Python绘图系统之自定义一个坐标设置控件
作者:微小冷
Python绘图系统:将matplotlib嵌入到tkinter|简单的绘图系统|数据导入|三维绘图系统
封装成类
xyz这三行其实从代码的角度来说是完全一样的,而且在写这三行组件的时候,也的确是跑了个循环。
但是,这种标签和输入框的组合其实非常常见,为了让其更加便于调用,最好是实现一个类。
在tkinter中自定义组件非常简单,只需继承Frame即可。而对于标签输入组合来说,其输入参数,除了从ttk.Frame中继承得到的之外,至少还要指明标签的内容和宽度。
而就功能而言,至少要能够设置和读输入框中的内容,故其实现方式如下。
class AxisFrame(ttk.Frame): # widths 是每个控件的宽度 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()
有了这个,就不需要self.entrys,而在初始化函数中添加
self.afs = {} # AxisFrames
相应地,也不需要setFrmAxis函数了,将setFrmCtrl中设置坐标输入框的部分改写为
#... for flag in 'xyz': self.afs[flag] = AxisFrame(frmCtrl, flag, [5]) self.afs[flag].pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
此外,将所有self.entrys代码改写为self.afs的形式。而且由于重新封装了输入函数setText,那么全局函数setEntry至少暂时是没必要存在了。
数据输入方案
由于绘图系统支持多种输入方式,而目前只能通过输入框中的内容来判断,如果data,就直接调用导入的数据;如果是数字和逗号的组合,那么就调用np.linspace函数;否则就调用eval函数直接识别python语句。
考虑到以后可能会有更加复杂的数据导入方式,那么设置一个combobox来选择数据获取方式是比较合理的。而combobox设置参数时需要一个StringVar变量,故而先做一个initVar函数,如下所示
```python def initVar(self, mode): self.MODES = ("外部导入", "序列化", "源代码") 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的设置代码
```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
设置数据
由于采用Combobox来规范数据的读取方式,所以读取数据的代码也变得更加简单
# 这些是AxisFrame的方法 def setData(self, data=None, **txyz): if self.mode.get() == "序列化": return self.getArray() elif self.mode.get() == "外部导入": 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代码时,会不可避免地用到t,x,y,z等变量,所以readPython函数中,会有t,x,y,z作为输入的变量。
这样一来,在DrawSystem中用于读取数据的函数就变得更加简洁了,写成如下形式
# 这个是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() #后面接绘图代码
效果如下
源代码
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 是每个控件的宽度 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 = ("外部导入", "序列化", "源代码", "无数据") 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() == "外部导入": 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("数据展示工具") 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="绘图",width=5, command=self.btnDrawImg).pack(side=tk.LEFT) ttk.Button(frm, text="加载",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("外部导入") 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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