tkinter — Интерфейс Python для Tcl/Tk¶

Программа Hello World¶

Мы начнем с приложения «Hello World» в Tkinter. Это не самое маленькое приложение, которое мы могли бы написать, но его достаточно, чтобы проиллюстрировать некоторые ключевые понятия, которые вам нужно будет знать.

from tkinter import *
from tkinter import ttk
root = Tk()
frm = ttk.Frame(root, padding=10)
frm.grid()
ttk.Label(frm, text="Hello World!").grid(column=0, row=0)
ttk.Button(frm, text="Quit", command=root.destroy).grid(column=1, row=0)
root.mainloop()

После импорта следующая строка создает экземпляр класса Tk, который инициализирует Tk и создает связанный с ним интерпретатор Tcl. Он также создает окно верхнего уровня, известное как корневое окно, которое служит главным окном приложения.

Следующая строка создает виджет фрейма, который в данном случае будет содержать ярлык и кнопку, которые мы создадим дальше. Рамка помещается внутрь корневого окна.

Следующая строка создает виджет label, содержащий статическую текстовую строку. Метод grid() используется для указания относительного расположения (позиции) метки в содержащем ее виджете фрейма, аналогично тому, как работают таблицы в HTML.

Затем создается виджет кнопки, который размещается справа от метки. При нажатии он вызывает метод destroy() корневого окна.

Наконец, метод mainloop() выводит все на дисплей и отвечает на ввод пользователя до тех пор, пока программа не завершится.

Важные концепции Tk¶

Даже эта простая программа иллюстрирует следующие ключевые концепции Tk:

виджеты

Пользовательский интерфейс Tkinter состоит из отдельных виджетов. Каждый виджет представлен как объект Python, инстанцированный из классов ttk.Frame, ttk.Label и ttk.Button.

иерархия виджетов

Виджеты расположены в иерархии. Ярлык и кнопка содержатся в рамке, которая, в свою очередь, содержится в корневом окне. При создании каждого детского виджета его родительский виджет передается в качестве первого аргумента в конструктор виджетов.

параметры конфигурации

Виджеты имеют опции конфигурации, которые изменяют их внешний вид и поведение, например, текст для отображения в ярлыке или кнопке. Разные классы виджетов имеют разные наборы опций.

управление геометрией

Виджеты не добавляются в пользовательский интерфейс автоматически при их создании. Такой геометрический менеджер, как grid, управляет тем, где в пользовательском интерфейсе они размещаются.

цикл событий

Tkinter реагирует на пользовательский ввод, изменения в вашей программе и даже обновляет дисплей только при активном выполнении цикла событий. Если ваша программа не выполняет цикл событий, ваш пользовательский интерфейс не будет обновляться.

Понимание того, как Tkinter оборачивает Tcl/Tk¶

Когда ваше приложение использует классы и методы Tkinter, внутри Tkinter собирает строки, представляющие команды Tcl/Tk, и выполняет эти команды в интерпретаторе Tcl, прикрепленном к экземпляру вашего приложения Tk.

Будь то навигация по справочной документации, попытка найти нужный метод или опцию, адаптация существующего кода или отладка приложения Tkinter, в некоторых случаях будет полезно понять, как выглядят эти базовые команды Tcl/Tk.

Для примера приведем Tcl/Tk-эквивалент основной части приведенного выше скрипта Tkinter.

ttk::frame .frm -padding 10
grid .frm
grid [ttk::label .frm.lbl -text "Hello World!"] -column 0 -row 0
grid [ttk::button .frm.btn -text "Quit" -command "destroy ."] -column 1 -row 0

Синтаксис Tcl похож на многие языки оболочки, где первое слово - это команда, которую нужно выполнить, а аргументы к ней следуют за ним, разделенные пробелами. Не вдаваясь в подробности, обратите внимание на следующее:

• Команды, используемые для создания виджетов (например, ttk::frame), соответствуют классам виджетов в Tkinter.

• Опции виджетов Tcl (например, -text) соответствуют аргументам ключевых слов в Tkinter.

• В Tcl виджеты обозначаются именем (например, .frm.btn), в то время как в Tkinter используются не имена, а ссылки на объекты.

• Место виджета в иерархии виджетов кодируется в его (иерархическом) имени пути, которое использует . (точка) в качестве разделителя путей. Имя пути для корневого окна - это просто . (точка). В Tkinter иерархия определяется не именем пути, а указанием родительского виджета при создании каждого дочернего виджета.

