Что такое Tkinter
Tkinter – это пакет для Python, предназначенный для работы с библиотекой Tk. Библиотека Tk содержит компоненты графического интерфейса пользователя (graphical user interface – GUI). Эта библиотека написана на языке программирования Tcl.
Под графическим интерфейсом пользователя (GUI) подразумеваются все те окна, кнопки, текстовые поля для ввода, скроллеры, списки, радиокнопки, флажки и др., которые вы видите на экране, открывая то или иное приложение. Через них вы взаимодействуете с программой и управляете ею. Все эти элементы интерфейса будем называть виджетами (widgets).
В настоящее время почти все приложения, которые создаются для конечного пользователя, имеют GUI. Редкие программы, подразумевающие взаимодействие с человеком, остаются консольными. В предыдущих двух курсах мы писали только консольные программы.
Существует множество библиотек GUI, среди которых Tk не самый популярный инструмент, хотя с его помощью написано немало проектов. Он был выбран для Python по-умолчанию. Установочный файл интерпретатора Питона обычно уже включает пакет tkinter
в составе стандартной библиотеки.
Tkinter можно представить как переводчик с языка Python на язык Tcl. Вы пишете программу на Python, а код модуля tkinter
переводит ваши инструкции на язык Tcl, который понимает библиотека Tk.
Программы с графическим интерфейсом пользователя событийно-ориентированные. Вы уже должны иметь представление о структурном и желательно объектно-ориентированном программировании. Событийно-ориентированное ориентировано на события. То есть та или иная часть программного кода начинает выполняться лишь тогда, когда случается то или иное событие.
Событийно-ориентированное программирование базируется на объектно-ориентированном и структурном. Даже если мы не создаем собственных классов и объектов, то все-равно ими пользуемся. Все виджеты – объекты, порожденные встроенными классами.
События бывают разными. Сработал временной фактор, кто-то кликнул мышкой или нажал Enter, начал вводить текст, переключил радиокнопки, прокрутил страницу вниз и т. д. Когда случается что-то подобное, то, если был создан соответствующий обработчик, происходит срабатывание определенной части программы, что приводит к какому-либо результату.
Tkinter импортируется стандартно для модуля Python любым из способов:
import tkinter
from tkinter import *
import tkinter as tk
Можно импортировать отдельные классы, что делается редко. В данном курсе мы будем использовать выражение from tkinter import *
.
Если необходимо, узнать установленную версию Tk можно через константу TkVersion:
>>> from tkinter import * >>> TkVersion 8.6
Чтобы написать GUI-программу, надо выполнить приблизительно следующее:
-
Создать главное окно.
-
Создать виджеты и выполнить конфигурацию их свойств (опций).
-
Определить события, то есть то, на что будет реагировать программа.
-
Описать обработчики событий, то есть то, как будет реагировать программа.
-
Расположить виджеты в главном окне.
-
Запустить цикл обработки событий.
Последовательность не обязательно такая, но первый и последний пункты всегда остаются на своих местах. Посмотрим все это в действии.
В современных операционных системах любое пользовательское приложение заключено в окно, которое можно назвать главным, так как в нем располагаются все остальные виджеты. Объект окна верхнего уровня создается от класса Tk
модуля tkinter
. Переменную, связываемую с объектом, часто называют root (корень):
root = Tk()
Пусть в окне приложения располагаются текстовое поле, метка и кнопка. Данные объекты создаются от классов Entry
, Label
и Button
модуля tkinter
. Мы сразу сконфигурируем некоторые их свойства с помощью передачи аргументов конструкторам этих классов:
ent = Entry(root, width=20) but = Button(root, text="Преобразовать") lab = Label(root, width=20, bg='black', fg='white')
Устанавливать свойства объектов не обязательно при их создании. Существуют еще пара способов, с помощью которых это можно сделать после.
Первым аргументом в конструктор виджета передается виджет-хозяин, то есть тот, на котором будет располагаться создаваемый. В случае, когда элементы GUI помещаются непосредственно на главное окно, родителя можно не указывать. То есть в нашем примере мы можем убрать root:
ent = Entry(width=20) but = Button(text="Преобразовать") lab = Label(width=20, bg='black', fg='white')
Однако виджеты не обязательно располагаются на root'е. Они могут находиться на других виджетах, и тогда указывать "мастера" необходимо.
Пусть в программе текст, введенный человеком в поле, при нажатии на кнопку разбивается на список слов, слова сортируются по алфавиту и выводятся в метке. Выполняющий все это код надо поместить в функцию:
def str_to_sort_list(event): s = ent.get() s = s.split() s.sort() lab['text'] = ' '.join(s)
У функций, которые вызываются при наступлении события с помощью метода bind
, должен быть один параметр. Обычно его называют event, то есть "событие".
