【Python 提高】GUI 界面开发指南——Tkinter 库。

一、认识 Python 和 GUI 开发

1、认识 Python

诞生：1989 年圣诞节荷兰程序员 Guido van Rossum 在阿姆斯特丹开始开发 Python，目标是创建一种易读、简洁且开放的语言，弥补 ABC 语言的不足。Python 单词原意为蟒蛇，但命名灵感源自喜剧剧集《Monty Python's Flying Circus》，Python 一名的创作意与原意无关，但在后来 Python 语言的图标上也有了蟒蛇的图案，象征着 Python 的灵活性和强大的功能‌。

发展：（大版本更新）

1994年：Python 1.0 发布

2000年：Python 2.0 里程碑更新

2008年：Python 3.0（Python 3000） 发布

至今：Python 3.0 版本

语言：Python 是一种高级、解释型、通用编程语言，代码简洁易读，支持跨平台开发，拥有丰富的生态，多范式支持，开源免费，应用领域广泛，功能强大。在众多编程语言排行榜上，Python 都位居前列（TIOBE 2025 评分 23.88%）。

代码：代码风格简洁、明确、优雅，Python 以可读性为核心的设计哲学，形成了一套独特的代码风格规范（PEP 8），核心原则（Python 之禅）有优美胜于丑陋，简洁胜于复杂，可读性至上。"代码是写给人看的，只是顺带让机器执行" —— Guido van Rossum。其中编译器强制性的规则是代码严格缩进。

2、认识 GUI

图形用户界面（Graphical User Interface） 允许用户通过视觉组件（按钮、输入框、窗口等）与程序交互，替代命令行操作。

核心价值：降低使用门槛（非技术用户友好），提升操作效率（可视化反馈），增强数据展示能力（图表、多媒体）

Python库：

库名	学习难度	功能强度	适用场景
Tkinter	★☆☆☆☆	★★☆☆☆	简单工具、快速原型
PyQt/PySide	★★★★☆	★★★★★	商业级复杂应用
wxPython	★★★☆☆	★★★★☆	需原生外观的跨平台应用
Kivy	★★★★☆	★★★★☆	移动端/触控应用

从表中可以看出 Python 中的 Tkinter 库简单易学，但功能性一般，适用于简单工具，桌面端简单应用的开发。

二、Python 中的 Tkinter 库

Tkinter 是 Python 的标准 GUI 工具包，是 Tk GUI 工具包的 Python 接口。Tk 本身最初是为 Tcl 语言设计的，但凭借其简洁、开源和跨平台的特性，通过 Tkinter 被广泛应用于 Python 中，Tkinter 作为 Python 内置库，它提供了快速创建跨平台图形界面的能力。

在我们安装 Python 时（自定义选项），会看到如图所示选项：

安装 Python 时默认会附带安装 Tkinter 库，当然也可以选择不附带安装 Tkinter 库。

Tkinter 库的核心要素：组件、布局、事件

特点介绍

特性	说明
内置无需安装	Python 标准库（import tkinter）
跨平台	支持 Windows/macOS/Linux
轻量级	安装包仅增加约 1-2 MB
易学性	语法简单，文档丰富
组件丰富	20+ 基础控件 + 扩展组件

核心组件体系

1、基础组件

组件	功能	示例创建
Label	文本/图像显示	Label(root, text="Hello")
Button	可点击按钮	Button(root, text="OK", command=func)
Entry	单行文本输入	Entry(root, width=20)
Text	多行文本编辑	Text(root, height=10)
Frame	容器控件	Frame(root, borderwidth=2)

2、高级组件

组件	用途
Listbox	选项列表
Canvas	绘图区域（支持图形、图像）
Menu	菜单栏/右键菜单
Scale	滑块控件
Treeview	树形表格（需 ttk）

适用场景与功能限制

适用：

• 小型工具开发（文件处理/数据转换）

• 教学演示

• 快速原型验证

• 硬件控制界面（树莓派项目）

限制：

• 界面美观度有限

• 复杂表格、图表支持弱

• 无硬件加速图形

概括总结

Tkinter 是 Python GUI 开发的瑞士军刀

• 零成本快速构建基础界面

• 通过 ttk 实现现代化外观

• 事件驱动模型处理用户交互

• 特别适合小型工具开发和硬件项目界面

三、走进 GUI 开发——Tkinter 库

1、导入 Tkinter 库

Tkinter 作为 Python 的内置库，直接导入即可。（注：本文代码以 Python3.0 版本为例）

import tkinter

 但通常为了调用函数方便，常写作：

import tkinter as tk

另外，我们可以通过以下方法查看 Tkinter 库的版本：

import tkinter
print(tkinter.TkVersion)

