lesson26-2：使用Tkinter打造简易画图软件优化版

目录

前言 

功能概览

核心代码解析

程序架构设计

菜单系统实现

画布与绘图核心

数据持久化实现

使用指南

基本操作流程

状态提示

功能扩展建议

总结

整体预览及解析

一、整体结构（鸟瞰图）

二、成员变量一览（大脑地图）

三、四大私有初始化函数

1️⃣ __init_menu() —— 菜单树构建

2️⃣ __init_canvas() —— 画布

3️⃣ __init_event() —— 事件绑定

4️⃣ __init_status() —— 状态栏

四、三大鼠标事件（绘图核心）

🔹 __mouse_down(e)

🔹 __mouse_move(e)

🔹 __mouse_up(e)

五、撤销 & 清空

🔸 __undo()

🔸 __clear()

六、保存 & 加载（持久化）

🔸 __save_data()

🔸 __load_data()

七、数据流向图（一图胜千言）

---

前言 

在GUI编程的世界里，Tkinter作为Python自带的标准库，以其简洁易用的特点成为入门者的首选。本文将深入解析一段基于Tkinter开发的简易画图软件代码，带你了解如何从零开始构建一个具备基本绘图功能的桌面应用。该软件支持直线、矩形、椭圆等基本图形绘制，提供颜色选择、文件保存/加载、撤销/清空等核心功能，适合作为Tkinter事件处理与图形编程的学习案例。

功能概览

这款画图软件的核心功能围绕"绘制-编辑-保存"的工作流设计，主要包含以下模块：

• 图形绘制系统：支持直线、矩形、椭圆三种基础图形，通过鼠标拖拽实现动态绘制
• 颜色管理：内置红绿蓝三色快速选择及自定义颜色拾取器
• 文件操作：采用pickle序列化实现图形数据的保存(.zzy格式)与加载
• 编辑工具：提供撤销(单步)和清空画布功能
• 交互反馈：状态栏实时显示当前操作状态，提升用户体验

核心代码解析

程序架构设计

代码采用面向对象思想，通过Draw类封装所有功能，主要包含以下组件初始化方法：

class Draw:
def __init__(self):
self.__root = tkinter.Tk()
self.__root.title('画图画画图')
self.__init_menu() # 初始化菜单栏
self.__init_canvas() # 初始化画布
self.__init_event() # 绑定事件处理
self.__init_status() # 初始化状态栏# 核心状态变量
self.__current_select_shape = None # 当前选择图形
self.__current_select_color = "black" # 当前选择颜色
self.__start_x, self.__start_y = None, None # 鼠标起始坐标
self.__current_shape_id = None # 当前绘制图形ID
self.__shape_datas = [] # 存储所有图形数据

菜单系统实现

菜单栏采用层级结构设计，通过tkinter.Menu实现：

def __init_menu(self):
self.__main_menu = tkinter.Menu(master=self.__root)# 文件菜单：包含打开/保存功能
self.__file_menu = tkinter.Menu(master=self.__main_menu, tearoff=False)
self.__file_menu.add_command(label="打开", command=self.__load_data)
self.__file_menu.add_command(label="保存", command=self.__save_data)# 图形菜单：选择绘制图形类型
self.__shape_menu = tkinter.Menu(master=self.__main_menu, tearoff=False)
self.__shape_menu.add_command(label="直线", command=lambda: self.__set_current_select_shape(LINE))
# 矩形、椭圆菜单项类似...# 颜色菜单：预设颜色+自定义选择
self.__color_menu = tkinter.Menu(master=self.__main_menu, tearoff=False)
self.__color_menu.add_command(label="红色", command=lambda: self.__set_current_select_color("#FF0000"))
# 绿色、蓝色及自定义颜色项...# 其他菜单：撤销/清空/退出
self.__other_menu = tkinter.Menu(master=self.__main_menu, tearoff=False)
# 菜单项添加...self.__root.config(menu=self.__main_menu)

画布与绘图核心

画布组件是绘图功能的核心载体，通过绑定鼠标事件实现交互绘制：

def __init_canvas(self):
self.__canvas = tkinter.Canvas(width=600, height=400, background="lightgray")
self.__canvas.pack(fill="both", expand=True)# 鼠标事件处理
def __mouse_down(self, e):
if self.__current_select_shape is not None:
self.__start_x = e.x
self.__start_y = e.y
# 根据选择的图形类型创建初始图形
if self.__current_select_shape == LINE:
self.__current_shape_id = self.__canvas.create_line(
self.__start_x, self.__start_y, e.x, e.y, fill=self.__current_select_color)def __mouse_move(self, e):
# 拖拽鼠标时更新图形坐标
if self.__current_select_shape is not None:
self.__canvas.coords(self.__current_shape_id, self.__start_x, self.__start_y, e.x, e.y)def __mouse_up(self, e):
# 释放鼠标时保存图形数据
if self.__current_select_shape is not None:
self.__shape_datas.append(
(self.__current_shape_id, self.__current_select_shape, 
self.__start_x, self.__start_y, e.x, e.y, self.__current_select_color))

