Краткое руководство по графической библиотеке Python Tkinter для создания GUI-приложений, список основных команд, возможностей и методов.

Введение

Python Tkinter – кроссплатформенная (Windows, Linux, macOS) графическая библиотека для создания GUI в Python, пакет модулей: легкий, портативный и простой в использовании набор графических инструментов, входит в стандартную библиотеку Python.

С помощью Tkinter можно создавать:

• графические интерфейсы командной строки
• интерфейсы для веб-браузеров
• десктопные приложения с окнами
• игры (например: сокобан, крестики-нолики)

Tkinter обеспечивает набор элементов интерфейса, таких как кнопки, текстовые поля, метки и рамки. Благодаря простоте и доступности он широко используется для создания графических интерфейсов в Python.

Как связаны Tk и Tkinter — путь от строки кода на Python до Xlib

1. Python — Приложение Python выполняет tkinter вызов
2. .tkinter (Python пакет) — Вызов (например, создание виджета кнопки) реализован в пакете tkinter, который написан на Python. Эта функция Python будет анализировать команды и аргументы и преобразовывать их в форму, как если бы они были получены из сценария Tk вместо сценария Python.
3. _tkinter (С)  — Эти команды и их аргументы будут переданы функции C в модуле _tkinter – обратите внимание на модуль подчеркивания — расширения.
4. Виджеты Tk (C и Tcl) — Функция C позволяет выполнять вызовы в другие модули C, включая функции C, составляющие библиотеку Tk. Tk реализован в C и некоторых Tcl. Часть Tcl виджетов Tk используемый для привязки определенных вариантов поведения по умолчанию к виджетам и выполняется один раз в точке импорта пакета Python tkinter. (Пользователь никогда не видит этот этап).
5. Tk (C) — Часть Tk виджетов Tk реализует окончательное отображение в …
6. Xlib (С)  — библиотека Xlib для рисования графики на экране.

Пример программы Hello, World! (Python Tkinter)

from tkinter import *
from tkinter import ttk

root = Tk()
ttk.Button(root, text="Hello World").grid()
root.mainloop()

Импорт библиотеки Tkinter на Python

from tkinter import *
from tkinter import ttk

Виджеты Tkinter

Рассмотрим основные и наиболее часто используемые виджеты, по их классам.

Class: ttk.Tk – окно

from tkinter import *
from tkinter import ttk

root = tk.Tk()
root.geometry("300x300")
ttk.Button(root, text="Hello World").grid()
root.mainloop()

Размеры окна

root.resizable() – используется для установки возможности изменения размера окна

root.resizable(width=False, height=False)

root.resizable(width=True, height=True) 

root.state() – используется для установки состояния окна

root.state('zoomed') # окно займет весь экран

Установить минимальный и максимальный размер окна:

root.minsize(300,200) # минимальный размер окна
root.maxsize(600,400) # минимальный размер окна

Class: ttk.Button – кнопка

button = ttk.Button(parent, text='Submit', command=submitForm) #при нажатием пользователем на кнопку "Submit" вызывается функция submitForm

button.invoke() – эмуляция нажатия на кнопку программным путем

button.invoke() #эмуляция нажатия на кнопку программным путем

Class: ttk.Label – метка

  label = ttk.Label(parent, text='Full name:')

Class: ttk.Frame – контейнерный виджет

frame = ttk.Frame(parent)

Class: ttk.Entry – поле ввода

username = StringVar()
name = ttk.Entry(parent, textvariable=username)

Class: ttk.Listbox – список

listbox = ttk.Listbox(root)

# добавляем элементы
listbox.insert(0, "Item 1")
listbox.insert(1, "Item 2")
listbox.insert(2, "Item 3")
listbox.insert(3, "Item 4")

listbox = ttk.Listbox(root, height=5, background='light gray')

Class: ttk.Menu – меню

# Создание объекта ttk.Menu
menu = ttk.Menu(root)

# Добавление пунктов меню
menu.add('command', label='File', command=file_command)
menu.add('command', label='Edit', command=edit_command)