2、Tkinter 界面坐标模式

坐标系：Tkinter 生成的界面中坐标系如下图所示，以界面容器左上角顶点为坐标原点（0 , 0），x 轴为水平轴，正方向水平向右；y 轴为竖直轴，正方向竖直向下。界面坐标系是在界面容器中的坐标系，不包括标题栏、菜单栏、滑框栏等。

其中，坐标单位是以 1 个像素为单位的。

Tkinter 窗口如下图所示，其中标题栏和界面容器是窗口与生俱来的，菜单栏和滑块栏是创建的。

3、Tkinter 中颜色规则

Tkinter 中颜色有两种表示方式：英文字母表示 和 十六进制表示。

Tkinter 中如果不指定颜色，那么为默认的浅灰色，叫作 SystemButtonFace

（1）英文字母表示

基础颜色（16种）

颜色名	中文名	颜色名	中文名
aliceblue	爱丽丝蓝	antiquewhite	古董白
aqua	水色	aquamarine	碧绿色
azure	天蓝色	beige	米色
bisque	橘黄色	black	黑色
blanchedalmond	杏仁白	blue	蓝色
blueviolet	蓝紫色	brown	棕色
burlywood	实木色	cadetblue	军蓝色

全部颜色（140 种）

colors=[
    'aliceblue', 'antiquewhite', 'antiquewhite1', 'antiquewhite2',
    'antiquewhite3', 'antiquewhite4', 'aqua', 'aquamarine',
    'aquamarine1', 'aquamarine2', 'aquamarine3', 'aquamarine4',
    'azure', 'azure1', 'azure2', 'azure3', 'azure4', 'beige',
    'bisque', 'bisque1', 'bisque2', 'bisque3', 'bisque4', 'black',
    'blanchedalmond', 'blue', 'blue1', 'blue2', 'blue3', 'blue4',
    'blueviolet', 'brown', 'brown1', 'brown2', 'brown3', 'brown4',
    'burlywood', 'burlywood1', 'burlywood2', 'burlywood3', 'burlywood4',
    'cadetblue', 'cadetblue1', 'cadetblue2', 'cadetblue3', 'cadetblue4',
    'chartreuse', 'chartreuse1', 'chartreuse2', 'chartreuse3', 'chartreuse4',
    'chocolate', 'chocolate1', 'chocolate2', 'chocolate3', 'chocolate4',
    'coral', 'coral1', 'coral2', 'coral3', 'coral4',
    'cornflowerblue', 'cornsilk', 'cornsilk1', 'cornsilk2', 'cornsilk3', 'cornsilk4',
    'cyan', 'cyan1', 'cyan2', 'cyan3', 'cyan4',
    'darkblue', 'darkcyan', 'darkgoldenrod', 'darkgoldenrod1', 'darkgoldenrod2',
    'darkgoldenrod3', 'darkgoldenrod4', 'darkgray', 'darkgreen', 'darkgrey',
    'darkkhaki', 'darkmagenta', 'darkolivegreen', 'darkolivegreen1', 'darkolivegreen2',
    'darkolivegreen3', 'darkolivegreen4', 'darkorange', 'darkorange1', 'darkorange2',
    'darkorange3', 'darkorange4', 'darkorchid', 'darkorchid1', 'darkorchid2',
    'darkorchid3', 'darkorchid4', 'darkred', 'darksalmon', 'darkseagreen',
    'darkseagreen1', 'darkseagreen2', 'darkseagreen3', 'darkseagreen4', 'darkslateblue',
    'darkslategray', 'darkslategray1', 'darkslategray2', 'darkslategray3', 'darkslategray4',
    'darkslategrey', 'darkturquoise', 'darkviolet', 'deeppink', 'deeppink1',
    'deeppink2', 'deeppink3', 'deeppink4', 'deepskyblue', 'deepskyblue1',
    'deepskyblue2', 'deepskyblue3', 'deepskyblue4', 'dimgray', 'dimgrey',
    'dodgerblue', 'dodgerblue1', 'dodgerblue2', 'dodgerblue3', 'dodgerblue4',
    'firebrick', 'firebrick1', 'firebrick2', 'firebrick3', 'firebrick4',
    'floralwhite', 'forestgreen', 'gainsboro', 'ghostwhite', 'gold',
    'gold1', 'gold2', 'gold3', 'gold4', 'goldenrod',
    'goldenrod1', 'goldenrod2', 'goldenrod3', 'goldenrod4', 'gray',
    'green', 'green1', 'green2', 'green3', 'green4',
    'greenyellow', 'grey', 'honeydew', 'honeydew1', 'honeydew2',
    'honeydew3', 'honeydew4', 'hotpink', 'hotpink1', 'hotpink2',
    'hotpink3', 'hotpink4', 'indianred', 'indianred1', 'indianred2',
    'indianred3', 'indianred4', 'indigo', 'ivory', 'ivory1',
    'ivory2', 'ivory3', 'ivory4', 'khaki', 'khaki1',
    'khaki2', 'khaki3', 'khaki4', 'lavender', 'lavenderblush',
    'lavenderblush1', 'lavenderblush2', 'lavenderblush3', 'lavenderblush4', 'lawngreen',
    'lemonchiffon', 'lemonchiffon1', 'lemonchiffon2', 'lemonchiffon3', 'lemonchiffon4',
    'lightblue', 'lightcoral', 'lightcyan', 'lightgoldenrod', 'lightgoldenrodyellow',
    'lightgray', 'lightgreen', 'lightgrey', 'lightpink', 'lightsalmon',
    'lightseagreen', 'lightskyblue', 'lightslateblue', 'lightslategray', 'lightslategrey',
    'lightsteelblue', 'lightyellow', 'lime', 'limegreen', 'linen',
    'magenta', 'maroon', 'mediumaquamarine', 'mediumblue', 'mediumorchid',
    'mediumpurple', 'mediumseagreen', 'mediumslateblue', 'mediumspringgreen', 'mediumturquoise',
    'mediumvioletred', 'midnightblue', 'mintcream', 'mistyrose', 'moccasin',
    'navajowhite', 'navy', 'oldlace', 'olive', 'olivedrab',
    'orange', 'orangered', 'orchid', 'palegoldenrod', 'palegreen',
    'paleturquoise', 'palevioletred', 'papayawhip', 'peachpuff', 'peru',
    'pink', 'plum', 'powderblue', 'purple', 'red',
    'rosybrown', 'royalblue', 'saddlebrown', 'salmon', 'sandybrown',
    'seagreen', 'seashell', 'sienna', 'silver', 'skyblue',
    'slateblue', 'slategray', 'slategrey', 'snow', 'springgreen',
    'steelblue', 'tan', 'teal', 'thistle', 'tomato',
    'turquoise', 'violet', 'wheat', 'white', 'whitesmoke',
    'yellow', 'yellowgreen'
]

