基于matplotlib+tkinter實現(xiàn)簡單的繪圖系統(tǒng)

更新時間：2023年08月08日 08:30:00 作者：微小冷

在理解matplotlib嵌入到tkinter中的原理之后，就已經(jīng)具備了打造繪圖系統(tǒng)的技術基礎，所以本文來實現(xiàn)一個簡單的繪圖系統(tǒng)，感興趣的小伙伴小伙伴可以了解一下

封裝成類

在理解matplotlib嵌入到tkinter中的原理之后，就已經(jīng)具備了打造繪圖系統(tǒng)的技術基礎，接下來要做的，就是做一個較有可讀性的繪圖類，其實就是把前面的代碼封裝到class里而已，代碼如下

import tkinter as tk
import tkinter.ttk as ttk
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
class DarwSystem():
    def __init__(self):
        self.root = tk.Tk()
        self.root.title("數(shù)據(jù)展示工具")
        frmCtrl = ttk.Frame(self.root,width=320)
        frmCtrl.pack(side=tk.RIGHT)
        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):
        pass
    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)

其中，setFrmCtrl用于設置控制面板，暫且pass掉，但后續(xù)會實現(xiàn)諸多功能；setFrmFig用于設置繪圖界面，其中self.fig就是繪圖窗口，后續(xù)若要畫圖，都要在這里設置坐標軸。

布局

最簡單的繪圖系統(tǒng)，也至少需要三個部件，分別用于輸入x值、y值以及點擊繪圖按鈕，從而setFrmCtrl函數(shù)可以先寫為下面的形式

def setFrmCtrl(self, frmCtrl):
    frm = ttk.Frame(frmCtrl)
    frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
    self.setCtrlButtons(frm)
    frm = ttk.Frame(frmCtrl)
    frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
    self.setFrmX(frm)
    frm = ttk.Frame(frmCtrl)
    frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
    self.setFrmY(frm)

這里面總計用了3個frm，分別用于存放控制按鈕，設置x數(shù)據(jù)和y數(shù)據(jù)的模塊，這三個模塊的布局又分別設計了三個函數(shù)，即setFrmX, setFrmY以及setCtrlButtons：

def setFrmX(self, frm):
    tk.Label(frm, text="x").pack(side=tk.LEFT)
    self.xEntry = tk.Entry(frm)
    self.xEntry.pack(side=tk.LEFT, fill=tk.X)
def setFrmY(self, frm):
    tk.Label(frm, text="y").pack(side=tk.LEFT)
    self.yEntry = tk.Entry(frm)
    self.yEntry.pack(side=tk.LEFT, fill=tk.X)
def setCtrlButtons(self, frm):
    tk.Button(frm, text="繪圖",width=5,
        command=self.btnDrawImg).pack(side=tk.LEFT)
# 繪圖函數(shù)
def btnDrawImg(self):
    pass

其中btnDrawImg是繪圖函數(shù)，尚未實現(xiàn)，所以被pass掉了，此時的布局結果如下，非常簡單

實現(xiàn)繪圖功能

接下來就是最核心的功能，實現(xiàn)繪圖，主要包括兩個步驟，一是讀取x和y的值，二是用二者的值完成圖像的繪制。

簡單起見，這里用eval函數(shù)直接讀取python表達式，同時為了讓不熟悉Python的人也可以順利生成x序列，將np.linspace隱去。則xEntry和yEntry的讀取過程可寫為

def btnDrawImg(self):
    x = eval(f"np.linspace({self.xEntry.get()})")
    self.ys = eval(self.yEntry.get())
    self.xs = x
    self.drawPlot()

self.drawPlot就是核心的繪圖函數(shù)，主要流程與命令行調用plt如出一轍，首先創(chuàng)建一個坐標軸，然后在坐標軸上繪圖，區(qū)別是最后需要調用self.canvas中的引擎來完成圖像繪制

def drawPlot(self):
    self.fig.clf()
    ax = self.fig.add_subplot()
    ax.plot(self.xs, self.ys)
    self.fig.subplots_adjust(left=0.1, right=0.95, top=0.95, bottom=0.08)
    self.canvas.draw()

結果如下