python是编程语言，如果要实现GUI窗体设计，还需要单独的GUI模块。 其余的编程语言里貌似除了微软系列产品外，其他的都得依赖于GUI设计软件。例如Java需要Swing工具包，go语言需要GTK等。对于Python而言，如果要开发窗体应用程序，除了借助于django或flask等与HTML前端技术结合外，同时也有一些GUI工具包可以使用，例如tkinter、wxpython，还可以使用pyQT来完成。

本篇以tkinter内置模块为例，介绍一下python窗体设计过程和方法。同时将以开发一个爬虫模块窗体实战为例，帮助大家快速上手实践。

（1）tkinter基本用法

tkinter是python内置的一个GUI开发模块，使用的时候直接使用import方法就可以导入该模块。

import tkinter
# 或者 from tkinter import *

如果有习惯读取该模块源代码的话，可以直接进入python安装目录下的Lib文件夹里，下面就是tkinter模块目录，打开后发现有如下py文件，功能简介如下：

直接使用idle就可以打开这些py文件，当然读取源代码来理解还是比较痛苦的，还是上手实践来得快。

在spyder开发页面内或者IDLE内输入如下代码，启动第一个hello窗口：

import tkinter          #导入tkiner模块
root=tkinter.Tk()       #实例化一个窗体对象
root.wm_title('hello,python')     #设置该窗体的标题为hello,python
root.geometry('300x200')          #设置窗体大小为宽300，高200，中间用键盘上的x表示
root.mainloop()         #窗体对象运行,消息循环

运行后就会弹出第一个窗体hello：

这样我们就设计了一个窗体了。窗体也是一个二维平面容器，容器的意思就是里面可以放置其他的东西，对于窗体而言，可以依附在上的就是UI控件了。UI控件也就是窗体上那些基本元素，如标签、按钮、文本输入框、单选框、多选框、列表选择框、图片容器、表格等，英文名叫widgets。

如下窗体里就包括标签、按钮、输入框、列表选择框：

很显然，标签主要用于文本内容显示，如上面图片中的姓名、身高等信息；按钮就用于点击后形成触发事件，执行下一步的动作；输入框用于信息的输入，提供给使用者来进行输入；列表框、单选框、多选框属于同一类型，通过选择一种或者多种来准备下一步的事件。

对于python如果使用tkinter模块，上述图片中这些控件需要通过代码编写来实现，而不是如VB或者VC那样提供控件库，在窗体上拖拽即可快速实现布局。所以在实现控件的布局方面还是有一定挑战的，除了要使用代码生成这些控件外，还得使用代码来实现布局，也就是这些控件的摆放位置和顺序。好在是记住规律，多实践也能搞定。

（2）tkinter基本控件的绘制

下面我们来使用代码生成常用的控件，同时还需要使用布局方法。

绘制Label标签控件: Label(root)

标签是窗体中最基本的控件，用于清楚标注窗体各个组成部分的内容。在tkinter中采用Label函数来在窗体中设计标签，基本用法为：

label=Label( rootWindow) --   括号中的参数表示在rootWindow窗体上绘制Label标签，返回一个标签对象。

标签的基本属性包括：text -- 标签内容 ; font -- 字体属性 ; fg -- 字体颜色 ； bg -- 背景颜色 ； image -- 背景图片。配置这些基本属性时，可以与绘制标签一起，也可以后续配置。如果与创建标签同时配置属性，写法为：

label=Label(rootWindow,text = 'hello', fg= 'red' )

也可以将创建过程与配置属性过程分离，即：

label=Label(rootWindow)
label['text']='hello'

有了控件后，如何摆放布局也是需要设计的。在tkinter中有三种布局方法，pack、grid、place。

其中pack方法为自适应布局方法，即根据控件大小和顺序来自动实现布局，默认让一个控件独立占一行并居中显示，也可以加入参数调整位置，其基本用法为:

ui.pack()     #ui为控件名

或者：

ui1.pack(side='LEFT')    #设定ui显示在窗体左侧，这时右侧也需要有一个控件
ui2.pack(side='RIGHT')

grid方法为网格布局，即基于设定将窗体分割为相等大小的单元格，用行和列位置来布局控件，其基本用法为：

ui.grid(row=m,column=n)   #m,n为设定控件所在的行数和列数位置

place方法为空间布局，可以自由设定控件元素的起始x和y坐标：

ui.place(x=100,y=100)   #设定该控件左上角坐标为x：100，y：100

下面进入第一个示例事件，即在窗体上绘制一个标签，并设置基本属性和布局方式：

from tkinter import *
root=Tk()
root.wm_title('hello,python')
root.geometry('300x200')
#在窗体root上添加label标签
label=Label(root)           #调用Label绘制函数，root参数为根窗体对象，即在root窗体上绘制label控件
label['text']='welcome to the first GUI program using python!'  #设置text属性，即显示内容
label['font']=14            #设置font属性，包括字体大小、字体类型等
lable['fg']='red'           #设置fg前景颜色，这里就是字体颜色
label.pack()                #使用pack方法实现空间的自动布局
root.mainloop()             #窗体消息循环，运行窗体对象