说明

1. 大小写不敏感：所有颜色名称不区分大小写，RED、red 和 Red 效果相同

2. 系统支持：这些颜色名在 Windows/macOS/Linux 上均可使用

3. 颜色变体：带数字后缀的颜色名（如 red1 到 red4）表示同色系的深浅变化

4. 灰度表示：gray/grey 可互换，数字后缀表示灰度级别（gray0 = 黑, gray100 = 白）

5. 备用拼写：gray 和 grey 是等价的，dimgray 和 dimgrey 也是等价的

（2）十六进制表示

十六进制颜色表示法（Hex Color Codes）是数字设计中最常用的颜色编码系统，广泛用于网页设计、图形软件和编程中（包括Tkinter）

基本结构

十六进制颜色代码由“#”符号+6位字符组成，格式为：#RRGGBB

分段	含义	范围	说明
RR	红色分量	00-FF	00(最小) → FF(最大)
GG	绿色分量	00-FF	00(最小) → FF(最大)
BB	蓝色分量	00-FF	00(最小) → FF(最大)

示例：

• #FF0000 → 纯红色（R:255, G:0, B:0）

• #00FF00 → 纯绿色

• #0000FF → 纯蓝色

字符编码原理

字符	十进制值	字符	十进制值
0	0	8	8
1	1	9	9
2	2	A	10
3	3	B	11
4	4	C	12
5	5	D	13
6	6	E	14
7	7	F	15

计算原理：
每个颜色分量 = 第一位值 × 16 + 第二位值
示例：
#3A7B2F 的绿色分量 7B→ 7×16 + 11×1 = 112 + 11 = 123

常见颜色速查表

颜色名称	十六进制	颜色名称	十六进制
纯白	#FFFFFF	深灰	#333333
纯黑	#000000	浅灰	#CCCCCC
正红	#FF0000	玫红	#FF0077
草绿	#00FF00	墨绿	#008844
天蓝	#0000FF	靛蓝	#4A0082
明黄	#FFFF00	橘黄	#FF8800
品红	#FF00FF	浅紫	#CC99FF
青色	#00FFFF	青绿	#00AA88

