Python繪圖系統(tǒng)之自定義一個坐標設置控件

更新時間：2023年08月17日 08:52:57 作者：微小冷

這篇文章主要為大家詳細介紹了Python如何編寫一個繪圖系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自定義一個坐標設置控件，文中的示例代碼講解詳細，感興趣的可以了解一下

封裝成類

xyz這三行其實從代碼的角度來說是完全一樣的，而且在寫這三行組件的時候，也的確是跑了個循環(huán)。

但是，這種標簽和輸入框的組合其實非常常見，為了讓其更加便于調(diào)用，最好是實現(xiàn)一個類。

在tkinter中自定義組件非常簡單，只需繼承Frame即可。而對于標簽輸入組合來說，其輸入?yún)?shù)，除了從ttk.Frame中繼承得到的之外，至少還要指明標簽的內(nèi)容和寬度。

而就功能而言，至少要能夠設置和讀輸入框中的內(nèi)容，故其實現(xiàn)方式如下。

class AxisFrame(ttk.Frame):
    # widths 是每個控件的寬度
    def __init__(self, master, label, widths, **options):
        super().__init__(master, **options)
        self.pack()
        self.initWidgets(label, widths)
    def initWidgets(self, label, widths):
        tk.Label(self, text=label, width=widths[0]).pack(side=tk.LEFT)
        self.entry = tk.Entry(self)
        self.entry.pack(side=tk.LEFT, fill=tk.X)
    def setText(self, text):
        self.entry.delete(0, "end")
        self.entry.insert(0, text)
    def get(self):
        return self.entry.get()

有了這個，就不需要self.entrys，而在初始化函數(shù)中添加

self.afs = {}       # AxisFrames

相應地，也不需要setFrmAxis函數(shù)了，將setFrmCtrl中設置坐標輸入框的部分改寫為

#...
for flag in 'xyz':
    self.afs[flag] = AxisFrame(frmCtrl, flag, [5])
    self.afs[flag].pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)

此外，將所有self.entrys代碼改寫為self.afs的形式。而且由于重新封裝了輸入函數(shù)setText，那么全局函數(shù)setEntry至少暫時是沒必要存在了。

數(shù)據(jù)輸入方案

由于繪圖系統(tǒng)支持多種輸入方式，而目前只能通過輸入框中的內(nèi)容來判斷，如果data，就直接調(diào)用導入的數(shù)據(jù)；如果是數(shù)字和逗號的組合，那么就調(diào)用np.linspace函數(shù)；否則就調(diào)用eval函數(shù)直接識別python語句。

考慮到以后可能會有更加復雜的數(shù)據(jù)導入方式，那么設置一個combobox來選擇數(shù)據(jù)獲取方式是比較合理的。而combobox設置參數(shù)時需要一個StringVar變量，故而先做一個initVar函數(shù)，如下所示

```python
def initVar(self, mode):
    self.MODES = ("外部導入", "序列化", "源代碼")
    self.mode = tk.StringVar()
    self.setMode(mode)

def setMode(self, mode):
    if type(mode) != str:
        mode = self.MODES[mode]
    self.mode.set(mode)

然后在initWidgets中添加Combobox的設置代碼

```python
self.slct = ttk.Combobox(self, width=widths[1], textvariable=self.mode)
self.slct['value'] = self.MODES
self.slct.pack(side=tk.LEFT)

效果如下

設置數(shù)據(jù)

由于采用Combobox來規(guī)范數(shù)據(jù)的讀取方式，所以讀取數(shù)據(jù)的代碼也變得更加簡單

# 這些是AxisFrame的方法
def setData(self, data=None, **txyz):
    if self.mode.get() == "序列化":
        return self.getArray()
    elif self.mode.get() == "外部導入":
        return self.loadData(data)
    else:
        return self.readPython(**txyz)
def readPython(self, t=None, x=None, y=None, z=None):
    self.data = eval(self.get())
    return self.data
def loadData(self, data):
    if type(data) != type(None):
        self.data = data
    return self.data
def getArray(self):
    val = self.get()
    self.data = eval(f"np.linspace({val})")
    return self.data

其中，在使用python代碼時，會不可避免地用到t,x,y,z等變量，所以readPython函數(shù)中，會有t,x,y,z作為輸入的變量。

這樣一來，在DrawSystem中用于讀取數(shù)據(jù)的函數(shù)就變得更加簡潔了，寫成如下形式

# 這個是DrawSystem中的方法
def readDatas(self):
    dct = {}
    for flag in 'xyz':
        self.data[flag] = self.afs[flag].setData(**dct)
        dct[flag] = self.data[flag]
def btnDrawImg(self):
    self.readDatas()
    #后面接繪圖代碼