• Операции, которые в Tcl реализованы как отдельные команды (например, grid или destroy), в Tkinter представлены как методы на объектах виджетов. Как вы вскоре увидите, в других случаях Tcl использует то, что кажется вызовами методов на объектах-виджетах, что более точно отражает то, что используется в Tkinter.

Как мне…? Какой вариант…?¶

Если вы не уверены, как сделать что-то в Tkinter, и не можете сразу найти это в учебнике или справочной документации, которую вы используете, есть несколько стратегий, которые могут быть полезны.

Во-первых, помните, что детали работы отдельных виджетов могут отличаться в разных версиях Tkinter и Tcl/Tk. Если вы ищете документацию, убедитесь, что она соответствует версиям Python и Tcl/Tk, установленным в вашей системе.

При поиске того, как использовать API, полезно знать точное имя класса, опции или метода, который вы используете. Интроспекция, либо в интерактивной оболочке Python, либо с помощью print(), может помочь вам определить, что вам нужно.

Чтобы узнать, какие опции конфигурации доступны для любого виджета, вызовите его метод configure(), который возвращает словарь, содержащий разнообразную информацию о каждом объекте, включая его значения по умолчанию и текущие значения. Используйте keys(), чтобы получить только названия каждой опции.

btn = ttk.Button(frm, ...)
print(btn.configure().keys())

Поскольку большинство виджетов имеют много общих параметров конфигурации, может быть полезно узнать, какие из них характерны для конкретного класса виджетов. Одним из способов сделать это является сравнение списка опций со списком опций более простого виджета, например фрейма.

print(set(btn.configure().keys()) - set(frm.configure().keys()))

Аналогично можно найти доступные методы для объекта виджета с помощью стандартной функции dir(). Если вы попробуете, то увидите, что существует более 200 общих методов виджетов, поэтому опять же полезно определить методы, специфичные для класса виджетов.

print(dir(btn))
print(set(dir(btn)) - set(dir(frm)))

Навигация по справочному руководству Tcl/Tk¶

Как уже отмечалось, официальное справочное руководство Tk commands (страницы man) часто является наиболее точным описанием того, что делают конкретные операции над виджетами. Даже если вы знаете название нужной вам опции или метода, вам все равно придется искать несколько мест.

Хотя все операции в Tkinter реализованы как вызовы методов на объектах виджетов, вы видели, что многие операции в Tcl/Tk выглядят как команды, которые принимают имя пути виджета в качестве первого параметра, за которым следуют необязательные параметры, например.

destroy .
grid .frm.btn -column 0 -row 0

Другие, однако, больше похожи на методы, вызываемые на объекте виджета (на самом деле, когда вы создаете виджет в Tcl/Tk, создается команда Tcl с именем пути к виджету, а первым параметром этой команды является имя метода для вызова).

.frm.btn invoke
.frm.lbl configure -text "Goodbye"

В официальной справочной документации Tcl/Tk большинство операций, которые выглядят как вызовы методов, вы найдете на странице man для конкретного виджета (например, метод invoke() вы найдете на странице man ttk::button), а функции, которые принимают виджет в качестве параметра, часто имеют свою собственную страницу man (например, grid).

Многие общие опции и методы вы найдете в man-страницах options или ttk::widget, другие - в man-странице для конкретного класса виджетов.

Вы также обнаружите, что многие методы Tkinter имеют составные имена, например, winfo_x(), winfo_height(), winfo_viewable(). Документацию по всем этим методам вы найдете на man-странице winfo.

Параметры настройки¶

Опции управляют такими параметрами, как цвет и ширина границ виджета. Параметры могут быть установлены тремя способами:

Во время создания объекта, используя аргументы ключевых слов

fred = Button(self, fg="red", bg="blue")

После создания объекта обращение с именем опции как с индексом словаря

fred["fg"] = "red"
fred["bg"] = "blue"

Используйте метод config() для обновления нескольких атрибутов после создания объекта

fred.config(fg="red", bg="blue")

Для полного объяснения той или иной опции и ее поведения, смотрите страницы руководства Tk для соответствующего виджета.

