Библиотеки могут быть многоуровневыми. Например, PythonCard использует wxPython, который, скажем, на платформе Linux базируется на многоплатформной GUI–библиотеке wxWindows, которая, в свою очередь, базируется на GTK+ или на Motif, а те — тоже используют для вывода X Window. Кстати, для Motif в Python имеются свои привязки.

В лекции будет рассматриваться пакет Tkinter, который по сути является оберткой для Tcl/Tk — известного графического пакета для сценарного языка Tcl. На примере этого пакета легко изучить основные принципы построения графического интерфейса пользователя.

О графическом интерфейсе

Почти все современные графические интерфейсы общего назначения строятся по модели WIMP — Window, Icon, Menu, Pointer (окно, иконка, меню, указатель). Внутри окон рисуются элементы графического интерфейса, которые для краткости будут называться виджетами (widget — штучка). Меню могут располагаться в различных частях окна, но их поведение достаточно однотипно: они служат для выбора действия из набора предопределенных действий. Пользователь графического интерфейса «объясняет» компьютерной программе требуемые действия с помощью указателя. Обычно указателем служит курсор мыши или джойстика, однако есть и другие «указательные» устройства. С помощью иконок графический интерфейс приобретает независимость от языка и в некоторых случаях позволяет быстрее ориентироваться в интерфейсе.

Основной задачей графического интерфейса является упрощение коммуникации между пользователем и компьютером. Об этом следует постоянно помнить при проектировании интерфейса. Применение имеющихся в наличии у программиста (или дизайнера) средств при создании графического интерфейса нужно свести до минимума, выбирая наиболее удобные пользователю виджеты в каждом конкретном случае. Кроме того, полезно следовать принципу наименьшего удивления: из формы интерфейса должно быть понятно его поведение. Плохо продуманный интерфейс портит ощущения пользователя от программы, даже если за фасадом интерфейса скрывается эффективный алгоритм. Интерфейс должен быть удобен для типичных действий пользователя. Для многих приложений такие действия выделены в отдельные серии экранов, называемые «мастерами» (wizards). Однако если приложение — скорее конструктор, из которого пользователь может строить нужные ему решения, типичным действием является именно построение решения. Определить типичные действия не всегда легко, поэтому компромиссом может быть гибрид, в котором есть «мастера» и хорошие возможности для собственных построений. Тем не менее, графический интерфейс не является самым эффективным интерфейсом во всех случаях. Для многих предметных областей решение проще выразить с помощью деклараций на некотором формальном языке или алгоритма на сценарном языке.

Основы Tk

Основная черта любой программы с графическим интерфейсом — интерактивность. Программа не просто что–то считает (в пакетном режиме) от начала своего запуска до конца: ее действия зависят от вмешательства пользователя. Фактически, графическое приложение выполняет бесконечный цикл обработки событий. Программа, реализующая графический интерфейс, событийно–ориентирована. Она ждет от интерфейса событий, которые и обрабатывает сообразно своему внутреннему состоянию.

Эти события возникают в элементах графического интерфейса (виджетах) и обрабатываются прикрепленными к этим виджетам обработчиками. Сами виджеты имеют многочисленные свойства (цвет, размер, расположение), выстраиваются в иерархию принадлежности (один виджет может быть хозяином другого), имеют методы для доступа к своему состоянию.

Расположением виджетов (внутри других виджетов) ведают так называемые менеджеры расположения. Виджет устанавливается на место по правилам менеджера расположения. Эти правила могут определять не только координаты виджета, но и его размеры. В Tk имеются три типа менеджеров расположения: простой упаковщик (pack), сетка (grid) и произвольное расположение (place).

Но этого для работы графической программы недостаточно. Дело в том, что некоторые виджеты в графической программе должны быть взаимосвязаны определенным образом. Например, полоска прокрутки может быть взаимосвязана с текстовым виджетом: при использовании полоски текст в виджете должен двигаться, и наоборот, при перемещении по тексту полоска должна показывать текущее положение. Для связи между виджетами в Tk используются переменные, через которые виджеты и передают друг другу параметры.

Классы виджетов

Для построения графического интерфейса в библиотеке Tk отобраны следующие классы виджетов (в алфавитном порядке):

Button (Кнопка) Простая кнопка для вызова некоторых действий (выполнения определенной команды).

Canvas (Рисунок) Основа для вывода графических примитивов.

Checkbutton (Флажок) Кнопка, которая умеет переключаться между двумя состояниями при нажатии на нее.

Entry (Поле ввода) Горизонтальное поле, в которое можно ввести строку текста.

Frame (Рамка) Виджет, который содержит в себе другие визуальные компоненты.

Label (Надпись) Виджет может показывать текст или графическое изображение.

Listbox (Список) Прямоугольная рамка со списком, из которого пользователь может выделить один или несколько элементов.

Menu (Меню) Элемент, с помощью которого можно создавать всплывающие (popup) и ниспадающие (pulldown) меню.

Menubutton (Кнопка–меню) Кнопка с ниспадающим меню.

Message (Сообщение) Аналогично надписи, но позволяет заворачивать длинные строки и менять размер по требованию менеджера расположения.

Radiobutton (Селекторная кнопка) Кнопка для представления одного из альтернативных значений. Такие кнопки, как правило, действует в группе. При нажатии на одну из них кнопка группы, выбранная ранее, «отскакивает».

Scale (Шкала) Служит для задания числового значения путем перемещения движка в определенном диапазоне.

Scrollbar (Полоса прокрутки) Полоса прокрутки служит для отображения величины прокрутки в других виджетах. Может быть как вертикальной, так и горизонтальной.

Text (Форматированный текст) Этот прямоугольный виджет позволяет редактировать и форматировать текст с использованием различных стилей, внедрять в текст рисунки и даже окна.