效果如下

源代碼

import tkinter as tk
import tkinter.ttk as ttk
from tkinter.filedialog import askopenfilename
import matplotlib as mpl
mpl.use('TkAgg')
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_tkagg import (
    FigureCanvasTkAgg, NavigationToolbar2Tk)
from matplotlib.figure import Figure
import numpy as np
class AxisFrame(ttk.Frame):
    # widths 是每個控件的寬度
    def __init__(self, master, label, mode, widths, **options):
        super().__init__(master, **options)
        self.pack()
        self.label = label
        self.initVar(mode)
        self.initWidgets(widths)
    def initVar(self, mode):
        self.MODES = ("外部導入", "序列化", "源代碼", "無數(shù)據(jù)")
        self.mode = tk.StringVar()
        self.setMode(mode)
    def initWidgets(self, widths):
        tk.Label(self, text=self.label, width=widths[0]).pack(side=tk.LEFT)
        self.slct = ttk.Combobox(self, width=widths[1], textvariable=self.mode)
        self.slct['value'] = self.MODES
        self.slct.pack(side=tk.LEFT)
        self.entry = tk.Entry(self, width=widths[2])
        self.entry.pack(padx=5, side=tk.LEFT, fill=tk.X)
    def setText(self, text):
        self.entry.delete(0, "end")
        self.entry.insert(0, text)
    def get(self):
        return self.entry.get()
    def setMode(self, mode):
        if type(mode) != str:
            mode = self.MODES[mode]
        self.mode.set(mode)
    def setData(self, data=None, **txyz):
        if self.mode.get() == "序列化":
            return self.getArray()
        elif self.mode.get() == "外部導入":
            return self.loadData(data)
        else:
            return self.readPython(**txyz)
    def readPython(self, t=None, x=None, y=None, z=None):
        self.data = eval(self.get())
        return self.data
    def loadData(self, data):
        if type(data) != type(None):
            self.data = data
        return self.data
    def getArray(self):
        val = self.get()
        self.data = eval(f"np.linspace({val})")
        return self.data
class DarwSystem():
    def __init__(self):
        self.root = tk.Tk()
        self.root.title("數(shù)據(jù)展示工具")
        self.data = {}
        self.afs = {}       # AxisFrames
        frmCtrl = ttk.Frame(self.root,width=320)
        frmCtrl.pack(side=tk.RIGHT, fill=tk.Y)
        self.setFrmCtrl(frmCtrl)
        frmFig = ttk.Frame(self.root)
        frmFig.pack(side=tk.LEFT,fill=tk.BOTH,expand=tk.YES)
        self.setFrmFig(frmFig)
        self.root.mainloop()
    def setFrmCtrl(self, frmCtrl):
        frm = ttk.Frame(frmCtrl, width=320)
        frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
        self.setCtrlButtons(frm)
        for flag in 'xyz':
            self.afs[flag] = AxisFrame(frmCtrl, flag, 1, [5,10, 20])
            self.afs[flag].pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
    def setCtrlButtons(self, frm):
        ttk.Button(frm, text="繪圖",width=5,
            command=self.btnDrawImg).pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(frm, text="加載",width=5,
            command=self.btnLoadData).pack(side=tk.LEFT)
    def btnLoadData(self):
        name = askopenfilename()
        data = np.genfromtxt(name)
        for i, flag in enumerate('xyz'):
            if i >= data.shape[1]:
                return
            self.data[flag] = data[:,i]
            self.afs[flag].setMode("外部導入")
            self.afs[flag].setData(self.data[flag])
    def readDatas(self):
        dct = {}
        for flag in 'xyz':
            self.data[flag] = self.afs[flag].setData(**dct)
            dct[flag] = self.data[flag]
    def btnDrawImg(self):
        self.readDatas()
        self.fig.clf()
        if 'z' in self.data:
            self.drawPlot3D()
        else:
            self.drawPlot()
        self.fig.subplots_adjust(left=0.1, right=0.95, top=0.95, bottom=0.08)
        self.canvas.draw()
    def drawPlot3D(self):
        ax = self.fig.add_subplot(projection='3d')
        ax.plot(self.data['x'], self.data['y'], self.data['z'])
    def drawPlot(self):
        ax = self.fig.add_subplot()
        ax.plot(self.data['x'], self.data['y'])
    def setFrmFig(self, frmFig):
        self.fig = Figure()
        self.canvas = FigureCanvasTkAgg(self.fig,frmFig)
        self.canvas.get_tk_widget().pack(
            side=tk.TOP,fill=tk.BOTH,expand=tk.YES)
        self.toolbar = NavigationToolbar2Tk(self.canvas,frmFig,
            pack_toolbar=False)
        self.toolbar.update()
        self.toolbar.pack(side=tk.RIGHT)
if __name__ == "__main__":
    test = DarwSystem()

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