通过掌握十六进制颜色表示法，可以精确控制界面视觉效果，创建专业级的GUI应用。

4、Tkinter 中的窗口

窗口（Window）是 Tkinter 的基础容器，所有 GUI 组件都放置在窗口中。

Tkinter 中窗口有两类，主窗口（Tk）和子窗口（Toplevel），其中，一个 Python 文件中可以有多个子窗口但只能有一个主窗口，否则可能会出现问题（但出现问题根据编译环境不同有时不是必然结果，也可能不出现错误，但根据规范不建议在一个 Python 文件中创建多个主窗口，因为这样会引起不稳定性），多个窗口可以同时显示在屏幕上；窗口的显示和事件的交互依赖事件循环 mainloop()，文件中必须包含，所有窗口共享同一个事件循环；子窗口也能创建自己的子窗口，子窗口依赖上一级窗口，当子窗口的上一级窗口被关闭时，子窗口也会被关闭。

特性	主窗口 (Tk())	子窗口 (Toplevel())
数量限制	只能有1个	可以有多个
创建方式	tk.Tk()	tk.Toplevel(parent)
关闭影响	终止整个应用	只关闭自身
位置关系	底层窗口	显示在父窗口之上
生命周期	整个应用期间	独立于其他窗口
事件循环依赖	必须存在	依赖主窗口的事件循环

（1）创建主窗口（根窗口）

import tkinter as tk

root = tk.Tk()
root.mainloop()

（2）设置窗口属性

属性	方法	示例
窗口标题	title()	root.title("我的应用")
窗口尺寸	geometry("宽x高")	root.geometry("800x600")
背景色	configure(bg="颜色")	root.configure(bg="#F0F0F0")
图标	iconbitmap("图标路径")	root.iconbitmap("icon.ico")
透明度	attributes("-alpha", 0.0-1.0)	root.attributes("-alpha", 0.9)
置顶	attributes("-topmost", True)	root.attributes("-topmost", 1)
全屏	attributes("-fullscreen", True)	root.attributes("-fullscreen", True)

注意：窗口尺寸中“geometry("宽x高")”的宽和高之间是小写字母“x”。

（3）窗口行为控制

功能	方法	示例
禁止调整大小	resizable(False, False)	root.resizable(0, 0)
最小化窗口	iconify()	root.iconify()
恢复窗口	deiconify()	root.deiconify()
关闭窗口	destroy()	root.destroy()
设置最小/最大尺寸	minsize(), maxsize()	root.minsize(400, 300)

（4）窗口位置控制

tkinter 界面在屏幕上的坐标系与在tkinter界面容器中的类似，也是以左上角为坐标原点，横纵轴也类似

设置窗口位置与设置窗口尺寸共用一个方法geometry("宽x高+x偏移+y偏移")，例如geometry("800x600+400+300")表示创建一个像素大小尺寸为“800x600”的窗口，并将其放置在界面左上角距离屏幕左边缘“x”像素，距离屏幕上边缘“y”像素的位置。

如下面代码，先获取屏幕分辨率，让后将窗口居中放置。

# 获取屏幕尺寸
screen_width = root.winfo_screenwidth()
screen_height = root.winfo_screenheight()

# 窗口居中
x = (screen_width - window_width) // 2
y = (screen_height - window_height) // 2
root.geometry(f"{window_width}x{window_height}+{x}+{y}")

以上使用的方法是正偏移方法，其中正偏移方法是以屏幕左边缘和屏幕上边缘为基准的，对于 Tkinter 界面来说是以左上角顶点为参考点的，那么负偏移方法则是以屏幕右边缘和屏幕下边缘为基准的，对于 Tkinter 界面来说是以右下角顶点为参考点的。

负偏移方法即 geometry("宽x高-x偏移-y偏移")，例如 geometry("800x600-400-300")表示创建一个像素大小尺寸为“800x600”的窗口，并将其放置在界面右下角距离屏幕右边缘“x”像素，距离屏幕下边缘“y”像素的位置。

总结表格

参数	基准点	方向	示例	效果
+X偏移	屏幕左边缘	向右为正	+100	距左100像素
-X偏移	屏幕右边缘	向左为负	-100	距右100像素
+Y偏移	屏幕上边缘	向下为正	+50	距顶50像素
-Y偏移	屏幕下边缘	向上为负	-50	距底50像素
参考点	窗口左上角	-	-	窗口定位的锚点

