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前言
前一章節，我們解讀了tkinter內嵌Matplotlib的教程，了解其內嵌的原理，就是在tkinter創建matplotlib的畫布控件，再利用其返回的畫布對象進行繪圖，其他附加功能，使用tkinter控件實現。
（一）對matplotlib畫布的封裝：
（1）說明：
我們希望對官方的實例代碼進行封裝成一個函數，并返回一個畫布對象，外部再調用該函數，并獲取畫布對象，進行繪制操作。
（2）封裝后的代碼：
"""
畫布文件，實現繪圖區域的顯示，并返回畫布的對象。
"""
import tkinter as tk
# 創建畫布需要的庫
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
# 創建工具欄需要的庫
from matplotlib.backends.backend_tkagg import NavigationToolbar2Tk
# 快捷鍵需要的庫
from matplotlib.backend_bases import key_press_handler
# 導入畫圖常用的庫
from matplotlib.figure import Figure
def plot_fun(root):
"""
該函數實現的是內嵌畫布,不負責畫圖,返回畫布對象。
:param root:父親控件對象, 一般是容器控件或者窗體
:return: 畫布對象
"""
# 畫布的大小和分別率
fig = Figure(dpi=100)
axs = fig.add_subplot(111)
# 創建畫布
canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root) # A tk.DrawingArea.
canvas.draw()
# 顯示畫布
canvas.get_tk_widget().pack()
# 創建工具條
toolbar = NavigationToolbar2Tk(canvas, root)
toolbar.update()
# 顯示工具條
canvas.get_tk_widget().pack()
# 調用快捷鍵
def on_key_press(event):
key_press_handler(event, canvas, toolbar)
canvas.mpl_connect("key_press_event", on_key_press)
# 返回畫布的對象
return axs
（二）思路分析：
1.需求說明：
（1）背景：
作為學生的我們，你是否有那么一個場景，唉……，這個數學函數好難求哦，要是知道它的圖像這么畫就好了。
（2）需求：
給出數學表達式，繪制出該數學表達式的函數曲線，一來可以觀察函數的變化趨勢，二來可以根據兩條曲線的交點，來求解出方程的大致結果。
2.框架的設置：
（1）說明：
分模塊編程，向來是眾人所提倡的，再python里更是很好的實現。
再動手敲代碼之前，我們先來大致的設置一下，小項目的框架。
（2）框架圖解：
01.png
3.文件說明：
（1）main.py
主程序文件，負責程序的啟動與結束和窗體的大致設置。
（2）widget.py
控件文件，負責程序控件的創建與布局
（3）figure.py
畫布文件，實現繪圖區域的顯示，并返回畫布的對象。
（4）plot.py
繪圖文件，負責函數曲線的繪制
（三）各文件的源代碼
1.main.py
"""
主程序文件，負責程序的啟動與結束和窗體的大致設置。
"""
import tkinter as tk
import widget
def win_w_h(root):
"""
控制窗口的大小和出現的位置
:param root:
:return: 窗口的大小和出現的位置
"""
# 設置標題：
win.title("數學函數繪圖")
# 繪圖區標簽
label_plot = tk.Label(root, text="繪 圖 區",
font=("微軟雅黑", 10), fg="blue")
label_plot.place(relx=0.26, rely=0)
label_func = tk.Label(root, text="功 能 區",
font=("微軟雅黑", 10), fg="blue")
label_func.place(relx=0.75, rely=0)
# 獲取屏幕的大小;
screen_height = root.winfo_screenheight()
screen_width = root.winfo_screenwidth()
# 窗體的大小
win_width = 0.8 * screen_width
win_height = 0.8 * screen_height
# 窗體出現的位置：控制的是左上角的坐標
show_width = (screen_width - win_width) / 2
show_height = (screen_height - win_height) / 2
# 返回窗體 坐標
return win_width, win_height, show_width, show_height
win = tk.Tk()
# 大小 位置
win.geometry("%dx%d+%d+%d" % (win_w_h(win)))
# 創建一個容器, 沒有畫布時的背景
frame1 = tk.Frame(win, bg="#c0c0c0")
frame1.place(relx=0.00, rely=0.05, relwidth=0.62, relheight=0.89)
# 控件區
frame2 = tk.Frame(win, bg="#808080")
frame2.place(relx=0.62, rely=0.05, relwidth=0.38, relheight=0.89)
# 調用控件模塊
widget.widget_main(win, frame2)
win.mainloop()
2.widget.py
"""
控件文件，負責程序控件的創建與布局
"""
import tkinter as tk
# 對話框所需的庫
import tkinter.messagebox as mb
# 畫布文件
import figure
# 繪圖文件
import plot
def widget_main(win, root):
"""
負責程序控件的創建與布局
:param win: 主窗體的對象。
:param root: 繪圖區的容器對象。
:return: 無
"""
# 控件區的容器對象
frame1 = None
