[学习笔记 Day03]Python基础：从命令行，到数据可视化的界面

Python 图形用户界面开发

GUI：又称图形用户接口，是用户于计算机系统交互的界面，它通过图形方式显示信息。

常用的 Python GUI 库主要有 Tkinter、PyQt、PySide、wxPython、Kivy等。

创建窗口

调用 Tkinter 模块的 Tk() 函数可以创建一个窗口对象。

• 窗口标题的设置：窗口对象.title(标题)
• 窗口大小和位置的设置：窗口对象.geometry(‘宽 x 高 + x坐标 + y坐标’)

常用控件

控件	名称	描述	控件	名称	描述
Button	按钮	在程序中显示按钮	Menu	菜单	显示菜单栏
Canvas	画布	提供绘制功能	Message	消息框	类似于标签，可以显示多行文本
Checkbutton	多选框	在程序中显示多选框	Radiobutton	单选按钮	显示单选按钮
Combobox	下拉框	显示下拉框	Scale	进度条	显示滑块控件
Entry	文本框	显示单行文本内容	Scrollbar	滚动条	显示滚动条
Frame	框架	用于放置其他窗口部件	Text	文本框	显示多行文本
Label	标签	显示文本或位图	Messagebox	消息框	弹出一个消息框
Listbox	列表框	显示选择列表

属性 / 参数	描述
master	父窗口指针 / 上级容器（如 Tk 类对象）
text	控件标题（部分控件有 Button、Label……）
bd	控件边框的大小，默认为 2 像素
image	控件上要显示的图片
font	字体、大小、粗细。例如，font = (‘行楷’ ,15 ,’bold’)
fg	字体颜色
bg	背景颜色
height	高度，单位为像素
width	宽度

• 标签 Label：
  • 语法：Label(master ,** options)
    • master：用于指定本控件的父窗口对象
    • options：是对 Label 控件的各种属性配置选项（包括文本、字体、颜色、对齐方式等）

属性选项	说明	属性选项	说明
text	文字内容，可以多行，用 \n 分隔	anchor	文本在控件中的位置，默认居中
height	文字行数（注意：不是像素）	font	指定文本的字体字号
width	文字字符个数（注意：不是像素）	image	标签控件中显示的图像

import tkinter

win = tkintwe.Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')
label1 = tkinter,Label(win,text = '资源刺客（wp.itdka.cn）')

photo = tkinter.PhotoImage(file = 'demo.jpg')
label2 = tkinter.Label(win ,image = photo)
label2.pack()

win.mainloop()

• 按钮 Button：
  • 语法：Button(master ,** options)
    • 参数用法同 Label 控件

属性选项	说明
text	设置按钮上的文字
height	设置按钮的高度，用文本的字符行数表示
width	设置按钮的宽度，用文本的字符个数表示
takefocus	设置焦点
state	设置按钮的状态：normal（正常）、active（激活）、disabled（禁用）
bg	设置背景颜色
fg	设置前景颜色

import tkinter

win = tkintwe.Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

def show():
      label = thinter.Label(win ,text = '你好！')

btn = tkinter.Button(win ,text = '资源刺客（wp.itdka.cn）' ,command = show)
btn.pack()

win.mainloop()

• 单行文本框 Entry：
  • 语法：Entry(master ,** options)
    • 参数用法同 Label 控件

属性选项	说明
font	文字字体，值是元组，font = (‘字体’ ,’字号’ ,’粗细’)
foreground	文字颜色
show	指定文本框内容显示为掩码，如密码设置为 * ：show = '*'
state	文本框状态，分为只读和可写，值为：disabled / normal
textvariable	文本框的值为 stringVar() 对象

import tkinter

win = tkintwe.Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

t1 = tkinter.StringVar()
t1.set('请输入密码：')

e1 = tkinter.Entry(win ,textvariable = t1 ,show = '*')
e1.pack()

def show():
      print('密码为：',t.get())

btn = tkinter.Button(win ,text = '资源刺客（wp.itdka.cn）' ,command = show)
btn.pack()

win.mainloop()