（5）mainloop() 相关说明

在 Tkinter 中，创建窗口后不调用 mainloop() 有时也能看到窗口显示，但这不是可靠的行为，并且会导致程序功能不完整

不写 mainloop() 也能显示窗口的原因（了解即可）

1. Python 交互模式下的特殊行为：在 Python 的交互式环境（如 IDLE 或 IPython）中运行时，交互环境有自己的事件循环，可能临时接管了 Tkinter 的事件处理，但这不是 Tkinter 的正式工作方式，不可靠

2. 某些 IDE 的辅助功能：像 PyCharm 这样的 IDE 可能在后台运行了部分事件处理，但当你将程序导出为独立脚本时，这种行为会消失

3. update()或update_idletasks()的间接调用：如果在创建窗口后调用了这些方法（可能通过其他组件间接触发），这些方法会处理部分待处理事件，可能使窗口短暂显示

不写 mainloop() 会出现什么问题

• 事件循环缺失

  • 窗口可能显示，但无法响应任何事件

  • 按钮点击、键盘输入、窗口关闭等操作都不会有效果

• 程序立即退出

  • 在独立脚本中，没有 mainloop() 时程序会立即结束

  • 窗口可能只闪现一下就关闭了

• 资源管理问题

  • 没有事件循环，窗口无法正确释放资源

  • 可能导致内存泄漏或程序无法正常终止

调用 mainloop() 相关说明

• 必须调用 mainloop()：

  • 对于任何实际可用的 Tkinter 应用

  • 确保窗口能正常响应用户交互

• 调用位置：

  • 在设置好所有界面组件后调用

  • 通常是脚本的最后一行有效代码

• 调用次数：

  • 整个应用只需调用一次（在创建主窗口后）

  • 所有窗口共享同一个事件循环

总结：虽然在某些特殊环境下不写 mainloop() 可能看到窗口显示，但这绝不是正确的做法。

5、Tkinter 中的布局

Python Tkinter 库提供了三种主要的布局管理器（layout managers/geometry managers）来排列和放置窗口中的组件（widgets），选择合适的布局方法对于创建美观且功能良好的 GUI 应用至关重要。

三种主要布局管理器

1. pack 方法（自适应相对位置控制）
2. grid 方法
3. place 方法

在介绍布局基本方法时，使用

（1）pack 方法

pack() 是最简单的布局管理器，按照添加顺序将组件排列在父容器中。

pack() 方法是控件间相对位置布局管理器，用户只需制定相对位置，具体精确位置有此方法自己确定，这使此方法简单易用，但控件布局灵活性极小。

widget.pack(options)

6、Tkinter 中的控件

（1）控件大全与介绍

控件	功能及用途
Label	标签控件，用来在窗口上显示文本和图片
Message	消息控件，用来显示多行文本，与 Label 功能类似
Button	按钮控件，用户可以点击按钮，点击事件将会传递给设置的回调函数
Entry	文本输入框控件，用户可以输入文字，但只能在一行输入
Text	多行文本输入框控件，用户可以输入多行文字，自由换行
Canvas	画布控件，可以在上面显示基本图形、文字、图片
Frame	框架控件，作为一个小容器，相当于给组件分组。
LabelFrame	文字框架控件，和Frame不同的是，框架外面多了文本提示
Menu	菜单控件，在窗口上显示菜单，或定义弹出式菜单。
Menubutton	菜单按钮控件，是Button的样子，点击后弹出一个菜单。
Checkbutton	多选按钮，用户可以勾选或取消勾选。
Radiobutton	单选按钮，用户可以在同类的Radiobutton中选择一个，无法取消勾选
Listbox	列表框组件，可以显示一个字符串的列表
Scrollbar	滚动条控件，用来添加一个滚动条控制滚动
Scale	尺度条控件，用来添加一个数字滑块，用户可以滑动调整数值。
Spinbox	数字选值框控件，用户既可以输入数字，也可以按调节按钮调整数值。
OptionMenu	选项菜单，用户可以从下拉菜单中选择一个值，但是不能自己输入。
PanedWindow	分栏容器控件，和Frame类似，但是有更多的功能设定，比如用户可以调节大小
Toplevel	上层窗口控件，可以定义某个窗口的子窗口。

博客日志：

1. 开始于（未知 In the School）
2. 第一次发布于（具体未知，约2025.8.14-15左右 CSDN博客起航——第一篇博客），本次发布只含有 Python、GUI 介绍和 Tkinter 库的基础介绍（布局前内容）
3. 更新（一）2025.8.26，本次更新丰富了 Tkinter 的简介，布局内容，控件内容，并优化了排版（开始对中文与英文、数字等中间添加空格）