# Создание подменю
submenu = ttk.Menu(menu)
menu.add_cascade(label='View', menu=submenu)
submenu.add('command', label='Toolbars', command=toolbar_command)
submenu.add('command', label='Sidebar', command=sidebar_command)

# Привязка меню к главному окну
root.config(menu=menu)

Class: ttk.Radiobutton – кнопка-переключатель

radiobutton = ttk.Radiobutton(parent, option=value, ...)

phone = StringVar()
home = ttk.Radiobutton(parent, text='Home', variable=phone, value='home')
office = ttk.Radiobutton(parent, text='Office', variable=phone, value='office')
cell = ttk.Radiobutton(parent, text='Mobile', variable=phone, value='cell')

• text: Задает текст, отображаемый на кнопке-переключателе.
• variable: Устанавливает переменную, связанную с кнопкой-переключателем.
• value: Задает значение, связанное с кнопкой-переключателем при выборе.
• command: Устанавливает функцию, которая будет вызвана при выборе кнопки-переключателя.

Class: ttk.Checkbutton – переключатели

measureSystem = StringVar()
check = ttk.Checkbutton(parent, text='Use Metric',
        command=metricChanged, variable=measureSystem,
        onvalue='metric', offvalue='imperial')

Class: ttk.Scrollbar – скролл

scrollbar = ttk.Scrollbar(parent, orient='vertical')  # 'vertical' или 'horizontal'

Управление состоянием полосы прокрутки:

scrollbar.state(['active'])     # активное состояние (наведение мыши)
scrollbar.state(['disabled'])   # отключенное состояние
scrollbar.state(['!disabled'])  # включенное состояние

scrollbar = ttk.Scrollbar(parent)
scrollbar.pack(side='right', fill='y')

Class: ttk.Canvas – холст

canvas = ttk.Canvas(parent, width=300, height=200)
canvas.pack()

Class: ttk.Text – cоздание многострочного текстового поля

text = ttk.Text(parent)
text.pack()

Class: ttk.Message – сообщение

message = ttk.Message(parent, text='This is a message', width=200)
message.pack()

Class: ttk.Spinbox – поле ввода с числовым значением

spinbox = ttk.Spinbox(parent, from_=1, to=10)
spinbox.pack()

Class: ttk.OptionMenu – раскрывающееся меню выбора

options = ['Option 1', 'Option 2', 'Option 3']
selected_option = StringVar()
option_menu = ttk.OptionMenu(parent, selected_option, options[0], *options)
option_menu.pack()

Class: ttk.Toplevel – верхнее окно

top_level = ttk.Toplevel(parent)

Class: ttk.Progressbar – индикатор выполнения

progressbar = ttk.Progressbar(parent, mode='indeterminate')
progressbar.start()

Class: ttk.Scale – шкала

scale = ttk.Scale(parent, from_=0, to=100)
scale.pack()

Class: ttk.FileDialog – диалоговое окно выбора файла

file_dialog = ttk.FileDialog(parent)
selected_file = file_dialog.show()

Class: ttk.ColorChooser – диалоговое окно выбора цвета

color_chooser = ttk.ColorChooser(parent)
selected_color = color_chooser.show()

Class: ttk.MessageBox – диалоговое окно сообщения

message_box = ttk.MessageBox(parent, message='Hello, World!', icon='info')
message_box.show()

Class: ttk.Notebook – вкладки

notebook = ttk.Notebook(parent)
tab1 = ttk.Frame(notebook)
tab2 = ttk.Frame(notebook)
notebook.add(tab1, text='Tab 1')
notebook.add(tab2, text='Tab 2')
notebook.pack()

Class: ttk.Panelwindow – окно-панель

panel_window = ttk.Panelwindow(parent)

Class: ttk.Labelframe – рамка с заголовком

label_frame = ttk.Labelframe(parent, text='Group')

Class: ttk.Separator – разделитель

separator = ttk.Separator(parent, orient='horizontal')
separator.pack()

Class: ttk.Treeview – дерево (список с иерархией)

treeview = ttk.Treeview(parent)
treeview.insert('', 'end', text='Item 1')
treeview.insert('', 'end', text='Item 2')
treeview.pack()

Менеджеры геометрии Tkinter

Менеджеры геометрии в Tkinter – классы, которые используются для управления размещением виджетов на форме. Они позволяют расположить виджеты в окне приложения и определить их размеры и положение.