В нашей функции с помощью метода get
из поля забирается текст, представляющий собой строку. Она преобразуется в список слов с помощью метода split
. Потом список сортируется. В конце изменяется свойство text
метки. Ему присваивается строка, полученная из списка с помощью строкового метода join
.
Теперь необходимо связать вызов функции с событием:
but.bind('<Button-1>', str_to_sort_list)
В данном случае это делается с помощью метода bind
. Ему передается событие и функция-обработчик. Событие будет передано в функцию и присвоено параметру event. Здесь событием является щелчок левой кнопкой мыши, что обозначается строкой '<Button-1>'
.
В любом приложении виджеты не разбросаны по окну как попало, а организованы, интерфейс продуман до мелочей и обычно подчинен определенным стандартам. Пока расположим элементы друг под другом с помощью наиболее простого менеджера геометрии tkinter
– метода pack
:
ent.pack() but.pack() lab.pack()
Метод mainloop
экземпляра Tk
запускает главный цикл обработки событий, что в том числе приводит к отображению главного окна со всеми "упакованными" на нем виджетами:
root.mainloop()
Полный код программы:
from tkinter import * def str_to_sort_list(event): s = ent.get() s = s.split() s.sort() lab['text'] = ' '.join(s) root = Tk() ent = Entry(width=20) but = Button(text="Преобразовать") lab = Label(width=20, bg='black', fg='white') but.bind('<Button-1>', str_to_sort_list) ent.pack() but.pack() lab.pack() root.mainloop()
В результате выполнения данного скрипта появляется окно, в текстовое поле которого можно ввести список слов, нажать кнопку и получить его отсортированный вариант:
Попробуем теперь реализовать в нашей программе объектно-ориентированный подход. Это необязательно, но нередко бывает удобным. Пусть группа из метки, кнопки и поля представляет собой один объект, порождаемый от класса Block. Тогда в основной ветке программы будет главное окно, объект типа Block и запуск окна. Поскольку блок должен быть привязан к главному окну, то неплохо бы передать в конструктор класса окно-родитель:
from tkinter import * root = Tk() first_block = Block(root) root.mainloop()
Теперь напишем сам класс Block:
class Block: def __init__(self, master): self.ent = Entry(master, width=20) self.but = Button(master, text="Преобразовать") self.lab = Label(master, width=20, bg='black', fg='white') self.but['command'] = self.str_to_sort self.ent.pack() self.but.pack() self.lab.pack() def str_to_sort(self): s = self.ent.get() s = s.split() s.sort() self.lab['text'] = ' '.join(s)
Здесь виджеты являются значениями полей объекта типа Block, функция-обработчик события нажатия на кнопку устанавливается не с помощью метода bind
, а с помощью свойства кнопки command
. В этом случае в вызываемой функции не требуется параметр event. В метод мы передаем только сам объект.
Однако, если код будет выглядеть так, то необходимости в классе нет. Смысл появится, если нам потребуется несколько или множество похожих объектов-блоков. Допустим, нам нужно несколько блоков, состоящих из метки, кнопки, поля. Причем у кнопки каждой группы будет своя функция-обработчик клика.
Тогда можно передавать значения для свойства command в конструктор. Значение будет представлять собой привязываемую к кнопке функцию-обработчик события. Полный код программы:
from tkinter import * class Block: def __init__(self, master, func): self.ent = Entry(master, width=20) self.but = Button(master, text="Преобразовать") self.lab = Label(master, width=20, bg='black', fg='white') self.but['command'] = getattr(self, func) self.ent.pack() self.but.pack() self.lab.pack() def str_to_sort(self): s = self.ent.get() s = s.split() s.sort() self.lab['text'] = ' '.join(s) def str_reverse(self): s = self.ent.get() s = s.split() s.reverse() self.lab['text'] = ' '.join(s) root = Tk() first_block = Block(root, 'str_to_sort') second_block = Block(root, 'str_reverse') root.mainloop()
Выражение getattr(self, func)
, где вместо func подставляется строка 'str_to_sort' или 'str_reverse', преобразуется в выражение self.str_to_sort
или self.str_reverse
.
При выполнения этого кода в окне будут выведены два однотипных блока, кнопки которых выполняют разные действия.
Класс можно сделать более гибким, если жестко не задавать свойства виджетов, а передавать значения как аргументы в конструктор, после чего присваивать их соответствующим опциям при создании объектов.
Практическая работа
Напишите простейший калькулятор, состоящий из двух текстовых полей, куда пользователь вводит числа, и четырех кнопок "+", "-", "*", "/". Результат вычисления должен отображаться в метке. Если арифметическое действие выполнить невозможно (например, если были введены буквы, а не числа), то в метке должно появляться слово "ошибка".
Курс с примерами решений практических работ: pdf-версия, android-приложение.