Python基础之GUI编程

图形用户界面（Graphical User Interface，简称 GUI，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。相比于命令行模式，更加方便用户操作，增强用户体验。本文以一个简单的登录窗口为例，简述GUI（图形化用户界面）编程的相关知识点，仅供学习分享使用，如有不足之处，还请指正。

涉及知识点

Tkinter 是 Python 的标准 GUI 库。Python 使用 Tkinter 可以快速的创建 GUI 应用程序。由于 Tkinter 是内置到 python 的安装包中、只要安装好 Python 之后就能 import Tkinter 库、而且 IDLE 也是用 Tkinter 编写而成、相关知识点如下：

• Tk:定义一个图形化窗口，其中title用于设置标题，geometry用于设置大小，位置，mainloop方法用于显示界面。
• Label: 定义一个文本显示标签，用户无法修改内容
• Entry: 定义一个文本框，用户可以输入内容。
• Button:按钮，可以绑定单击事件，响应用户的操作。
• pack:布局方式的一种，默认一行一个元素，居中显示，可以设置anchor来设置对齐方式。

登录功能分析与设计

• 需求描述：
  • 用户需要输入用户名密码，然后点击登录按钮进行登录。
• 程序设计：
  • 需要两个文本框用于输入用户名和密码，以及对应的标签
  • 需要一个登录按钮并在单击时响应对应事件。
  • 登录事件需要对输入的用户名密码进行校验。如不合法，需要进行提示。
  • 页面布局需要友好舒适，符合大众审美。

程序实现步骤

如何实现一个简单的登录窗口，操作步骤如下：

1. 定义一个空白窗口，如下所示：

from tkinter import * # 引入tkinter包

app = Tk()  # 定义一个界面
app.mainloop() # 显示页面

默认情况下，定义的窗口会显示与屏幕左上方，且标题为空，如下所示：

2. 添加标题，并设置页面大小和位置，如下所示：

app = Tk()  # 定义一个界面
app.title(string='Alan.hsiang>>>系统登录')  # 设置标题
app.geometry('400x300+300+400')  # 大小坐标设置格式 =widthxheight+x+y
app.mainloop()

添加标题和设置大小位置后，效果如下所示：

 3. 添加页面组成元素

当空页面创建完成后，需要为页面添加元素（用户名，密码，登录按钮等），如下所示：

app = Tk()  # 定义一个界面
app.title(string='Alan.hsiang>>>系统登录')  # 设置标题
app.geometry('400x300+300+400')  # 大小坐标设置格式 =widthxheight+x+y
name_label = Label(master=app, text='用户名')  # Label用于显示文本内容，且用户无法修改
pwd_label = Label(master=app, text='密码') # master 用于表示对象属于哪个容器
name_entry = Entry(master=app)  # 文本框，用户可以进行输入
pwd_entry = Entry(master=app, show='*')  # 密码框，显示密文，以*代替
login_btn = Button(master=app, text='登录') # 登录按钮
name_label.pack(anchor=W) # pack 方式布局，默认为居中 ，一个元素一行 anchor用于设置对齐方式
name_entry.pack(anchor=W)
pwd_label.pack(anchor=W)
pwd_entry.pack(anchor=W)
login_btn.pack(anchor=W)
app.mainloop()

执行结果，如下所示：

4. 变更页面布局方式

默认的pack布局方式，是比较丑的，下面采用grid方式进行布局，如下所示：

name_label.grid(row=0,column=0) # grid 方式布局，通过设置行列的方式布局，从0开始
name_entry.grid(row=0,column=1)
pwd_label.grid(row=1,column=0)
pwd_entry.grid(row=1,column=1)
login_btn.grid(row=2,column=1)