上述代码中使用Label函数绘制了一个标签，设置了标签的显示内容和字体大小。该标签是依附于root窗体中的，所以Label函数里窗体对象为root。标签内容显示使用其text属性key配置，字体大小使用font属性。创建了标签，还需要设置其显示的位置。这里先使用pack方法来实现空间的默认自动布局。运行该代码后，可以看到创建的标签自动居中显示：

绘制Button按钮控件: Button(root)

接下来采用相同的结构来创建一个按钮，按钮是使用频率最高的控件类型。有了按钮，就可以设置当点击按钮时将会执行的事件，也即响应事件。
对于按钮，其基本属性包括：

text--按钮显示文本；command--点击响应事件 ； fg-- 前景字体颜色 ； bg--背景颜色

如下代码：

from tkinter import *
root=Tk()
root.wm_title('hello,python')
root.geometry('300x200')
#在窗体root上添加label标签
label=Label(root)   
label['text']='welcome to the first GUI program using python!'
label['font']=14    #标签字体大小
label['fg']='red'    #标签文本颜色为红色
label.pack()        #标签pack方法布局
#在窗体root上添加Button按钮,同时给定点击事件函数
def callback():     #定义回调函数，当点击按钮时，设置标签对象的文本颜色为蓝色
    label['fg']='blue'  #将label标签对象的文本设置为蓝色 
btn=Button(root)        #在root窗体上绘制一个Button按钮对象
btn['text']='点击我，标签字体颜色将变成蓝色哦'     #按钮上的文本内容
btn['font']=14          #设置文本大小为14号字体
btn['fg']='white'       #设置fg属性，按钮文本颜色为白色
btn['bg']='blue'        #设置bg属性，按钮背景颜色为蓝色
btn['command']=callback #定义点击按钮时响应事件为callback函数
btn.pack()              #设置按钮对象在窗体上的位置
root.mainloop()         #运行窗体对象

代码中注解的还是比较详细，在按钮这块我们分了两部分：第一块为定义的按钮点击回调函数，也就是响应事件，使用command属性配置；第二块为绘制按钮及其布局，这里依然使用pack方法布局。注意的是按钮的回调函数需要写在绘制按钮代码块之前。后面我们将采用类的写法，可以将绘制和回调函数封装起来。执行上述代码，效果如下：

绘制文本框Entry: Entry(root)

上面介绍了绘制标签和按钮的基本方法，接下来我们换个例子引入文本输入框Entry对象控件。在许多软件或者app当访问时都需要用户注册或登录，其中控件类型就包括标签、输入框和按钮。基本布局如下：

如果要实现上述窗体设计，需要两个标签、两个文本输入框和两个按钮。

在tkinter中，输入框绘制采用Entry方法，将其依附于root窗体对象，即Entry(root)绘制一个输入框对象，所以使用： entry1= Entry(root) 生成输入框对象entry1，然后再配置entry1的必要属性，最后再进行entry1的布局。

对于输入框而言，输入文本内容后如何取得其中的值肯定是必须考虑的。tkinter中我们可以直接使用输入框对象entry1的get方法获得，即： input_str=entry1.get()。如果想清除文本框的输入，可以使用entry1对象的delete方法，使用格式为: entry1.delete(0,n)，式中的n为结束的字符位置，0为输入框中的起始字符。如果要全部清除，直接将n替换为END即可。即：entry1.delete(0,END)， 为整个清除。

由于需要多个控件合理并排排列，因此这里选用了另外一种布局方式，就是grid方法，见名知意，grid就是网格。网格就会使用行和列来布局，在使用时就必须给定行和列的位置，即：grid(row=m,column=n），这里的m和n为单元格所在的行和列的位置。tkinter会自动根据当前窗体大小，依据设定的行和列总数将窗体分割为设定的网格，然后依据网格控件的布局来完成内容和组件的显示。

