Python桌面应用开发 ——— Tkinter

Tkinter简介

Tkinter（即 tk interface）是 Python 标准 GUI 库，简称 “Tk”；从本质上来说，它是对 TCL/TK 工具包的一种 Python 接口封装。Tkinter 是 Python 自带的标准库，因此无须另行安装，它支持跨平台运行，不仅可以在 Windows 平台上运行，还支持在 Linux 和 Mac 平台上运行。

Tkinter 编写的程序，也称为 GUI 程序，GUI （Graphical User Interface）指的是“图形用户界面”。

一个 GUI 程序一般由窗口、下拉菜单或者对话框等图形化组件构成，通过鼠标点击菜单栏、按钮或者弹出对话框的形式来实现人机互动，从而提升人机交互的体验，让“冰冷”的程序变得有“温度”。

与其他编程语言的 GUI 工具包相比，Tkinter 编码效率高，能够实现快速开发的目的，非常适合初学者学习。Tkinter 使用纯 Python 语言开发，与 C/C++ 开发的 Qt 框架相比，Tkinter 有自身的局限性，比如性能、功能丰富程度等都不及 Qt，因此它只适合开发一些简单的程序，比如计算器的界面，或者一个简易的聊天窗口等。

第一个Tkinter程序

# -*- coding:utf-8 -*-
import tkinter as tk

root_window = tk.Tk()
# 设置窗口title
root_window.title('GUI图形用户界面')
# 设置窗口大小:宽x高,注,此处不能为 "*",必须使用 "x"
root_window.geometry('450x300')
# 更改左上角窗口的的icon图标
# root_window.iconbitmap('C:/Users/Administrator/Desktop/favicon.ico')
# 设置主窗口的背景颜色,颜色值可以是英文单词，或者颜色值的16进制数,除此之外还可以使用Tk内置的颜色常量
root_window["background"] = "#C9C9C9"
# 添加文本内,设置字体的前景色和背景色，和字体类型、大小
text = tk.Label(root_window, text="tkinter欢迎您", bg="yellow", fg="red", font=('Times', 20, 'bold italic'))
# 将文本内容放置在主窗口内
text.pack()
# 添加按钮，以及按钮的文本，并通过command 参数设置关闭窗口的功能
button = tk.Button(root_window, text="关闭", command=root_window.quit)
# 将按钮放置在主窗口内
button.pack(side="bottom")
# 进入主循环，显示主窗口
root_window.mainloop()

Tkinter常用控件和属性

Tkinter 中常用的 15 个控件：

控件类型	控件名称	控件作用
Button	按钮	点击按钮时触发/执行一些事件（函数）
Canvas	画布	提供绘制图，比如直线、矩形、多边形等
Checkbutton	复选框	多项选择按钮，用于在程序中提供多项选择框
Entry	文本框输入框	用于接收单行文本输入
Frame	框架（容器）控件	定义一个窗体（根窗口也是一个窗体），用于承载其他控件，即作为其他控件的容器
Lable	标签控件	用于显示单行文本或者图片
LableFrame	容器控件	一个简单的容器控件，常用于复杂的窗口布局。
Listbox	列表框控件	以列表的形式显示文本
Menu	菜单控件	菜单组件（下拉菜单和弹出菜单）
Menubutton	菜单按钮控件	用于显示菜单项
Message	信息控件	用于显示多行不可编辑的文本，与 Label控件类似，增加了自动分行的功能
messageBox	消息框控件	定义与用户交互的消息对话框
OptionMenu	选项菜单	下拉菜单
PanedWindow	窗口布局管理组件	为组件提供一个框架，允许用户自己划分窗口空间
Radiobutton	单选框	单项选择按钮，只允许从多个选项中选择一项
Scale	进度条控件	定义一个线性“滑块”用来控制范围，可以设定起始值和结束值，并显示当前位置的精确值
Spinbox	高级输入框	Entry 控件的升级版，可以通过该组件的上、下箭头选择不同的值
Scrollbar	滚动条	默认垂直方向，鼠标拖动改变数值，可以和 Text、Listbox、Canvas等控件配合使用
Text	多行文本框	接收或输出多行文本内容
Toplevel	子窗口	在创建一个独立于主窗口之外的子窗口，位于主窗口的上一层，可作为其他控件的容器