• 滚动文本框 ScrolledText：
  • 语法：scrolledtext.ScrolledText(master , ** options)
    • 参数用法同 Label 控件

属性 / 方法名称	说明
width	文本框的宽度
height	文本框的高度
scrollbar	文本框的滚动条
get(‘1.0’ ,tk.END)	获取文本框中从第一行第一列到最后一行最后一列的内容
insert(tk.INSERT ,’text’)	将文本插入文本框的当前光标位置
delete(‘1.0’ ,tk.END)	删除文本框中从第一行第一列到最后一行最后一列的内容

import tkinter

win = tkintwe.Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

t1 = tkinter.StringVar()
t1.set('请输入密码：')

src = tkinter.scrolledtext。ScrolledText(win ,width = 20 ,height = 10)
src = insert(0 ,0,'评论内容：')
src.pack()

def show():
      text = src.get('1.0' ,tkinter.END)
      tkinter.Label(win ,text = text + '已提交！').pack()

btn = tkinter.Button(win ,text = '资源刺客（wp.itdka.cn）' ,command = show)
btn.pack()

win.mainloop()

布局管理方式

Python 定义了三种界面布局管理方式，分别是顺序布局、绝对布局与网格布局

• 顺序布局：
  • 一般使用 pack() 函数来实现。
  • 语法格式：控件对象.pack(side ,fill ,expand ,anchor ,** options)
    • side：指定控件相对于其容器的位置（值：top（默认）、bottom、left、right）
    • fill：指定控件如何填充其在容器中的空间。（值：x、y、both、None（默认，表不填充其空间））
    • expand：一个布尔值，指定控件是否应该在容器控件扩大时增长（只有 fill 设置为 both 时才有效，默认值为 False）
    • anchor：指定控件在填充其空间时的对齐方式（值：n、s、e、w、ne、nw、se、sw、None（默认值，表居中对齐））
    • options：用于设置其他 pack() 方法的可选属性

import tkinter

win = tkintwe.Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

labelx = tkinter.Label(win ,text = 'L1' ,bg = 'red')
labely = tkinter.Label(win ,text = 'L2' ,bg = 'red')
labelz = tkinter.Label(win ,text = 'L3' ,bg = 'red')
labela = tkinter.Label(win ,text = 'L4' ,bg = 'red')

laxbelx.pack(side = 'left' ,fill = 'y')
laxbely.pack(side = 'right' ,fill = 'both')
laxbelz.pack(side = 'bottom' ,fill = x')
laxbela.pack(side = 'top' ,fill = 'x')

win.mainloop()

• 绝对布局：
  • 一般通过空间调用 place() 函数来实现。
  • 语法格式：控件对象.place(x ,y ,width ,height ,relwidth ,relheight ,anchor)
    • x：表示 x 方向的坐标
    • y：表示 y 方向的坐标
    • width：指控件的宽度，以像素为单位（设置了 relwidth，则 width 是一个相对于父容器宽度的比例）
    • height：指控件的高度，以像素为单位（设置了 relheight，则 height 是一个相对于父容器高度的比例）
    • relwidth：一个布尔值，指宽度是否应该相对于父容器的大小进行缩放（True：进行缩放；反之）
    • relheight：一个布尔值，指高度是否应该相对于父容器的大小进行缩放（True：进行缩放，反之）
    • anchor：指控件在给定位置时的对齐方式，其取值与顺序布局中的 anchor 参数一致，默认居中。

import tkinter

win = tkintwe.Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

labelx = tkinter.Label(win ,text = 'L1' ,bg = 'red')
labely = tkinter.Label(win ,text = 'L2' ,bg = 'red')
labelz = tkinter.Label(win ,text = 'L3' ,bg = 'red')
labela = tkinter.Label(win ,text = 'L4' ,bg = 'red')

laxbelx.place(x = 50 ,y = 10)
laxbely.place(x = 20 ,y = 10)
laxbelz.place(x = 10 ,y = 10)
laxbela.place(x = 60 ,y = 10)

win.mainloop()