执行结果如下所示：

5. 继续优化布局 

通过grid布局后，虽然看起来比较接近，但是元素距离左边太近，且控件之前太拥挤，没有空隙，可以通过设置padx，pady来改变，如下所示：

name_label.grid(row=0, column=0, padx=20, pady=20)  # grid 方式布局，通过设置行列的方式布局，从0开始
name_entry.grid(row=0, column=1)
pwd_label.grid(row=1, column=0)
pwd_entry.grid(row=1, column=1)
login_btn.grid(row=2, column=1, pady=20, stick=E) # stick表示靠哪边对齐，通过N（北）S（南）W（西）E（东）来表示

设置padx，pady后，效果如下所示：

6. 添加事件 

当初步完成页面布局后，下面开始完善功能，为按钮添加事件。

通过command属性添加事件，如下所示：

# 因为python是顺序执行，所以login函数定义必须在绑定事件前面
def login():
    name = name_entry.get()
    pwd = pwd_entry.get()
    if name == '' or pwd == '':
        messagebox.showerror(title='错误', message='用户名和密码都不能为空！！！')
    else:
        if name == 'admin' and pwd == '123':
            messagebox.showinfo(title='成功', message='登录成功')
        else:
            messagebox.showerror(title='错误', message='用户名和密码错误！！！')


login_btn = Button(master=app, text='登录', width=8, command=login)  # 登录按钮

执行效果如下：

用户名和密码为空时，点击按钮，提示错误信息

当输入正确的用户名密码时，提示成功，如下树所示：

示例完整代码

整个示例比较简单，属于基础入门知识，代码如下所示：

from tkinter import *  # 引入tkinter包
from tkinter import messagebox  # 引入对话框包

app = Tk()  # 定义一个界面
app.title(string='Alan.hsiang>>>系统登录')  # 设置标题
app.geometry('400x300+300+400')  # 大小坐标设置格式 =widthxheight+x+y
name_label = Label(master=app, text='用户名')  # Label用于显示文本内容，且用户无法修改
pwd_label = Label(master=app, text='密码')  # master 用于表示对象属于哪个容器

name_entry = Entry(master=app)  # 文本框，用户可以进行输入
pwd_entry = Entry(master=app, show='*')  # 密码框，显示密文，以*代替


# 因为python是顺序执行，所以login函数定义必须在绑定事件前面
def login():
    name = name_entry.get()
    pwd = pwd_entry.get()
    if name == '' or pwd == '':
        messagebox.showerror(title='错误', message='用户名和密码都不能为空！！！')
    else:
        if name == 'admin' and pwd == '123':
            messagebox.showinfo(title='成功', message='登录成功')
        else:
            messagebox.showerror(title='错误', message='用户名和密码错误！！！')


login_btn = Button(master=app, text='登录', width=8, command=login)  # 登录按钮

# name_label.pack(anchor=W) # pack 方式布局，默认为居中 ，一个元素一行 anchor用于设置对齐方式
# name_entry.pack(anchor=W)
# pwd_label.pack(anchor=W)
# pwd_entry.pack(anchor=W)
# login_btn.pack(anchor=W)

name_label.grid(row=0, column=0, padx=20, pady=20)  # grid 方式布局，通过设置行列的方式布局，从0开始
name_entry.grid(row=0, column=1)
pwd_label.grid(row=1, column=0)
pwd_entry.grid(row=1, column=1)
login_btn.grid(row=2, column=1, pady=20, stick=E)  # stick表示靠哪边对齐，通过N（北）S（南）W（西）E（东）来表示

# login_btn.bind('<Button-1>', func=login) # 绑定事件

app.mainloop()

关于更多Tkinter相关内容，可以参考菜鸟教程，里面有更详尽的介绍。

备注

临江仙·夜登小阁忆洛中旧游

【作者】陈与义 【朝代】宋

忆昔午桥桥上饮，坐中多是豪英。长沟流月去无声。杏花疏影里，吹笛到天明。
二十余年如一梦，此身虽在堪惊。闲登小阁看新晴。古今多少事，渔唱起三更。