当然，除了上述控件外，还有一些高级控件，比如 PanedWindow、messagebox、LableFrame、Spinbox。

控件基本属性

从上表来看，每个控件都有着各自不同的功能，即使有些控件功能相似，但它们的适用场景也不同。

在 Tkinter 中不同的控件受到各自参数的约束（即参数），所有控件既有相同属性，也有各自独有的属性。

属性名称	说明
anchor	定义控件或者文字信息在窗口内的位置
bg	bg 是 background 的缩写，用来定义控件的背景颜色，参数值可以颜色的十六进制数，或者颜色英文单词
bitmap	定义显示在控件内的位图文件
borderwidth	定于控件的边框宽度，单位是像素
command	该参数用于执行事件函数，比如单击按钮时执行特定的动作，可将执行用户自定义的函数
cursor	当鼠标指针移动到控件上时，定义鼠标指针的类型，字符换格式，参数值有 crosshair（十字光标）watch（待加载圆圈）plus（加号）arrow（箭头）等
font	若控件支持设置标题文字，就可以使用此属性来定义，它是一个数组格式的参数 (字体,大小，字体样式)
fg	fg 是 foreground 的缩写，用来定义控件的前景色，也就是字体的颜色
height	该参数值用来设置控件的高度，文本控件以字符的数目为高度（px），其他控件则以像素为单位
image	定义显示在控件内的图片文件
justify	定义多行文字的排列方式，此属性可以是 LEFT/CENTER/RIGHT
padx/pady	定义控件内的文字或者图片与控件边框之间的水平/垂直距离
relief	定义控件的边框样式，参数值为FLAT（平的）/RAISED（凸起的）/SUNKEN（凹陷的）/GROOVE（沟槽桩边缘）/RIDGE（脊状边缘）
text	定义控件的标题文字
state	控制控件是否处于可用状态，参数值默认为 NORMAL/DISABLED，默认为 NORMAL（正常的）
width	用于设置控件的宽度，使用方法与 height 相同

Tkinter主窗口

主窗口控件（window）是一切控件的基础，它好比是一台高速运转的机器，而其他控件则相当于这台机器上的部件，比如齿轮、链条、螺丝等等。由此我们知道，主窗口是一切控件的基础，所有的控件的都需要通过主窗口来显示。

Tkinter 提供了一些关于主窗口对象的常用方法。

创建一个空白窗口

# 导入tk
from tkinter import *

# 创建一个主窗口对象
window = Tk()
# 调用mainloop()显示主窗口
window.mainloop()

窗口常用方法

下表列出了窗口的常用方法，其中 window 代表主窗口对象：

函数	说明
window.title("my title")	接受一个字符串参数，为窗口起一个标题
window.resizable()	是否允许用户拉伸主窗口大小，默认为可更改，当设置为 resizable(0,0)或者resizable(False,False)时不可更改
window.geometry()	设定主窗口的大小以及位置，当参数值为 None 时表示获取窗口的大小和位置信息。
window.quit()	关闭当前窗口
window.update()	刷新当前窗口
window.mainloop()	设置窗口主循环，使窗口循环显示（一直显示，指导窗口被关闭）
window.iconbitmap()	设置窗口左上角的图标（图标是.ico文件类型）
window.config(background ="red")	设置窗口的背景色为红色，也可以接受 16 进制的颜色值
window.minsize(50,50)	设置窗口被允许调整的最小范围，即宽和高各50
window.maxsize(400,400)	设置窗口被允许调整的最大范围，即宽和高各400
window.attributes("-alpha",0.5)	用来设置窗口的一些属性，比如透明度（-alpha）、是否置顶（-topmost）即将主屏置于其他图标之上、是否全屏（-fullscreen）全屏显示等
window.state("normal")	用来设置窗口的显示状态，参数值 normal（正常显示），icon（最小化），zoomed（最大化），
window.withdraw()	用来隐藏主窗口，但不会销毁窗口。
window.iconify()	设置窗口最小化
window.deiconify()	将窗口从隐藏状态还原
window.winfo_screenwidth() window.winfo_screenheight()	获取电脑屏幕的分辨率（尺寸）
window.winfo_width() window.winfo_height()	获取窗口的大小，同样也适用于其他控件，但是使用前需要使用 window.update() 刷新屏幕，否则返回值为1
window.protocol("协议名",回调函数)	启用协议处理机制，常用协议有 WN_DELETE_WINDOW，当用户点击关闭窗口时，窗口不会关闭，而是触发回调函数。