• 网格布局：
  • 一般通过控件调用 grid() 函数实现。
  • 语法格式：控件对象.grid(row ,column ,sticky ,columnspan ,rowspan ,padx ,pady)
    • row：指定 Widget 在网格中的行号
    • column：指定 Widget 在网格中的列号
    • sticky：指定 Widget 应如何适应其网格单元格的大小（值：n、s、e、w、ne、nw、se、sw）
    • columnspan：指定 Widget 应跨越的列数
    • rowspan：指定 Widget 应跨越的行数
    • padx：指定 Widget 内部左右填充（ x 方向）
    • pady：指定 Widget 内部上下填充（ y 方向）

label.grid(row = 0 ,column = 0)
entry.grid(row = 0 ,coloumn = 1 ,columnspan = 3)

其他控件

• Frame 控件：
  • 介绍：可以看作时一个矩形区域，它可以包含其他 GUI 控件，并允许用户对这些控件进行布局和控制，多个 Frame 可以实现界面的分割。

属性选项	说明
background / bg	设置 Frame 控件的背景颜色
borderwidth / bd	指定 Frame 的边框宽度，默认值为 2 像素
colormap	指定用于该控件及其子控件的颜色映射，默认情况下，Frame使用与其父控件相同颜色的映射。注意：一旦创建 Frame 控件实例，就无法修改这个选项的值。
container	True：意味着该窗口将被用作容器，一些其他应用程序将被嵌入（默认值为 False ）
width	设置 Frame 的宽度，默认值为 0
highlightbackground	指定当前 Frame 没有获得焦点时高亮边框的颜色，默认值由系统指定
highlightcolor	指定当 Frame 获得焦点时高亮边框的颜色，默认值由系统指定
highlightthickness	指定高亮边框的宽度，默认值为 0（不带高亮边框）
padx	水平方向上的边距
pady	垂直方向上的边距
relief	指定边框样式（值： flat（默认值）、sunken、raised、groove、ridge）
takefocus	指定该控件是否接受输入焦点（用户通过 Tab 键将焦点转移上来），默认值为 False

from tkinter import *

win = Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

frame1 = Frame(win ,bg = 'yellow' ,width = 100 ,height = 150)
frame1.pack(fill = 'both' ,expand = True)
Label(frame1 ,text = '我是文本1').pack()

win.mainloop()

• 单选按钮与复选框
  • 注意：在创建单选按钮 Radiobutton 或 Checkbutton 时，要先声明一个选择状态变量。如 chVarDis = tk.IntVar()，该变量记录单选按钮或复选框是否被勾选的状态。

属性 / 方法	说明
command	用户选择改变按钮状态，调用相应的方法
text	按钮上的文字内容
variable	控件状态变量（值：1 => 被选中；0 => 没有被选中）
onvalue	状态变量值为 1
offvalue	状态变量值为 0
state	是否可选，当 state = ‘disabled’ 时，该选项为灰色，不能选择
deselect()	取消按钮的选中状态
flash()	刷新 Radiobutton 控件，该方法将重绘 Radiobutton 控件若干次（即在 active 和 normal 状态间切换）
select()	将 Radiobutton 控件设置为选中状态

from tkinter import *

class Application(Frame):
      num = 0
      mark = "ABCDEFG"
      
      def __init__(self ,master ,tit ,opts ,txt = None ,radVar = None):
            super().__init__(master)
            Application.num ++
            self.master = master
            self.tit = tit
            self.txt = StringVar()
            self.radVar = IntVar()
            self.opts = opts
            self.grid(row = self.num)
            self.createWidget()

