1.实验目的

了解图形界面开发的基本要素；

了解图形界面工作的基本特点；

掌握Tkinter库的特点；

理解Tkinter库的工作方式和原理；

掌握Tkinter界面开发的基本要素；

掌握完整Tkinter界面程序开发能力；

2.原理

本实验以Python基本的GUI库Tkinter为基础，实现一个简易计数程序，要求能实现基本的四则运算，具备0错误提示，实现归零等操作。

Python提供了多个图形开发界面的库，几个常用的PythonGUI库包括Tkinter、wxPython、Jython、PyQt。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python的安装包中的，只要安装好python就能使用Tkinter库。它可以在大多数的Unix平台使用，也可以应用在windows和macintosh系统中，对于一些简单的界面，Tkinter可以应对自如。

创建一个GUI程序的基本步骤是：

(1) 导入Tkinter模块；

(2) 创建控件；

(3) 指定这个控件的master，指定这个控件属于哪一个主控对象；

(4) 告诉管理器有一个控件产生了。

Tkinter中的控件包括了按钮、标签、文本框、输入框等，在使用中它们有各自的属性和需要初始化的内容，使用时要根据相关文档进行调用。实验的流程图大致如下。

3.仪器

树莓派

4.实验步骤

(1)先用基础框架代码创建一个基础窗口，熟悉Tkinter的使用；

(2)逐步增加标签、按钮、图片等常见的组件，熟悉组件的使用；

(3)设计简单计算器的基本结构框架；

(4)创建简单计算器程序的界面；

(5)实现计算器的各个功能；

5.代码

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* Title: 树莓派实验

* Name: 基于Tkinter的图形化编程实验

* Author: AJ

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import time

from tkinter import *

import tkinter as tk

import tkinter.font as tkFont

from functools import partial

#偏函数(Partial function)是通过将一个函数的部分参数预先绑定为某些值,从而得到一个新的具有较少可变参数的函数。

import math

'''

* 函数名称：button_input(entry,argu):

* 功能：向文本框组件中插入数据

* 参数含义：

entry： 文本框组件

argu: 文本数据

'''

def button_input(entry,argu):

entry.insert(END,argu) #向文本框的尾部插入文本数据

'''

* 函数名称：Backspace(entry):

* 功能：撤销操作

* 参数含义：

entry： 文本框组件

'''

def Backspace(entry):

input_len=len(entry.get()) #获取文本框中内容的长度

entry.delete(input_len-1) #删除文本框内容中的最后一项

'''

* 函数名称：clear(entry):

* 功能：清空操作

* 参数含义：

entry： 文本框组件

'''

def clear(entry):

entry.delete(0,END) #清空文本框中的内容

'''

* 函数名称：get_result(entry):

* 功能：计算表达式

* 参数含义：

entry： 文本框组件

'''

def get_result(entry):

input=entry.get()

try:

out=eval(input.strip()) #调用eval函数，返回字符串表达式的计算结果

except: #如果异常，即无法计算

output=str('ERROR') #则输出“ERROR”

else:

output=str(out) #将计算结果以字符串形式存储

clear(entry) #清空文本框

entry.insert(END,output) #向文本框尾部插入计算结果

'''

* 函数名称：主函数

* 功能：绘制计算器界面，添加监听响应函数

* 参数含义：

'''

if __name__=='__main__':

window=tk.Tk() #创建tk窗口

window.title('简易计算器')

window.resizable(1,1) #设置自适应自配尺寸

entry_font=tkFont.Font(size=12) #设置文本框字体大小

entry=Entry(window,justify='right',font=entry_font) #创建文本框组件

entry.grid(row=0,column=0,columnspan=5,sticky=W+E+N+S,padx=5,pady=5) #放入相应位置

#更改按钮的默认设置

button_font=tkFont.Font(size=10,weight=tkFont.BOLD) #设置按钮组件的文本字体和大小

button_bg='#E5A0AE' #设置按钮的背景色

button_active_bg='#85535B' #设置按钮被按下时的背景色

myButton=partial(Button,window,bg=button_bg,padx=10,pady=3,activebackground=button_active_bg)

#用partial函数，将创建Button时的一些参数固定，变成新的Button组件构造函数myButton

button0=myButton(text='0 ',command=lambda:button_input(entry,'0')) #创建button0，对应“0”按钮，设置好相应的监听响应函数

button0.grid(row=4,column=0,pady=5,padx=5)

button00=myButton(text='00',command=lambda:button_input(entry,'00')) #创建button00，对应“00”按钮，设置好相应的监听响应函数

button00.grid(row=4,column=1,pady=5,padx=5)

button1=myButton(text='1 ',command=lambda:button_input(entry,'1')) #创建button1，对应“1”按钮，设置好相应的监听响应函数

button1.grid(row=3,column=0,pady=5,padx=5)

button2=myButton(text='2 ',command=lambda:button_input(entry,'2')) #创建button2，对应“2”按钮，设置好相应的监听响应函数