结合前面介绍的绘制标签和绘制按钮的方法，我们可以先采用顺序方式组织代码完成这个登录界面的开发：

from tkinter import *
root=Tk()
#1.绘制两个标签说明及两个文本输入框
#采用grid布局，可以使标签与文本输入框并排显示，
#row=0,column=0,表示第一行第一格，这里放置第一个用户名标签
#row=0,column=1，表示第一行第二格，这里放置第一个文本输入框
#row=1,column=0，表示第二行第一格，这里放置第二个用户密码标签
#row=1,column=1，表示第二行第二格,这里放置第二个文本输入框
label=Label(root)
label['text']='用户名'
label['font']=14
label.grid(row=0,column=0)  
entry_name=Entry(root)      #Entry为输入框控件绘制方法，在root窗体上绘制
entry_name.grid(row=0,column=1)
label=Label(root)
label['text']='用户密码'
label['font']=14
label.grid(row=1,column=0) 
entry_pwd=Entry(root)       #Entry为输入框控件绘制方法，在root窗体上绘制
entry_pwd.grid(row=1,column=1)
#定义点击按钮响应函数
def toLogin():               #点击登录按钮时的响应事件
    name=entry_name.get()    #获取用户名右侧文本输入框的输入值，采用get方法
    pwd=entry_pwd.get()      #获取用户密码右侧文本输入框的输入值，采用get方法
    if name=='admin' and pwd=='admin':    #用户名和密码验证
        print('welcome to my app, dear'+name)
    else:
        print('your information is error!')
def toReset():              #点击重置按钮时的响应事件
    entry_name.delete(0,END)  #清空输入框内容使用delete方法，参数为0，END，表示整个输入框都清空
    entry_pwd.delete(0,END)    #清空密码输入框内容    
#绘制点击登录和重置按钮
btn_log=Button(root)
btn_log['text']='登录'
btn_log['font']=14
btn_log['fg']='yellow'
btn_log['bg']='green'
btn_log['padx']=15
btn_log['command']=toLogin     #登录按钮的响应函数为toLogin
btn_log.grid(row=2,column=0)   #表示第三行第一格，这里放置第1个登录按钮
btn_reset=Button(root)
btn_reset['text']='重填'
btn_reset['font']=14
btn_reset['padx']=15
btn_reset['fg']='white'
btn_reset['bg']='green'
btn_reset['command']=toReset    #重置按钮的响应函数为toReset
btn_reset.grid(row=2,column=1)  #表示第三行第二格，这里放置第2个重填按钮
root.mainloop()     #运行窗体对象

执行上述代码，可以获得如下效果：

这个效果没有设计图那样美观，但基本实现了当初的设计布局。但我们再回过去看上述实现代码时按顺序组织下来会觉得比较混乱，案例中还只是非常简单控件组合，如果有更多的控件，这样组织代码肯定不容易理解。因此还需要使用类的编写方法将代码进行封装，便于阅读和理解。上述案例代码可以改写如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sat Nov 23 19:57:56 2019
@author: caojianhua
"""
from tkinter import *
class myWindow():
    #定义构造函数，绘制窗体及控件
    def __init__(self,master=None):
        self.master=master
        self.master.wm_title('hello,python')
        self.master.geometry('300x200') 
        self.createWidgets()          
    #定义绘制控件函数
    def createWidgets(self): 
        label=Label(self.master)
        label['text']='用户名'
        label['font']=14
        label.grid(row=0,column=0)
        entry_name=Entry(self.master)
        entry_name.grid(row=0,column=1)
        label=Label(self.master)
        label['text']='用户密码'
        label['font']=14
        label.grid(row=1,column=0) 
        entry_pwd=Entry(self.master)
        entry_pwd.grid(row=1,column=1)
        btn_log=Button(self.master)
        btn_log['text']='登录'
        btn_log['font']=14
        btn_log['fg']='yellow'
        btn_log['bg']='green'
        btn_log['padx']=15
        btn_log['command']=self.toLogin
        btn_log.grid(row=2,column=0)
        btn_reset=Button(self.master)
        btn_reset['text']='重填'
        btn_reset['font']=14
        btn_reset['padx']=15
        btn_reset['fg']='white'
        btn_reset['bg']='green'
        btn_reset['command']=self.toReset
        btn_reset.grid(row=2,column=1)        
    #定义点击按钮回调函数  
    def toLogin(self):
        name=entry_name.get()    #获取文本输入框的get方法
        pwd=entry_pwd.get()
        if name=='admin' and pwd=='admin':
            print('welcome to my app, dear'+name)
        else:
            print('your information is error!')
    def toReset(self):
        entry_name.delete(0,END)  #清空输入框内容使用delete方法
        entry_pwd.delete(0,END)
#实例化一个窗体及控件组合
root=Tk()      
UserLogWindow=myWindow(root)
root.mainloop()