      def radCall(self):
            self.txt.set(self.mark[self.radVar.get()])
            
      def createWidget(self):
            Label(self ,text = '{}.{30}'.format(self.num ,self.tit) ,font = {'宋体' ,'16'} ,fg = 'red').grid(row = 0 ,column = 0 ,columnspan = 4 ,sticky = NW)
            self.txt.set('答案：')
            ans = entry(self ,textvariable = self.txt ,width = 15 ,font = ('宋体' , '16')).grid(row = 0 ,coloumn = 4 ,columnspan = 2)
            
            for col in range(len(self.opts)):
                  curRad = Radiobutton(self ,text = f'self.mark[col]、self.opts[col]' ,variable = self.radVar ,value = col ,command = self.radCall).grid(column = 0 ,row = col + 1 ,sticky = W)

if __name__ == "__main__":
      win = Tk()
      win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
      win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')
      Application(win ,f'题目是什么？' ,['网络','程序' ,'游戏' ,'音乐'])
      
win.mainloop()

• 下拉列表：
  • 注意：使用下拉列表时要先声明一个取值变量：number = tkinter.StringVar() 。该变量记录在下拉列表中预设的值中所选的字符值，在下拉列表中所预设的值为一个元组。

参数	含义
textvariable	可以设置 Combobox 的变量值
value	Combobox 的选项内容以元组方式存在
postcommand	设置下拉选项改变时所调用的函数

from tkinter import *
from tkinter import ttk

class Application(Frame):
      def __init__(self ,master ,value ,result = None):
            super().__init__(master)
            Application.num ++
            self.master = master
            self.value = value
            self.result = StringVar()
            self.grid(row = 0)
            self.createWidget()

      def radCall(self):
            self.txt.set(self.mark[self.radVar.get()])
            
      def createWidget(self):
            Label(self ,text = '二级学院').grid(row = 0 ,column = 0)
            cb = ttk.Combobox(self ,value = self.value ,textvariable = self.result ,postcommand = self.getResult)
            cb.grid(row = 0 ,column = 1)            

      def getResult():
            print(self.result.get())

if __name__ == "__main__":
      win = Tk()
      win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
      win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')
      Application(win ,('网络','程序' ,'游戏' ,'音乐'))
      
win.mainloop()

• 列表框：
  • 注意：
    1. 直接创建的 Listbox 控件是空的，若添加文本可以调用 insert(index ,str) 函数
       • index：插入的索引号，通常是项目的序号，从 0 开始
       • str：要插入的文本
    2. 若要删除某一行数据，则需要调用 curselection() 函数获取被选中的行号，然后再调用 delete() 函数删除即可。

方法	说明
activate(index)	用于选择指定索引处的行
curselection()	返回一个元组，其中包含所选元素的行号，从 0 开始技术。如果未选择任何元素，则返回一个空元组
delete(first , last = None)	用于删除给定范围内的行
get(first , last = None)	用于获取给定范围内存在的列表项
index(i)	用于将具有指定索引的行放在窗口小部件的顶部
insert(index , * elements)	用于在指定的索引之前插入具有指定数量元素的新行
nearest(y)	返回列表框小部件的 y 坐标的最近一行的索引
see(index)	用于调整列表框的位置，使索引指定的行可见
size()	返回 Listbox 小部件中存在的行数
xview() / yview	用于使小部件可 水平 / 垂直滚动
xview_moveto(fraction) / yview_moveti(fraction)	用于使列表框可以按列表框中存在的最长行的宽度的一小部分水平、垂直滚动
xview_scroll(number , what) / yview_scroll(number , what)	用于使列表框可以按指定的字符数水平 / 垂直滚动

from tkinter import *

win = Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

num = 1

Button(win ,text = '添加一条记录' ,command = addInfo).pack()
Button(win ,text = '删除一条记录' ,command = deleteInfo).pack()
lb = Listbox(win ,width = 100 ,height = 100)
lb.pack()

def addInfo():
      global num
      info = '第{}条记录'.format(num)
      lb.insert(0 ,info)
      num++

def deleteInfo():
      global lb
      selected = lb.curselection()
      if selected:
            lb.delete(selected[0])
      else:
            print('不存在！')


win.mainloop()