Обратите внимание, что на страницах руководства для каждого виджета перечислены «СТАНДАРТНЫЕ ВАРИАНТЫ» и «СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ ВИДЖЕТА». Первые - это список опций, общих для многих виджетов, вторые - опции, характерные только для данного конкретного виджета. Стандартные параметры описаны на странице options(3) man.

В этом документе не делается различий между стандартными и специфическими для виджетов опциями. Некоторые опции не применяются к некоторым видам виджетов. Реагирует ли данный виджет на определенную опцию, зависит от класса виджета; кнопки имеют опцию command, а ярлыки - нет.

Опции, поддерживаемые данным виджетом, перечислены в man-странице этого виджета или могут быть запрошены во время выполнения программы путем вызова метода config() без аргументов или путем вызова метода keys() на этом виджете. Возвращаемым значением этих вызовов является словарь, ключом которого является имя опции в виде строки (например, 'relief'), а значениями - 5 кортежей.

Некоторые опции, например bg, являются синонимами обычных опций с длинными именами (bg является сокращением для «background»). Передавая методу config() имя сокращенной опции, вы получите в ответ кортеж из двух, а не из пяти кортежей. Переданный обратно кортеж будет содержать имя синонима и «настоящую» опцию (например, ('bg', 'background')).

Пример:

>>> print(fred.config())
{'relief': ('relief', 'relief', 'Relief', 'raised', 'groove')}

Конечно, в напечатанном словаре будут указаны все доступные опции и их значения. Это приведено только в качестве примера.

Пакер¶

Пакер - это один из механизмов управления геометрией в Tk. Менеджеры геометрии используются для указания относительного позиционирования виджетов внутри их контейнера - их общего мастера. В отличие от более громоздкого placer (который используется реже, и мы не рассматриваем его здесь), упаковщик принимает качественную спецификацию отношений - выше, слева от, заполняет и т.д. - и обрабатывает все, чтобы определить точные координаты размещения для вас.

Размер любого ведущего виджета определяется размером «ведомых виджетов» внутри него. Упаковщик используется для управления расположением подчиненных виджетов внутри мастера, в который они упакованы. Вы можете упаковывать виджеты во фреймы, а фреймы в другие фреймы, чтобы добиться желаемой компоновки. Кроме того, расположение динамически корректируется для учета постепенных изменений конфигурации после ее упаковки.

Обратите внимание, что виджеты не появляются до тех пор, пока их геометрия не будет определена с помощью менеджера геометрии. Это распространенная ранняя ошибка - не указать геометрию, а потом удивляться, когда виджет создается, но ничего не появляется. Виджет появится только после того, как к нему будет применен, например, метод упаковщика pack().

Метод pack() может быть вызван с парами ключевое слово-параметр/значение, которые управляют тем, где виджет должен появиться в своем контейнере, и как он должен вести себя при изменении размера главного окна приложения. Вот несколько примеров:

fred.pack()                     # defaults to side = "top"
fred.pack(side="left")
fred.pack(expand=1)

Опции упаковщика¶

Более подробную информацию об упаковщике и опциях, которые он может принимать, можно найти на страницах man и на странице 183 книги Джона Оустерхаута.

якорь

Тип якоря. Обозначает место, куда упаковщик должен поместить каждого ведомого в его посылке.

расширить

Булево, 0 или 1.

заполнить

Законные значения: 'x', 'y', 'both', 'none'.

ipadx и ipady

Расстояние - обозначение внутренней прокладки с каждой стороны ведомого виджета.

падкс и пади

Расстояние - обозначение внешней прокладки с каждой стороны ведомого виджета.

сторона

Законными значениями являются: 'left', 'right', 'top', 'bottom'.

Соединение переменных виджета¶

Настройка текущего значения некоторых виджетов (например, виджетов ввода текста) может быть напрямую связана с переменными приложения с помощью специальных опций. Это опции variable, textvariable, onvalue, offvalue и value. Такое соединение работает в обе стороны: если переменная по какой-либо причине изменится, виджет, к которому она подключена, будет обновлен, чтобы отразить новое значение.

К сожалению, в текущей реализации tkinter невозможно передать произвольную переменную Python виджету через опцию variable или textvariable. Единственные типы переменных, для которых это работает, это переменные, которые являются подклассами класса Variable, определенного в tkinter.