数据持久化实现

通过pickle模块实现图形数据的序列化与反序列化：

def __save_data(self):
file_path = filedialog.asksaveasfilename(
title='保存为', defaultextension='.zzy', filetypes=[('新画图', '*.zzy')])
if file_path:
with open(file_path, "wb") as f:
pickle.dump(self.__shape_datas, f)
messagebox.showinfo("操作", "保存成功")def __load_data(self):
file_path = filedialog.askopenfilename(filetypes=[('新画图', '*.zzy')])
if file_path:
self.__clear()
with open(file_path, "rb") as f:
self.__shape_datas = pickle.load(f)
# 重新绘制加载的图形
for data in self.__shape_datas:
if data[1] == LINE:
self.__canvas.create_line(data[2], data[3], data[4], data[5], fill=data[-1])
# 矩形、椭圆绘制类似...

使用指南

基本操作流程

1. 选择图形：从"图形"菜单中选择直线、矩形或椭圆
2. 选择颜色：通过"颜色"菜单选择预设颜色或自定义颜色
3. 绘制图形：在画布上按住鼠标左键拖拽，释放后完成绘制
4. 文件操作：通过"文件"菜单保存(.zzy格式)或加载绘图文件
5. 编辑操作：使用"其他"菜单中的撤销(单步)和清空功能

状态提示

状态栏会实时显示当前操作状态，例如：

• "选择直线，点击开始绘制"
• "选择矩形，点击开始绘制"
• "选择图形，开始绘制"（未选择图形时）

功能扩展建议

该简易画图软件可从以下方向进行功能扩展：

1. 图形扩展：添加圆形、多边形、文本等更多图形元素
2. 样式增强：支持线条粗细调整、填充颜色、虚线样式等
3. 编辑功能：实现图形移动、缩放、旋转，多级撤销/重做
4. 快捷键支持：为常用操作添加键盘快捷键
5. 图像导出：支持导出为PNG/JPG等通用图像格式
6. 图层管理：实现图形分层绘制与管理

总结

本文通过解析基于Tkinter的简易画图软件代码，展示了如何利用Python的标准GUI库实现基本的图形绘制功能。该案例涵盖了Tkinter的核心知识点，包括窗口组件布局、事件绑定、画布绘图、菜单系统及文件操作等。通过学习这段代码，不仅可以掌握Tkinter的基本使用方法，还能理解GUI应用的事件驱动编程思想。

对于Python初学者来说，这个项目是一个很好的实践案例，既有趣味性又能锻炼编程能力。你可以基于此代码进行二次开发，逐步添加更复杂的功能，最终打造属于自己的完整画图应用。

