Python-教程-chapter5

面向对象与图形编程22数据与操作:传统观点数据类型–某种值的集合–运算(操作)的集合计算就是对数据进行操作–数据与操作分离–数据是被动的,操作是主动的例如:string类型的值是’abc’等,对串的操作有+,*,len()等3数据与操作:面向对象观点对象(Object):集数据与操作于一身–对象知道一些信息–对象能对那些信息进行处理计算:向对象发出请求操作的消息.–主动的数据类型举例–自动门–文件4数据与操作:面向对象观点面向对象(Object-Oriented)基本思想:软件系统由各种对象组成,对象之间通过消息进行交互现代软件系统几乎都是OO设计和实现学习面向对象的思想和方法OO语言–C++(过程性语言C发展而来)–VisualBasic(过程性语言Basic发展而来)–Java–Python–…55OO基本概念类(class):描述同类对象的共性–包含的数据任何类型的数据,甚至可以是对其他对象的引用.–能执行的操作(方法)对象(object):类的实例(instance)–类可以创建多个实例–同类的不同对象可有不同的数据值(实例变量),但能执行的操作是一样的例如：类:file对象:infileName,outfileName666OO基本概念创建对象:使用类的构造器(constructor)(构造函数)–类名(参量1,参量2,…)–例如：file(filename[,mode[,bufsize]])open(filename,mode)消息:请求对象执行它的方法–对象.方法名(参量1,参量2,…)–例如：infileName.close()对象的方法不同类的对象当然提供不同的操作对象一般都提供读取它的实例变量值的方法,统称为accessor.–Point对象的getX()和getY()–Line对象的getP1()和getP2()对象一般也提供修改其实例变量的方法,统称为mutator.例:所有图形对象都有move(dx,dy)方法.将对象在x方向移动dx个像素,在y方向移动dy个像素,自动擦除其原来的图像，并在新位置处显示7图形编程图形用户界面(GUI,GraphicalUserInterface)–例如：窗口、按钮、菜单、图标等–简化使用，扩大了应用范围–与command比，不用记命令8图形编程图形编程框架–Python的Tkinter(自学)–本书作者写的图形库:graphics.py(便于初学者使用)放入合适文件夹python\lib\importgraphics或fromgraphicsimport*–后者可使引用库函数更方便开始编写图形程序9图形窗口图形窗口:画图的地方win=graphics.GraphWin()win=GraphWin()#用from语句引入图形库时可写成这样–创建GraphWin类的对象,并赋值给实例变量win试试:type(GraphWin)和type(win)、type(GraphWin())分别是什么–通过给对象win发消息,让对象做事情例如:win.close()10图形窗口窗口是由像素组成的默认大小200*200(分辨率)画图:实际就是控制各像素的颜色11点点:图形窗口的一个像素,位置用坐标(x,y)表示坐标系统–原点(0,0):左上角–x轴:自左向右–y轴:自顶向下小测试:默认大小的图形窗口,右下角坐标是?12(0,0)xy点(续)创建Point类的对象Point(x坐标,y坐标)–例:p=Point(50,60)(Point构造器创建实例，赋给一个变量p)13Pointp:5060x:y:点(续)对Point对象的操作–求坐标(accessor)p.getX(),p.getY()–在窗口win中画自己p.draw(win)14线段创建Line类的对象Line(端点1,端点2)–例如l=Line(Point(0,0),Point(100,100))对Line对象的操作–在窗口中画自己l.draw(win)15圆形创建Circle类的对象Circle(圆心,半径)–例如c=Circle(Point(50,50),40)对Circle对象的操作–填充颜色c.setFill(‘red’)–在窗口中画自己c.draw(win)16画圆Point5050x:y:Circlecirc:40center:radius:GrapWinwin:...draw()…Low-leveldrawingcommandsOO编程的能力所在编程者–创建对象–调用合适的方法–让它们为你工作起来–仅此而已椭圆创建Oval类的对象Oval(限定框左上角,限定框右下角)–例如o=Oval(Point(20,150),Point(180,199))对Oval对象的操作–在窗口中画自己o.draw(win)19矩形创建Rectangle类的对象Rectangle(左上角,右下角)–例如r=Rectangle(Point(5,8),Point(30,40))对Rectangle对象的操作–在窗口中画自己r.draw(win)20多边形创建Polygon类的对象Polygon(顶点1,顶点2,顶点3,…)例如p=Polygon(Point(10,10),Point(30,30),Point(10,30))对Polygon对象的操作–在窗口中画自己p.draw(win)21文本创建Text类的对象t=Text(中心位置点,字符串)例如t=Text(Point(99,99),”texthere”)对Text对象的操作–在窗口中画自己t.draw(win)–重设字符串t.setText(“newtext”)22对象与其实例变量—引用Pointp:5060x:y:p=Point(50,60)p2=p#aliasingp2.move(10,0)