Уже определено множество полезных подклассов Variable: StringVar, IntVar, DoubleVar и BooleanVar. Чтобы прочитать текущее значение такой переменной, вызовите на ней метод get(), а чтобы изменить ее значение, вызовите метод set(). Если вы будете следовать этому протоколу, виджет всегда будет отслеживать значение переменной, без какого-либо дополнительного вмешательства с вашей стороны.

Например:

import tkinter as tk

class App(tk.Frame):
    def __init__(self, master):
        super().__init__(master)
        self.pack()

        self.entrythingy = tk.Entry()
        self.entrythingy.pack()

        # Create the application variable.
        self.contents = tk.StringVar()
        # Set it to some value.
        self.contents.set("this is a variable")
        # Tell the entry widget to watch this variable.
        self.entrythingy["textvariable"] = self.contents

        # Define a callback for when the user hits return.
        # It prints the current value of the variable.
        self.entrythingy.bind('<Key-Return>',
                             self.print_contents)

    def print_contents(self, event):
        print("Hi. The current entry content is:",
              self.contents.get())

root = tk.Tk()
myapp = App(root)
myapp.mainloop()

Менеджер окон¶

В Tk есть команда wm для взаимодействия с оконным менеджером. Параметры команды wm позволяют вам управлять такими вещами, как заголовки, размещение, растровые изображения иконки и т.п. В tkinter эти команды были реализованы как методы класса Wm. Виджеты верхнего уровня являются подклассами класса Wm, и поэтому могут вызывать методы Wm напрямую.

Чтобы получить окно верхнего уровня, содержащее данный виджет, часто можно просто обратиться к мастеру виджета. Конечно, если виджет был упакован внутри фрейма, мастер не будет представлять собой окно верхнего уровня. Чтобы получить окно верхнего уровня, содержащее произвольный виджет, можно вызвать метод _root(). Этот метод начинается со знака подчеркивания, чтобы обозначить тот факт, что эта функция является частью реализации, а не интерфейсом к функциональности Tk.

Вот некоторые примеры типичного использования:

import tkinter as tk

class App(tk.Frame):
    def __init__(self, master=None):
        super().__init__(master)
        self.pack()

# create the application
myapp = App()

#
# here are method calls to the window manager class
#
myapp.master.title("My Do-Nothing Application")
myapp.master.maxsize(1000, 400)

# start the program
myapp.mainloop()

Типы данных опций Tk¶

якорь

Законные значения - это точки компаса: "n", "ne", "e", "se", "s", "sw", "w", "nw", а также "center".

растровое изображение

Существует восемь встроенных именованных растровых изображений: 'error', 'gray25', 'gray50', 'hourglass', 'info', 'questhead', 'question', 'warning'. Чтобы указать имя файла растрового изображения X, укажите полный путь к файлу, предваряемый символом @, как в "@/usr/contrib/bitmap/gumby.bit".

булево

Вы можете передать целые числа 0 или 1 или строки "yes" или "no".

обратный звонок

Это любая функция Python, которая не принимает аргументов. Например:

def print_it():
    print("hi there")
fred["command"] = print_it

цвет

Цвета могут быть заданы как имена цветов X в файле rgb.txt, или как строки, представляющие значения RGB в 4 битном формате: "#RGB", 8 бит: "#RRGGBB", 12 бит: "#RRRGGGBBB", или 16 бит: "#RRRRGGGGBBBB", где R, G, B представляют собой любые законные шестнадцатеричные цифры. Подробности см. на странице 160 книги Оустерхаута.

курсор

Можно использовать стандартные имена курсоров X из cursorfont.h, без префикса XC_. Например, чтобы получить курсор руки (XC_hand2), используйте строку "hand2". Вы также можете указать собственный файл растрового изображения и маски. См. страницу 179 книги Оустерхаута.

расстояние

Расстояния на экране могут быть заданы как в пикселях, так и в абсолютных расстояниях. Пиксели задаются в виде чисел, а абсолютные расстояния - в виде строк, где символ конца обозначает единицы измерения: c для сантиметров, i для дюймов, m для миллиметров, p для точек принтера. Например, 3,5 дюйма выражаются как "3.5i".

шрифт

В Tk используется формат имени шрифта в виде списка, например {courier 10 bold}. Размеры шрифта с положительными числами измеряются в пунктах; размеры с отрицательными числами измеряются в пикселях.

геометрия

Это строка вида widthxheight, где ширина и высота измеряются в пикселях для большинства виджетов (в символах для виджетов, отображающих текст). Например: fred["geometry"] = "200x100".