# 程序入口
if __name__ == "__main__":
draw = Draw()
draw.main_loop()

通过运行上述代码，你将获得一个功能完整的简易画图软件 

整体预览及解析

"""
画图软件功能：菜单文件打开保存图形直线矩形椭圆...颜色红色绿色蓝色自定义其他撤销清除退出画布状态栏
"""import tkinter
from tkinter import colorchooser
from tkinter import filedialog
from tkinter import messagebox
import pickleLINE = "line"
RECT = "rect"
OVAL = "oval"class Draw:def __init__(self):self.__root = tkinter.Tk()self.__root.title('画图画画图')self.__init_menu()self.__init_canvas()self.__init_event()self.__init_status()self.__current_select_shape = Noneself.__current_select_color = "black"self.__start_x = Noneself.__start_y = Noneself.__current_shape_id = Noneself.__shape_datas = []def __save_data(self):file_path = filedialog.asksaveasfilename(title='保存为',defaultextension='.zzy',filetypes=[('新画图', '*.zzy')])if file_path:with open(file_path, "wb") as f:pickle.dump(self.__shape_datas, f)messagebox.showinfo("操作", "保存成功")def __load_data(self):file_path = filedialog.askopenfilename(title='请选择文件',filetypes=[('新画图', '*.zzy')])if file_path:self.__clear()with open(file_path, "rb") as f:self.__shape_datas = pickle.load(f)for data in self.__shape_datas:if data[1] == LINE:self.__current_shape_id = self.__canvas.create_line(data[2], data[3], data[4], data[5],fill=data[-1])elif data[1] == RECT:self.__current_shape_id = self.__canvas.create_rectangle(data[2], data[3], data[4], data[5],outline=data[-1])elif data[1] == OVAL:self.__current_shape_id = self.__canvas.create_oval(data[2], data[3], data[4], data[5],outline=data[-1])def __set_current_select_shape(self, shape):self.__current_select_shape = shapeif shape is None:self.__status.config(text="选择图形，开始绘制")elif shape == LINE:self.__status.config(text="选择直线，点击开始绘制")elif shape == RECT:self.__status.config(text="选择矩形，点击开始绘制")elif shape == OVAL:self.__status.config(text="选择椭圆，点击开始绘制")def __set_current_select_color(self, color):self.__current_select_color = colorprint(f"当前选择颜色{self.__current_select_color}")def __choose_color(self):result = colorchooser.askcolor()if result[1]:self.__set_current_select_color(result[1])def __init_menu(self):self.__main_menu = tkinter.Menu(master=self.__root)self.__file_menu = tkinter.Menu(master=self.__main_menu, tearoff=False)self.__file_menu.add_command(label="打开", command=self.__load_data)self.__file_menu.add_command(label="保存", command=self.__save_data)self.__main_menu.add_cascade(menu=self.__file_menu, label="文件")self.__shape_menu = tkinter.Menu(master=self.__main_menu, tearoff=False)self.__shape_menu.add_command(label="直线", command=lambda: self.__set_current_select_shape(LINE))self.__shape_menu.add_command(label="矩形", command=lambda: self.__set_current_select_shape(RECT))self.__shape_menu.add_command(label="椭圆", command=lambda: self.__set_current_select_shape(OVAL))self.__main_menu.add_cascade(menu=self.__shape_menu, label="图形")self.__color_menu = tkinter.Menu(master=self.__main_menu, tearoff=False)self.__color_menu.add_command(label="红色", command=lambda: self.__set_current_select_color("#FF0000"))self.__color_menu.add_command(label="绿色", command=lambda: self.__set_current_select_color("#00FF00"))self.__color_menu.add_command(label="蓝色", command=lambda: self.__set_current_select_color("#0000FF"))self.__color_menu.add_separator()self.__color_menu.add_command(label="自定义", command=self.__choose_color)self.__main_menu.add_cascade(menu=self.__color_menu, label="颜色")self.__other_menu = tkinter.Menu(master=self.__main_menu, tearoff=False)self.__other_menu.add_command(label="撤销", command=self.__undo)self.__other_menu.add_command(label="清空", command=self.__clear)self.__other_menu.add_command(label="退出", command=self.__root.destroy)self.__main_menu.add_cascade(menu=self.__other_menu, label="其他")self.__root.config(menu=self.__main_menu)def __init_canvas(self):self.__canvas = tkinter.Canvas(width=600, height=400, background="lightgray")self.__canvas.pack(fill="both", expand=True)def __mouse_down(self, e):if self.__current_select_shape is not None:self.__start_x = e.xself.__start_y = e.yif self.__current_select_shape == LINE:self.__current_shape_id = self.__canvas.create_line(self.__start_x, self.__start_y, e.x, e.y,fill=self.__current_select_color)elif self.__current_select_shape == RECT:self.__current_shape_id = self.__canvas.create_rectangle(self.__start_x, self.__start_y, e.x, e.y,outline=self.__current_select_color)elif self.__current_select_shape == OVAL:self.__current_shape_id = self.__canvas.create_oval(self.__start_x, self.__start_y, e.x, e.y,outline=self.__current_select_color)def __mouse_move(self, e):if self.__current_select_shape is not None:self.__canvas.coords(self.__current_shape_id, self.__start_x, self.__start_y, e.x, e.y)def __mouse_up(self, e):if self.__current_select_shape is not None and self.__start_x is not None and self.__start_y is not None:self.__shape_datas.append((self.__current_shape_id, self.__current_select_shape, self.__start_x, self.__start_y, e.x, e.y,self.__current_select_color))print(self.__shape_datas)self.__start_x = Noneself.__start_y = Noneself.__current_shape_id = Nonedef __undo(self):if self.__shape_datas:last_shape = self.__shape_datas.pop()last_shape_id = last_shape[0]self.__canvas.delete(last_shape_id)print(self.__shape_datas)def __clear(self):self.__shape_datas.clear()self.__canvas.delete("all")def __init_event(self):self.__canvas.bind("<Button-1>", func=self.__mouse_down)self.__canvas.bind("<B1-Motion>", func=self.__mouse_move)self.__canvas.bind("<ButtonRelease-1>", func=self.__mouse_up)self.__canvas.bind("<ButtonRelease-3>", func=lambda e: self.__set_current_select_shape(None))def __init_status(self):self.__status = tkinter.Label(master=self.__root, text="选择图形，开始绘制")self.__status.pack(side="left")def main_loop(self):self.__root.mainloop()draw = Draw()
draw.main_loop()