p2.getX()#60p.getX()#60p2:60如何复制对象:画两眼错误代码leftEye=Circle(Point(80,50),5)leftEye.setFill(‘yellow’)leftEye.setOutline(‘red’)rightEye=leftEye#对象变量是引用,而不是值的复制!rightEye.move(20,0)正确代码leftEye=Circle(Point(80,50),5)leftEye.setFill(‘yellow’)leftEye.setOutline(‘red’)rightEye=Circle(Point(100,50),5)rightEye.setFill(‘yellow’)rightEye.setOutline(‘red’)24如何复制对象:画两眼(续)更美观的代码leftEye=Circle(Point(80,50),5)leftEye.setFill(‘yellow’)leftEye.setOutline(‘red’)rightEye=leftEye.clone()#使用clone()复制对象rightEye.move(20,0)25VPython自学VPython(3D)fromvisualimport*编程实例:投资收益图形版用柱状图表示10年的投资收益算法–输入本金和年利率–创建图形窗口–窗口左边画上刻度–0号位置画对应初始本金的柱子–对接下来的1到10年:principal=principal*(1+apr)在相应位置画对应本利的柱子27编程实例:投资收益图形版(续)创建图形窗口确定图形窗口的尺寸算法精化创建320x240的图形窗口,标题为‘‘InvestmentGrowthChart’’–小知识:为什么选320x240?(可移植性好)Python代码win=GraphWin(InvestmentGrowthChart,320,240)28编程实例:投资收益图形版(续)窗口左边画上刻度确定刻度的内容和位置–内容:0.0K,2.5K,5.0K,7.5K,10.0K右对齐,左边填充空格–位置:确定水平方向20像素为中心;垂直方向5个刻度($10,000)平分200像素做点实验,找个美观的位置算法精化Drawlabel0.0Kat(20,230)Drawlabel2.5Kat(20,180)Drawlabel5.0Kat(20,130)Drawlabel7.5Kat(20,80)Drawlabel10.0Kat(20,30)29编程实例:投资收益图形版(续)0号位置画对应初始本金的柱子确定0号柱子的位置和高度–位置:左下角坐标为(40,230).Why?–高度:230principal*(200/10000).即右上角y坐标.–宽度:(32040)/1125,故右上角x坐标为40+25=65算法精化0号柱:从(40,230)到(65,230-principal*0.02)画矩形30编程实例:投资收益图形版(续)接下来的1到10年其他柱子的位置和高度–位置:左下角为(year*25+40,230).–高度:principal*(200/10000),则右上角y坐标为230principal*(200/10000).–宽度:25,故右上角x坐标为(左下角x坐标+25)算法精化foryear从1到10:principal=principal*(1+apr)xll=25*year+40height=principal*0.02从(xll,230)到(xll+25,230-height)画矩形31自定义坐标系默认坐标系以像素为单位–编程很麻烦–依赖于窗口像素尺寸坐标变换:实际数据需映射成窗口像素位置–Graphics模块提供自定义坐标系的功能,使坐标变换自动完成32自定义坐标系好处–编程简单直观–改变窗口像素尺寸对程序几乎没影响33例子:坐标系变换例如win=GraphWin(“Tic-Tac-Toe”)win.setCoords(0.0,0.0,3.0,3.0)Line(Point(1,0),Point(1,3)).draw(win)Line(Point(2,0),Point(2,3)).draw(win)Line(Point(0,1),Point(3,1)).draw(win)Line(Point(0,2),Point(3,2)).draw(win)–新坐标系为:左下角(0,0),右上角(3,3)–系统自动把新坐标变换成200*200像素坐标–适用于窗口大小改变编程实例:futval2.py34图形交互界面GUI–图形元素用于输入输出–事件驱动的编程系统初始化后等待用户指令或者等待事件的发生事件:移动鼠标,点击按钮,选菜单等–也是对象,包含数据–事件发生后,有相应事件处理程序来处理35捕获鼠标点击GraphWin类有一个方法getMouse():调用时等待用户点击,并返回点击位置(是个Point对象).例如:win=GraphWin(ClickMe!)foriinrange(10):p=win.getMouse()printYouclicked(%d,%d)%(p.getX(),p.getY())36编程实例:triangle.pyw#Program:triangle.pywfromgraphicsimport*defmain():win=GraphWin(DrawaTriangle)win.setCoords(0.0,0.0,10.0,10.0)message=Text(Point(5,0.5),Clickonthreepoints)message.draw(win)p1=win.getMouse()p1.draw(win)p2=win.getMouse()p2.draw(win)p3=win.getMouse()p3.dr