菜单

• 实现步骤：
  1. 创建菜单对象：Tkinter.Menu(窗口对象)
  2. 把菜单防止到窗口中：窗口容器对象.config(menu = 菜单对象)
  3. 在菜单栏中创建菜单：菜单名称 = Menu(菜单对象 ,teaoff = 0)
  4. 为菜单添加文字标签：菜单对象.addcascade(label = '文字标签' , menu = 菜单名称)
  5. 在菜单中添加菜单项：add_command(label = '菜单项名称' ,command = 功能函数名)

消息框与对话框

消息框是一种程序向用户显示信息的方式。

Tkinter 的 Messagebox模块提供了多种消息框，主要分为无返回值的消息框和有返回值的消息框。

消息框名称	函数
提示框	showinfo()
警告框	showwarning()
错误框	showerror()

消息框名称	函数
是 / 否 对话框	askquestion()
重试 / 取消 对话框	askretrycancel()
是 / 否 / 取消 对话框	askyesnocamcel()

from tkinter import *

win = Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

def getans():
      ans = askquestion('询问框' ,'是否确定？')
      if ans == 'yes':
            print('确定')
      else:
            print('取消')

# ...

win.mainloop()

对话框用以接收用户的简单输入对话框，并返回用户的输入内容，位于 Tkinter 的 Simpledialog 包中。

方法	说明
askstring()	接收字符串
askinteger()	接收字符串、整数
askfloat()	接收浮点数

from tkinter import *

win = Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

def getans():
      ans = askstring('解锁' ,'密码？')
      if ans == '111':
            print('确定')
      else:
            print('取消')

# ...

win.mainloop()

文件对话框：当需要手动选择文件或手动选择文件存储路径时，就需要用到 Tkinter 库中 Filedialog 模块中所提供的函数。

方法	说明
askopenfilename()	打开文件对话框，用于选择一个文件，返回文件路径，类型为字符串
askopenfilenames()	打开文件对话框，用于选择多个文件，返回一个元组，包括所有选择文件的路径
asksavesfilename()	保存文件对话框，用于选择文件的保存路径和文件名
askdirectory()	选择目录对话框，用于选择一个目录，返回目录路径

函数参数扩展：

• title：指定文件对话框的标题栏文本
• defaultextension：指定文件的后缀。例如：defaultextension = ‘.jpg’，允许使用 * 通配符。
• filetypes：指定筛选文件类型的下拉菜单选项，该选项的值时由二元组构成的列表，每个二元组由（类型名，后缀）构成。例如：filetypes = [(‘文本’ , ‘.txt’) , (‘栅格’ , ‘.tif’)]
• initialdir：指定打开保存文件的默认路径，默认路径是当前文件夹

from tkinter import *

win = Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

def getans():
      filename = askopenfilename()
      print(filename)

# ...

win.mainloop()

颜色选择对话框：在文本编辑器应用程序中，为了让用户能够设置文本颜色或背景色的颜色，通常会使用颜色对话框。

from tkinter import *

win = Tk()
win.title('资源刺客（wp.itdka.cn）')
win.geometry('300 X 300 + 50 + 50')

def getans():
      color = askcolor()
      print(color)

# ...

win.mainloop()

鼠标事件与键盘事件

• 控件对象.bind(event , handle)：监听和处理鼠标事件，如单击、双击、拖动和鼠标移动等。
  • event：是一个字符串，表示要绑定的事件类型（如下表）
  • handle：是一个函数，即当事件发生时将被调用的函数，这个函数通常会接收一个参数，即事件对象 event。