• place() — позиционирует по абсолютным координатам
• pack() — упаковщик, позиционирует относительно родительского контейнера и относительно соседей по родительскому контейнеру
• grid() — используется для организации виджетов в двумерной сетке

Какой менеджер выбрать?

Обычно используется pack() или grid() для размещения виджетов, но place() может быть полезным в особых случаях.

Можно использовать несколько менеджеров геометрии в одной программе Tkinter. Однако, рекомендуем использовать только один менеджер на каждый виджет или фрейм.

Например, использовать pack() для размещения кнопок в верхней части окна, а grid() для размещения полей ввода и меток в центре окна.

place() используется для размещения виджетов с абсолютными координатами, а не относительно других виджетов и обычно не используется совместно с pack() и grid()

Опции Tkinter.place()

• anchor (якорь) — определяет часть виджета, для которой задаются координаты. Допустимые значения: ’N’, ’NE’, ’E’, ’SE’, ’SW’, ’W’, ’NW’ или ’CENTER’. По умолчанию ’NW’ (верхний левый угол).
• relwidth, relheight (относительные ширина и высота) — определяют размер виджета в долях его родителя.
• relx, rely — определяют относительную позицию в родительском виджете. Координата (0; 0) — у левого верхнего угла, (1; 1) — у правого нижнего.
• width, height — абсолютный размер виджета в пикселях. Значения по умолчанию (когда данные опции опущены) приравниваются к естественному размеру виджета, то есть к тому, который определяется при его создании и конфигурировании.
• x, y — абсолютная позиция в пикселях. Значения по умолчанию приравниваются к нулю.
• bordermode – определяет, как измеряются координаты и размеры виджета, в пикселях или в процентах (inside или outside)

root = tk.Tk()
root.geometry("300x300")

widget = tk.Button(root, text="Click me")
widget.place(relx=0.5, rely=0.5, relwidth=0.5, relheight=0.5, anchor="center", bordermode="outside")

root.mainloop()

Опции Tkinter.pack()

• anchor (якорь) — определяет часть виджета, для которой задаются координаты. Принимает значения ’N’, ’NE’, ’E’, ’SE’, ’SW’, ’W’, ’NW’ или ’CENTER’. По умолчанию ’NW’ (верхний левый угол).
• expand Допустимые значения: 0,
• fill Допустимые значения: ’x’, ’y’, ’both’, ’none’.
• ipadx, ipady — внутренний отступ
• padx, pady — внешний отступ
• side допустимые значения: ’TOP’, ’BOTTOM’, ’LEFT’, ’RIGHT’.

import tkinter as tk

root = tk.Tk()

# Создаем метку и упакуем ее в верхнюю часть родительского виджета
label = tk.Label(root, text="Hello, World!")
label.pack(side="top", fill="x", expand=True)

# Создаем кнопку и упакуем ее в нижнюю часть родительского виджета
button = tk.Button(root, text="Click me")
button.pack(side="bottom", fill="x", expand=True)

root.mainloop()

Опции Tkinter.grid()

• row, column — номер строки/столбца, где разместить виджет
• rowspan, columnspan — кол-во занимаемых виджетом строк/столбцов
• ipadx, ipady — внутренний отступ
• padx, pady  — внешний отступ
• sticky: направление, в котором виджет должен быть растянут ’N’, ’S’, ’W’, ’E’, ’NW’, ’NE’, ’SW’, ’SE’

import tkinter as tk

root = tk.Tk()

# Создаем метку и помещаем ее в верхний левый угол сетки
label = tk.Label(root, text="Hello, World!")
label.grid(row=0, column=0, sticky="NSEW")

# Создаем кнопку и помещаем ее в нижний правый угол сетки
button = tk.Button(root, text="Click me")
button.grid(row=1, column=1, sticky="NSEW")

# Настраиваем строки и столбцы, чтобы расширить и заполнить окно
root.columnconfigure(0, weight=1)
root.columnconfigure(1, weight=1)
root.rowconfigure(0, weight=1)
root.rowconfigure(1, weight=1)

root.mainloop()

Виджет Tkinter Canvas — холст

#создание холста, с именем 'c'
c = Canvas(root, width=150, height=150, bg='white')

Цвета в Tkinter

В Tkinter, цвета могут быть представлены в различных форматах, таких как имена цветов, RGB-значения и шестнадцатеричные коды цветов.