обосновать

Законными значениями являются строки: "left", "center", "right" и "fill".

регион

Это строка с четырьмя элементами, разделенными пробелами, каждый из которых является законным расстоянием (см. выше). Например: "2 3 4 5" и "3i 2i 4.5i 2i" и "3c 2c 4c 10.43c" - все это законные области.

рельеф

Определяет стиль границ виджета. Допустимыми значениями являются: "raised", "sunken", "flat", "groove" и "ridge".

команда прокрутки

Почти всегда это метод set() какого-либо виджета полосы прокрутки, но это может быть любой метод виджета, принимающий один аргумент.

обернуть

Должен быть одним из: "none", "char" или "word".

Связки и события¶

Метод bind из команды виджета позволяет следить за определенными событиями и вызывать функцию обратного вызова при наступлении этого типа события. Метод bind имеет следующую форму:

def bind(self, sequence, func, add=''):

где:

последовательность

это строка, обозначающая целевой тип события. (Подробнее см. страницу руководства bind(3tk) и страницу 201 книги Джона Оустерхаута Tcl and the Tk Toolkit (2nd edition)).

func

это функция Python, принимающая один аргумент, которая будет вызвана при наступлении события. В качестве аргумента будет передан экземпляр Event. (Функции, развернутые таким образом, широко известны как обратные вызовы).

добавить

является необязательной, либо '', либо '+'. Передача пустой строки означает, что эта привязка должна заменить все другие привязки, с которыми связано данное событие. Передача '+' означает, что эта функция должна быть добавлена в список функций, привязанных к данному типу события.

Например:

def turn_red(self, event):
    event.widget["activeforeground"] = "red"

self.button.bind("<Enter>", self.turn_red)

Обратите внимание, что в обратном вызове turn_red() происходит обращение к полю виджета события. Это поле содержит виджет, который поймал событие X. В следующей таблице перечислены другие поля событий, к которым вы можете получить доступ, и их обозначения в Tk, что может быть полезно при обращении к man-страницам Tk.

Индекс Параметр¶

Ряд виджетов требует передачи параметров «индекс». Они используются для указания на определенное место в виджете Text, или на определенные символы в виджете Entry, или на определенные пункты меню в виджете Menu.

Индексы виджетов ввода (индекс, индекс представления и т.д.)

Виджеты ввода имеют опции, которые относятся к позициям символов в отображаемом тексте. Вы можете использовать эти функции tkinter для доступа к этим специальным точкам в текстовых виджетах:

Индексы текстовых виджетов

Индексная нотация для виджетов Text очень богата и лучше всего описана на страницах руководства Tk.

Индексы меню (menu.invoke(), menu.entryconfig() и т.д.)

Некоторые опции и методы для меню управляют определенными пунктами меню. Каждый раз, когда для опции или параметра требуется индекс меню, вы можете передать его:

• целое число, обозначающее числовую позицию записи в виджете, считая сверху, начиная с 0;

• строка "active", которая относится к позиции меню, находящейся в данный момент под курсором;

• строка "last", которая ссылается на последний пункт меню;

• Целое число, которому предшествует @, как в @6, где целое число интерпретируется как координата пикселя y в системе координат меню;

• строка "none", которая указывает на отсутствие пункта меню вообще, чаще всего используется с menu.activate() для деактивации всех пунктов, и, наконец,

• текстовая строка, которая сопоставляется с меткой пункта меню при сканировании от верхней части меню к нижней. Обратите внимание, что этот тип индекса рассматривается после всех остальных, что означает, что совпадения с пунктами меню с метками last, active или none могут быть интерпретированы как вышеуказанные литералы.

Изображения¶

Изображения различных форматов могут быть созданы через соответствующий подкласс tkinter.Image:

• BitmapImage для изображений в формате XBM.

• PhotoImage для изображений в форматах PGM, PPM, GIF и PNG. Последний поддерживается начиная с версии Tk 8.6.

Любой тип изображения создается с помощью опции file или data (доступны и другие опции).

Затем объект изображения можно использовать везде, где опция image поддерживается каким-либо виджетом (например, ярлыки, кнопки, меню). В этих случаях Tk не будет сохранять ссылку на изображение. Когда последняя ссылка Python на объект изображения будет удалена, данные изображения также будут удалены, и Tk отобразит пустое поле везде, где использовалось изображение.