一、整体结构（鸟瞰图）

模块	作用
常量区 (LINE/RECT/OVAL)	用字符串标识当前要画的形状，避免魔法字符串。
类 Draw	唯一顶层类，把窗口、菜单、画布、状态栏、事件、数据全部包在一起。
私有方法 __xxx	以双下划线开头，表示只在类内部使用，外部不应调用。

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二、成员变量一览（大脑地图）

变量	类型/初始值	作用
__root	tk.Tk()	根窗口
__canvas	tk.Canvas(...)	600×400 的画布，真正画图形的地方
__current_select_shape	None→"line"/"rect"/"oval"	当前选中的形状
__current_select_color	"black"	当前选中的颜色
__start_x/y	None→int	鼠标按下时的坐标
__current_shape_id	None→int	正在绘制的图形的 canvas id
__shape_datas	[]	核心数据仓库，保存所有已绘制图形的完整信息（用于撤销/保存/加载）

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三、四大私有初始化函数

1️⃣ __init_menu() —— 菜单树构建

• 文件

  • 打开 → __load_data()

  • 保存 → __save_data()

• 图形

  • 直线/矩形/椭圆 → 只改 __current_select_shape

• 颜色

  • 红/绿/蓝 + 自定义 → 只改 __current_select_color

• 其他

  • 撤销 → __undo()

  • 清空 → __clear()

  • 退出 → root.destroy

tearoff=False 禁用可撕拉菜单，防止界面分离。

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2️⃣ __init_canvas() —— 画布

• 宽高 600×400，背景浅灰。

• pack(fill="both", expand=True) 让画布随窗口一起拉伸。

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3️⃣ __init_event() —— 事件绑定

事件	回调	说明
<Button-1>	__mouse_down	左键按下：开始画
<B1-Motion>	__mouse_move	左键拖动：实时预览
<ButtonRelease-1>	__mouse_up	左键松开：完成图形并记录
<ButtonRelease-3>	lambda	右键松开：取消当前形状选择

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4️⃣ __init_status() —— 状态栏

最底部放一条 Label，提示用户当前选中了什么形状/颜色。

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四、三大鼠标事件（绘图核心）

🔹 __mouse_down(e)

• 如果已选中形状（非 None）：

  • 记录起点 (start_x, start_y)

  • 立刻在画布上 创建一条长度为 0 的图形（直线/矩形/椭圆），得到 __current_shape_id

  • 颜色使用 __current_select_color

🔹 __mouse_move(e)

• 只要鼠标移动，就用 canvas.coords(...) 实时改变刚才那条图形的终点坐标，实现“橡皮筋”效果。

🔹 __mouse_up(e)

• 图形最终定型，把一条完整记录塞进 __shape_datas：
  (id, 形状常量, x0, y0, x1, y1, 颜色)

• 立刻打印到终端方便调试。

• 清空 start_x/start_y/current_shape_id，为下一次绘制做准备。

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五、撤销 & 清空

🔸 __undo()

• 从 __shape_datas 弹出最后一条记录 → 拿到 id → canvas.delete(id)

• 真正删除了画布上的图形，也删除了内存里的记录。

• 再次打印剩余数据，方便验证。

🔸 __clear()

• 直接 canvas.delete("all") 清空画布

• __shape_datas.clear() 把列表也清空 → 撤销栈归零。

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六、保存 & 加载（持久化）

🔸 __save_data()

• filedialog.asksaveasfilename 弹出保存窗口，默认扩展名 .zzy（自定义二进制 pickle）。

• 把 __shape_datas 原封不动 pickle 到文件。

• 成功后用 messagebox.showinfo 弹窗提示。

🔸 __load_data()

• 弹窗让用户选 .zzy 文件 → 反序列化得到 __shape_datas。

• 先 __clear() 清空画布和列表，防止旧数据残留。

• 遍历列表，根据每条记录的 (形状, x0, y0, x1, y1, 颜色) 重新在画布上画一遍，实现“打开”功能。

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七、数据流向图（一图胜千言）

用户操作│├─菜单：选择形状/颜色 → 修改 __current_select_shape / __current_select_color│├─鼠标：按下 → 创建图形 id│         ││         └─移动 → 实时更新坐标│                  ││                  └─松开 → 记录到 __shape_datas│├─撤销 → 弹出 & delete│└─保存 → pickle.dump(__shape_datas)│└─加载 → pickle.load → 重新绘制