下面通一个示例对上述常用方法做简单地介绍：

import tkinter as tk

window = tk.Tk()
# 设置窗口title
window.title('GUI图形用户界面窗口Demo')
# 设置窗口大小:宽x高,注,此处不能为 "*",必须使用 "x"
window.geometry('450x300')
# 获取电脑屏幕的大小
print("电脑的分辨率是%dx%d" % (window.winfo_screenwidth(), window.winfo_screenheight()))
# 要求窗口的大小，必须先刷新一下屏幕
window.update()
print("窗口的分辨率是%dx%d" % (window.winfo_width(), window.winfo_height()))
# 如使用该函数则窗口不能被拉伸
# window.resizable(0,0)
# 改变背景颜色
window.config(background="#6fb765")
# 设置窗口处于顶层
window.attributes('-topmost', True)
# 设置窗口的透明度
window.attributes('-alpha', 1)
# 设置窗口被允许最大调整的范围，与resizble()冲突
window.maxsize(600, 600)
# 设置窗口被允许最小调整的范围，与resizble()冲突
window.minsize(50, 50)
# 更改左上角窗口的的icon图标
# window.iconbitmap('C:/Users/Administrator/Desktop/favicon.ico')
# 添加文本内容,并对字体添加相应的格式 font(字体,字号,"字体类型")
text = tk.Label(window, text="tkinter欢迎您", bg="yellow", fg="red",
                font=('Times', 15, 'bold italic underline'))
# 将文本内容放置在主窗口内
text.pack()
# 添加按钮，以及按钮的文本，并通过command 参数设置关闭窗口的功能
button = tk.Button(window, text="关闭", command=window.quit)
# 将按钮放置在主窗口内
button.pack(side="bottom")
# 进入主循环，显示主窗口
window.mainloop()

protocol协议处理机制

Tinter 除了提供事件绑定机制之外，还提供了协议处理机制，它指的是应用程序和窗口管理器之间的交互，最常用的协议为 WM_DELETE_WINDOW。

当 Tkinter 使用 WM_DELETE_WINDOW 协议与主窗口进行交互时，Tkinter 主窗口右上角x号的关闭功能失效，也就是无法通过点击x来关闭窗口，而是转变成调用用户自定义的函数。

from tkinter import Tk
# 导入 对话框控件
from tkinter import messagebox

# 创建主窗口
root = Tk()


# 定义回调函数，当用户点击窗口x退出时，执行用户自定义的函数
def QueryWindow():
    # 显示一个警告信息，点击确后，销毁窗口
    if messagebox.showwarning("警告", "出现了一个错误"):
        # 这里必须使用 destroy()关闭窗口
        root.destroy()


# 使用协议机制与窗口交互，并回调用户自定义的函数
root.protocol('WM_DELETE_WINDOW', QueryWindow)
root.mainloop()

通过封装函数的形式来执行相应的 GUI 控件功能，这在学习 Tkinter 编程的整个过程中非常常见，比如 Button 控件的command参数也可以执行回调函数，如下所示：

import tkinter as tk

# 定义窗口
window = tk.Tk()
window.title('GUI 图形用户界面')
window.geometry('300x300')
# window.iconbitmap('C:/Users/Administrator/Desktop/favicon.ico')


# 定义回调函数
def callback():
    print("执行回调函数", "tkinter欢迎您")


# 点击执行按钮
button = tk.Button(window, text="执行", command=callback)
button.pack()
window.mainloop()

设置窗的位置

当我们运行 Tkinter 程序时，主窗口都会出现在距离屏幕左上角指定的位置上，这是由 Tkinter 软件包默认设置的。但是在许多情况下，我们需要根据实际情况来移动窗口在电脑屏幕上的位置，这时应该如何处理呢？其实很简单，通过窗口对象的 geometry() 方法即可改变主窗口的位置，其语法格式如下：

window.geometry('450x400+300+200')

上述代码表示，设置主窗口的宽度为 450，高度为 400，同时窗口距离左边屏幕的距离为 300（以像素为单位），距离屏幕顶部的距离为 200，这里我们将带“+”的参数值称为“位置参数”，当然，您也可以将它们设置为负数，如下所示：

geometry('+-1500+-2000')

当设置了一个超过屏幕的负参数值时，主窗口会被移动至“屏幕之外”，此时就看不到主窗口了，这也是隐藏窗口的一种方法。

import tkinter as tk

window = tk.Tk()
window.title('GUI 图形用户界面')
# window.iconbitmap('C:/Users/Administrator/Desktop/favicon.ico')
# 设置窗口大小变量
width = 300
height = 300
# 窗口居中，获取屏幕尺寸以计算布局参数，使窗口居屏幕中央
screenwidth = window.winfo_screenwidth()
screenheight = window.winfo_screenheight()
size_geo = '%dx%d+%d+%d' % (width, height, (screenwidth - width) / 2, (screenheight - height) / 2)
window.geometry(size_geo)
window.mainloop()