button2.grid(row=3,column=1,pady=5,padx=5)

button3=myButton(text='3 ',command=lambda:button_input(entry,'3')) #创建button3，对应“3”按钮，设置好相应的监听响应函数

button3.grid(row=3,column=2,pady=5,padx=5)

button4=myButton(text='4 ',command=lambda:button_input(entry,'4')) #创建button4，对应“4”按钮，设置好相应的监听响应函数

button4.grid(row=2,column=0,pady=5,padx=5)

button5=myButton(text='5 ',command=lambda:button_input(entry,'5')) #创建button5，对应“5”按钮，设置好相应的监听响应函数

button5.grid(row=2,column=1,pady=5,padx=5)

button6=myButton(text='6 ',command=lambda:button_input(entry,'6')) #创建button6，对应“6”按钮，设置好相应的监听响应函数

button6.grid(row=2,column=2,pady=5,padx=5)

button7=myButton(text='7 ',command=lambda:button_input(entry,'7')) #创建button7，对应“7”按钮，设置好相应的监听响应函数

button7.grid(row=1,column=0,pady=5,padx=5)

button8=myButton(text='8 ',command=lambda:button_input(entry,'8')) #创建button8，对应“8”按钮，设置好相应的监听响应函数

button8.grid(row=1,column=1,pady=5,padx=5)

button9=myButton(text='9 ',command=lambda:button_input(entry,'9')) #创建button9，对应“9”按钮，设置好相应的监听响应函数

button9.grid(row=1,column=2,pady=5,padx=5)

button10=myButton(text='+ ',command=lambda:button_input(entry,'+')) #创建button10，对应“+”按钮，设置好相应的监听响应函数

button10.grid(row=1,column=3,pady=5,padx=5)

button11=myButton(text='- ',command=lambda:button_input(entry,'-')) #创建button11，对应“-”按钮，设置好相应的监听响应函数

button11.grid(row=2,column=3,pady=5,padx=5)

button12=myButton(text='* ',command=lambda:button_input(entry,'*')) #创建button12，对应“*”按钮，设置好相应的监听响应函数

button12.grid(row=3,column=3,pady=5,padx=5)

button13=myButton(text='/ ',command=lambda:button_input(entry,'/')) #创建button13，对应“/”按钮，设置好相应的监听响应函数

button13.grid(row=4,column=3,pady=5,padx=5)

button14=myButton(text='. ',command=lambda:button_input(entry,'.')) #创建button14，对应“.”按钮，设置好相应的监听响应函数

button14.grid(row=4,column=2,pady=5,padx=5)

button15=myButton(text='B ',command=lambda:Backspace(entry)) #创建button15，对应“撤销”按钮，设置好相应的监听响应函数

button15.grid(row=1,column=4,pady=5,padx=5)

button16=myButton(text='CE',command=lambda:clear(entry)) #创建button16，对应“清零”按钮，设置好相应的监听响应函数

button16.grid(row=2,column=4,pady=5,padx=5)

button17=myButton(text='= ',command=lambda:get_result(entry)) #创建button17，对应“等于”按钮，设置好相应的监听响应函数

button17.grid(row=3,column=4,pady=5,padx=5)

button18=myButton(text='AC',command=lambda:clear(entry)) #创建button18，对应“清除”按钮，设置好相应的监听响应函数

button18.grid(row=4,column=4,pady=5,padx=5)

window.mainloop()

6.实验结果

(1)通过使用基础框架代码创建一个基础窗口，熟悉了Tkinter的使用，为后面的代码编写打下基础；

(2)通过相关语句，逐步增加标签、按钮、图片等常见的组件，熟悉了相关组件的使用；

(3)通过绘制程序的运行流程图，设计了简单计算器的基本结构框架；

(4)通过编写代码和调试，创建了简单计算器程序的界面；

(5)通过编写代码和调试，实现计算器的各个功能；

实验结果如下：

输入：2*2=

输出：4

结果正确；

输入：2*2=

输出：4

结果正确；

输入：9/0=

输出：ERROR

结果正确

输入：9/3=

输出：3

结果正确

7.备注

1.若要实现连续运算(运算结果继续参与运算)，应该怎样设计？

已经在实验代码中实现连续运行。只要将运算结果重新更新到文本框中即可，这样下次输入加减乘除进行运算时，就是在前一个运算结果的基础上进行连续运算了。

试着总结GUI界面设计的通用思路和步骤。

通用思路：先用代码编写绘制出整体的一个界面，然后对其中的需要交互的组件，编写相应的监听响应函数，然后与各自的组件绑定在一起即可。

步骤：

(1) 创建tk窗口，设置相应参数；

(2) 创建需要的组件，然后再tk窗口中放置得当；

(3) 对有交互需求的组件，进行监听响应函数的编写；

(4) 将组件和对应的监听响应函数绑定起来；

(5) 父窗口循环显示；