，例如：¾工资-加减乘除，姓名-抽取姓和名数据,revisit(1)☆每种数据类型包含一个合法值合法值的集合,以及一个合法运算合法运算的集合6of51™先考虑数据的表示，再考虑对数据的操作™数据和对数据的操作被看作是两件相互分离的事数据,revisit(2)信息解法现实世界问题数据处理机器世界程序7of51™例如：输入三边长，判断该三个边能否构成三角形，如能，则将三角形的周长与面积在屏幕输出。¾先获得边长数据，再判断数据合法性，求周长，面积数据,revisit(3)mainGetEdgesIsTriangleGetAreaa,b,ca,b,cGetPerimetera,b,cresulta,b,c面向过程自顶向下面向过程自顶向下8of51™将数据和对数据的操作视为不可分离不可分离™两者组合在一起形成一个实体——对象对象™™面向对象面向对象术语中，对象的数据称为属性，对象的操作称为方法。对象(object)事物（状态，行为）现实世界问题机器世界程序对象（属性，操作）9of51™例如：输入三边长，判断该三个边能否构成三角形，如能，则将三角形的周长与面积在屏幕输出。对象a,b,cIsTriangle()GetPerimeter()GetArea()数据操作对象：Triangle对象：Triangle☆图形应用程序非常适合采用面向对象面向对象概念。10of51™Tkinter¾Python自带的一个标准模块，是一个功能强大的图形用户界面工具包，能够用来开发像Windows应用程序一样具有窗口、菜单、按钮等图形构件的程序。Python图形库11of51™导入模块importTkinter或fromTkinterimport*™创建根窗口:作图窗口root=Tk()Tkinter图形编程(1)11根窗口☆☆根窗口根窗口实际上是一个对象对象，它有自己的属性（如宽度、高度、窗口标题），也有自己的方法。12of51121212™创建画布对象c=Canvas(c=Canvas(窗口窗口,,选项选项1=1=值值1,...)1,...)¾Canvas是画布类(class),利用它可创建画布对象¾在窗口中创建画布¾选项=值用来设置画布对象的数据,如高度,宽度,背景色等™例如:在root中创建300x200的白色画布c=Canvas(root,width=300,height=200,bg=‘white')Tkinter图形编程(2)13of511313™布置画布¾已经创建了画布c,但在窗口root中看不见,因为还需要将画布布置到窗口中.c.packc.pack()()Tkinter图形编程(3)™在面向对象编程中，对对象中的数据执行操作，采用点表示法——“对象.操作”。¾c.pack()中，变量c代表Canvas对象，pack()是c能够响应的一个方法。¾c.pack()表示向对象c发出执行pack()方法的请求。14of51™画布上的坐标系¾坐标单位是像素9画布左上角原点坐标为(0,0)，9300x200的画布右下角坐标为(299,199)¾也可用厘米(c),英寸(i)等.¾c.pack()表示请画布c执行pack布局操作Tkinter图形编程(4)15of51™在画布上绘图，例如:¾画布对象提供create_rectangle()方法，用于在画布上创建矩形。c.create_rectangle(x0,y0,x1,y1,c.create_rectangle(x0,y0,x1,y1,选项选项...)...)¾矩形的位置和大小由两点定义：9(x0,y0)给出矩形的左上角，(x1,y1)给出矩形的右下角¾返回值是所创建的矩形的标识号标识号¾常用选项9outline=颜色9fill=颜色9state=NORMAL/HIDDEN9dash=(线段长,间隔)c.create_rectangle(50,50,200,100)Tkinter图形编程(5)16of51™画布上的图形¾都有标识号标识号,用于区分同一画布上的多个图形,99自动创建，唯一自动创建，唯一id=c.create_rectangle(50,50,200,100)¾也可以为图形命名(标签标签)9字符串型9允许1对多，多对1图形项标示17of511.在创建图形时利用选项tags来指定¾可指定单个字符串，或一个字符串元组（多个名字）r1=c.create_rectangle(20,20,100,80,tags=#1)r2=c.create_rectangle(40,50,200,180,tags=(myRect,#2))2.图形创建后，用画布的itemconfig()方法来设置c.itemconfig(r1,tags=(myRect,rectOne))3.用画布的addtag_withtag()方法为图形项增添新标签c.addtag_withtag(ourRect,rectOne)指定标签18of51™删除画布上的图形c.delete(idc.delete(id))¾id是画布上图形的标识号™移动画布上的图形c.move(id,dx,dyc.move(id,dx,dy))¾id是图形标识号,dx和dy是轴向移动距离™设置画布上图形的选项c.itemconfig(idc.itemconfig(id,,选项选项==值值...)