1. Имена цветов: Tkinter предоставляет предопределенные имена для некоторых цветов, например, ‘red’, ‘blue’, ‘green’ и т.д.

from tkinter import *

root = Tk()
label = Label(root, text="Hello, World!", fg="red")
label.pack()

root.mainloop()

2. RGB-значения: Цвета также могут быть представлены в формате RGB (красный, зеленый, синий). Каждая компонента цвета может принимать значения от 0 до 255.

from tkinter import *

root = Tk()
label = Label(root, text="Hello, World!", fg="#FF0000")  # Красный цвет в формате RGB
label.pack()

root.mainloop()

3. Шестнадцатеричные коды цветов: Цвета также можно представлять с помощью их шестнадцатеричного кода. Каждая компонента цвета представлена двумя шестнадцатеричными цифрами, начиная с префикса “#”.

from tkinter import *

root = Tk()
label = Label(root, text="Hello, World!", fg="#00FF00")  # Зеленый цвет в шестнадцатеричном коде
label.pack()

root.mainloop()

Система координат в Python Tkinter

В Tkinter система координат начинается в верхнем левом углу окна, где x-координата увеличивается вправо, а y-координата увеличивается вниз.

from tkinter import *

root = Tk()
canvas = Canvas(root, width=400, height=400)
canvas.pack()

# Рисование прямоугольника с координатами (50, 50) и (150, 150)
canvas.create_rectangle(50, 50, 150, 150, fill="red")

root.mainloop()

В приведенном примере мы создаем холст (Canvas) размером 400×400 пикселей и рисуем прямоугольник с координатами (50, 50) в верхнем левом углу и (150, 150) в нижнем правом углу.

В Tkinter по умолчанию система координат начинается в верхнем левом углу окна. Однако, вы можете изменить систему координат так, чтобы она начиналась в центре окна.

Для изменения системы координат в центре окна, вы можете использовать методы translate и scale из класса Canvas. Вот пример:

from tkinter import *

root = Tk()
canvas = Canvas(root, width=400, height=400)
canvas.pack()

# Смещение системы координат в центр окна
canvas.translate(200, 200)

# Масштабирование системы координат
canvas.scale(1, -1)

# Рисование прямоугольника с координатами (-50, -50) и (50, 50)
canvas.create_rectangle(-50, -50, 50, 50, fill="red")

root.mainloop()

В этом примере мы используем метод translate для смещения системы координат в центр окна (200, 200), а затем метод scale для инвертирования оси y и масштабирования системы координат.

Теперь, если вы рисуете фигуры на холсте, координаты будут относиться к центру окна. Например, прямоугольник с координатами (-50, -50) и (50, 50) будет нарисован в центре окна.

Примеры программ на Python Tkinter

Пример программы с 3 менеджерами геометрии и 3 виджетами

import tkinter as tk

root = tk.Tk()
root.title("My Tkinter App")
root.geometry("400x300")

label = tk.Label(root, text="Hello, Tkinter!")
label.pack()

button = tk.Button(root, text="Click Me")
button.grid(row=1, column=0)

textbox = tk.Entry(root)
textbox.place(x=150, y=150, width=200, height=30)

root.mainloop()

Какие существуют еще библиотеки для создания GUI на Python?

PyQt, wxPython, Kivy, FLTK (Fast Light Toolkit), PySide, PyGTK

• Введение в C++: Основы и Синтаксис
• Log4js в JavaScript
• TDZ в JavaScript
• Область видимости var и let в JavaScript
• Безопасность в HTML