# ===========功能區============================
# 繪圖的功能函數
def plot_f():
string = entry.get()
# 判斷輸入框是否為空
if string == "":
mb.showerror("提示", "沒有輸入值，請重新輸入：")
else:
# 判斷是否已經創建畫布
if frame1==None:
mb.showerror("提示", "沒有創建畫布，不能畫圖，請先創建畫布")
else:
axs = figure.plot_fun(frame1)
plot.plot_main(string, axs)
# 清除的功能函數
def clear():
nonlocal frame1
entry.delete(0, "end")
if frame1==None:
mb.showerror("提示", "已經沒有畫布，無法清除畫布")
else:
frame1.destroy()
frame1 = None
# 創建畫布的功能函數
def create():
nonlocal frame1
if frame1 != None:
mb.showerror("提示", "畫布已經存在，請不要重復創建畫布")
else:
frame1 = tk.LabelFrame(win, bg="#80ff80", text="畫-----布", labelanchor="n", fg="green")
frame1.place(relx=0.00, rely=0.05, relwidth=0.62, relheight=0.95)
# =============控件區======================
# 標簽控件
label = tk.Label(root,
text="請輸入含x的數學公式：",
font=("微軟雅黑", 18),
fg="blue")
label.place(relx=0.2, rely=0.1)
# 輸入框
entry = tk.Entry(root, font=("華文楷體", 15))
entry.place(relx=0.1, rely=0.2, relwidth=0.8)
# 創建畫布區
btn_draw = tk.Button(root,
text="創建",
cursor="hand2",
width=10,
bg="orange",
relief="raised",
command=create
)
btn_draw.place(relx=0.1, rely=0.3)
# 繪圖按鈕
btn_draw = tk.Button(root,
text="繪圖",
cursor="hand2",
width=10,
bg="green",
relief="raised",
command=plot_f
)
btn_draw.place(relx=0.4, rely=0.3)
# 清除按鈕
btn_clear = tk.Button(root,
text="清除",
cursor="hand2",
width=10,
bg="yellow",
relief="raised",
command=clear
)
btn_clear.place(relx=0.7, rely=0.3)
3.figure.py
"""
畫布文件，實現繪圖區域的顯示，并返回畫布的對象。
"""
import tkinter as tk
# 創建畫布需要的庫
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
# 創建工具欄需要的庫
from matplotlib.backends.backend_tkagg import NavigationToolbar2Tk
# 快捷鍵需要的庫
from matplotlib.backend_bases import key_press_handler
# 導入畫圖常用的庫
from matplotlib.figure import Figure
def plot_fun(root):
"""
該函數實現的是內嵌畫布,不負責畫圖,返回畫布對象。
:param root:父親控件對象, 一般是容器控件或者窗體
:return: 畫布對象
"""
# 畫布的大小和分別率
fig = Figure(dpi=100)
axs = fig.add_subplot(111)
# 創建畫布
canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root) # A tk.DrawingArea.
canvas.draw()
# 顯示畫布
canvas.get_tk_widget().pack()
# 創建工具條
toolbar = NavigationToolbar2Tk(canvas, root)
toolbar.update()
# 顯示工具條
canvas.get_tk_widget().pack()
# 調用快捷鍵
def on_key_press(event):
key_press_handler(event, canvas, toolbar)
canvas.mpl_connect("key_press_event", on_key_press)
# 返回畫布的對象
return axs
4.plot.py
"""
繪圖文件，負責函數曲線的繪制
"""
import numpy as np
def plot_main(string, plt):
"""
負責函數曲線的繪制
:param string: 數學表達式
:param plt: 畫布的對象
:return: 無
"""
list_expr = []
list_expr = string.split(",")
string1 = []
for sub_expr in list_expr:
string1.append(sub_expr)
x = np.linspace(-10, 10, 100)
y = []
num = string.count('x')
for i in x:
t = (i, ) * num
string = string.replace("x", "(%f)")
i = eval(string % t)
y.append(i)
plt.plot(x, y)
plt.grid(True)
plt.legend(labels=string1)
（四）文件結構
四個文件均處于同一個文件夾下，用main.py來運行。
02.png
（五）項目下載：
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提取碼：codq