...)画布对象的方法(1)1819of51c.create_rectangle(50,50,200,100)1r2=c.create_rectangle(80,70,240,150,tags=rect#2)printr22c.itemconfig(1,fill=black)c.itemconfig(r2,fil1=grey,outline=white,width=6)c.delete(r2)c.move(1,50,50)c.create_rectangle(50,50,51,51)#Tkinter画点p1=(10,10)p2=(50,80)c.create_rectangle(p1,p2,tags=#3)xy=(100,110,200,220)c.create_rectangle(xy)例:画矩形坐标存储在变量中的做法是值得推荐的!20of51™画椭圆c.create_oval(x0,y0,x1,y1,c.create_oval(x0,y0,x1,y1,选项选项...)...)¾返回所画椭圆的标识号¾常用选项9outline=颜色9fill=颜色9state=NORMAL/HIDDEN9dash=(线段长,间隔)画布对象的方法(2)限定框（boundingbox)，即外接矩形21of51o1=c.create_oval(50,50,250,150)o2=c.create_oval(110,85,140,115,fill='red')o3=c.create_oval(245,95,255,105,fill='blue')例:画椭圆22of51™画弧形c.create_arc(x0,y0,x1,y1,c.create_arc(x0,y0,x1,y1,选项选项...)...)¾返回所画弧形的标识号¾常用选项9start=开始位置(角度)9extent=逆时针旋转的角度9style=PIESLICE/ARC/CHORD9outline,fill,state,dash等画布对象的方法(3)PIESLICECHORDARC23of51bbox=(50,50,250,150)c.create_arc(bbox)c.create_arc(bbox,start=100,extent=140,style=arc,width=4)c.create_arc(bbox,start=250,extent=110,style=chord)例:画弧形24of51™画线条c.create_line(x0,y0,...c.create_line(x0,y0,...xn,ynxn,yn,,选项选项...)...)¾返回所画线条的标识号¾常用选项9smooth=0:折线/非0:平滑曲线9arrow=NONE/FIRST/LAST/BOTH9arrowshape=(d1,d2,d3)9fill,state,dash等画布对象的方法(4)25of51s1=(20,20)s2=(60,40)s3=(80,60)s4=(85,80)s5=(70,100)s6=(85,115)s7=(110,100)polaris=(220,40)c.create_oval(s1,(23,23),fill='black')c.create_oval(s2,(63,43),fill='black')...c.create_oval(s7,(113,103),fill='black')c.create_oval((222,36),(226,42),fill='black')c.create_line(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s4)c.create_line(s7,polaris,dash=(4,),arrow=LAST)c.create_line(5,190,150,160,295,190,smooth=1)例:画北斗七星和北极星26of51™画多边形c.create_polygon(x0,y0,...c.create_polygon(x0,y0,...xn,ynxn,yn,,选项选项...)...)¾返回所画多边形的标识号¾常用选项9smooth=0:折线/非0:平滑曲线9outline(缺省值为空)9fill(缺省值为黑色)9state,dash等画布对象的方法(5)27of51p11,p21,p31=(70,20),(70+100,20),(70,20+100)p12,p22,p32=(35,50),(35+100,50),(35,50+100)p13,p23,p33=(55,85),(55+100,85),(55,85+100)p14,p24,p34=(85,85),(85+100,85),(85,85+100)p15,p25,p35=(105,50),(105+100,50),(105,50+100)c.create_polygon(p11,p12,p13