事件	说明
<ButtonPress – n>	鼠标按钮 n 被按下，n 为1 代表左键，2 代表中键，3 代表右键
<ButtonRelease – n>	鼠标按钮 n 被松开
<Bn-Motion>	再按住鼠标按钮 n 的同时，移动鼠标
<Enter>	鼠标进入控件
<Leave>	鼠标离开控件

事件	说明
<KeyPress>	按下任意键
<KeyRelease>	松开任意键
<KeyPress-Key>	按下指定的 key 键
<KeyRelease-Key>	松开指定的 key 键
<Prefix-Key>	在按住 Prefix 的同时，按下指定的 key 键。其中 Prefix 项时 Alt、Shfit、Control 中的一项，也可以是他们的组合，如 <Control-Alt-Key>

from tkinter import *

class Application(Frame):
      def __init__(self ,master ,bg = 'red'):
            super().__init__(master)
            self.master = master
            self.bg = bg
            self.config(bg = self.bg ,width = 50 ,height = 50)
            self.pack()
            self.bind('<Button-1>',self.getPos)
            self.bind('<Enter>',self.inFrame)
            self.bind('<Leave>',self.outFrame)
            self.bind('<Control - s>',lambda event:print('保存'))

# ...
      
win.mainloop()

数据库编程

程序运行过程中产生的数据，通常都是临时保存在缓存或者存储在文件中，但是如果数据比较复杂，使用存储在文件中的数据时需要对数据进行格式化操作，非常不便。如果要永久保存数据，且方便后期对数据进行查询、删除、更新等操作，通常需要将数据保存在数据库中。

操作步骤：

• 连接数据库：connect()
  • connect() 函数返回数据库连接对象，该对象代表与对应数据库建立了连接。

参数名 / 方法名	说明	参数名 / 方法名	说明
dsn	数据源名称	password	密码
host	主机名	db	数据库名称
port	端口号	charset	数据库字符集
user	用户名
cursor()	获取该连接的游标对象，执行数据库	roolback()	回滚事务
commit()	提交事务	close()	关闭数据库连接

• 创建游标对象：数据库连接对象.cursor()
  • 要操作数据库，仅创建连接对象是不够的，必须获取游标对象才能进行后续操作。

方法名	说明
excute(sql [,params])	执行数据库操作的 SQL 语句
excutemany(sql ,seq_of_params)	用于批量数据操作，批量添加数据
fetchone()	用于获取查询结果的下一跳数据
fetchall()	用于获取查询结果的所有数据
fetchmany()	用于获取查询结果中指定数量的数据

• 执行 SQL 语句
  • 获得游标对象后，就可以使用上表的相应方法进行数据库的各种操作。
• 关闭游标与数据库连接
  • 游标对象.close()
  • 连接对象.close()

SQLite 数据库编程

介绍：SQLite 是一种嵌入式的轻量级数据库，它不需要另外的安装，直接集成在各种应用程序中。

使用：首先需要使用 import 语句导入 SQLite 3 模块，然后即可使用该模块中的 connect() 方法连接数据库文件并得到连接对象

import sqlite3

conn = sqlite3.connect('text.db')

MySQL 数据库编程

介绍：MySQL 是一个小型关系型数据库管理系统，由于其软件体积小、运行速度快、操作方便等优点，目前被广泛应用于 Web 上的中小型网站的后台数据库中。

使用：在 Python 3 中使用 PyMySQL 库来实现对 MySQL 的连接，在此之前需要操作的电脑已经安装了 MySQL 数据库。PyMySQL 库是一个纯 Python 库，可以直接安装使用（使用下面的安装命令）

pip intsall pymysql

导入 PyMySQL 模块就可以使用该模块下的 connect() 方法连接指定的数据。

例如：

import pymysql

conn = pymysql.connect(host = '127.0.0.1' ,port = 3306 ,user = 'root' ,password = '123456' ,db = 'test1' ,charset = 'utf8')