选择框在窗体设计中也很常见，选择框类型包括单选、多选和列表选择。选择框是给定选项值，选中时获取选项的值为后续操作做准备。这三种类型基本处理方法一样，所以放在一起来进行实践体验。

绘制单选框Radiobutton

Radiobutton单选框：与普通按钮不同，单选框需要在选择后直接获取设置的内容选项，如点击A选择，就获得A选项的值，不过也有其他类型的触发响应。其创建方法与前述控件思路一致，使用Radiobutton函数，将单选框依附于窗体即可，如下：

radioChoice=Radiobutton(rootWindow)
radioChoce.pack()

然后其属性包括text--选项显示内容，value -- 选项自带的值，variable -- 选项变量参数，command -- 选中时响应事件。其中variable参数较为特殊，可以在外部设定值与其关联，然后在响应事件中通过该参数获取单选按钮的value值。

variable主要用于传参和绑定变量。主要参数有：variable, textvariable, onvalue, offvalue, value。他是双向绑定的，也就是说如果该变量发生变化，随之绑定的控件也会变化，与他保持一致。常用的variable变量有：

x = StringVar()  保存一个 string 类型变量, 默认值为""
x = IntVar()  保存一个整型变量, 默认值为0
x = DoubleVar()  保存一个浮点型变量,默认值为0.0
x = BooleanVar()  保存一个布尔型变量,返回值为0表示假，1表示真 

操作时主要包括两种：

设置他的值，用set（）方法，即：x.set()
得到他的值，用get（）方法，即：x.get()

下面通过代码实践来理解：

from tkinter import *
root=Tk()
root.geometry('300x400')
root.wm_title('hello,python')
label=Label(root,text='下列哪门编程语言是你最喜欢的？请选择：')
label.pack()
#准备好单选选择项，一般使用列表来设置
choiceList=[('python','A'),('C++','B'),('VB','C'),('GO','D')]
#使用tkinter中的StringVar类设定选项所在的值,将其与单选框中的variable绑定关联，当选择某一项时，
#可以使用get方法来获得该项的value值。
v=StringVar()    #观察在单选按钮属性中variable属性值也为v，这两者进行关联绑定
v.set('A')       #将单选按钮默认选择value为A的项，这里为第一项
#定义单选按钮回调函数
def callback():
    choice=v.get()                            #获得选择项中的value值
    label1['text']="您的选项为:  " + choice   #将label1的text属性设置为选项的值
    label1['fg']='red'                        #设置label1的文本颜色为红色    
#采用循环来设定单选按钮
for item,value in choiceList:
    radioChoice=Radiobutton(root)
    radioChoice['text']=item           #设定单选按钮后面的内容
    radioChoice['variable']=v          #设定单选按钮变量v
    radioChoice['value']=value         #设定单选按钮自带的值
    radioChoice['command']=callback    #设定单选按钮回调函数
    radioChoice.pack()                 #采用pack方法布局
#绘制一个标签用于显示选中的项
label1=Label(root)
label1['text']="您的选项为:  " 
label1.pack()
root.mainloop()  #窗体消息循环

当运行代码时效果如图：

绘制多选框Checkbutton

复选框绘制方法与单选框思路是一样的，即使用Checkbutton类:checkbox=Checkbutton（rootWindow）

其属性设置与单选框也基本类似，不过此时复选框里的variable参数需要各个选项不一致，也就是单独设置variable，比较麻烦。

如下实践代码：

from tkinter import *
root=Tk()
root.geometry('300x400')
root.wm_title('hello,python')
label=Label(root,text='下列哪几门编程语言是你最喜欢的？请选择：')
label.pack()
#准备好多项选择项，使用列表来设置
choiceList=[('python','A'),('C++','B'),('VB','C'),('GO','D')]
#使用tkinter中的BooleanVar类设定选项所在的值,将其与复选框中的variable绑定关联，当选择某一项时，
#可以使用get方法来获得该项的value值。这里由于每一项都有选与不选两种状态，因此如果要获得状态值，
#需要对每一个选项单独设置variable值，如下v0,v1,v2,v3等：
v0=BooleanVar()
v1=BooleanVar()
v2=BooleanVar()
v3=BooleanVar()
def callback():
    choice=''
    if v0.get()==True:
        choice+=choiceList[0][1]
    if v1.get()==True:
        choice+=choiceList[1][1]
    if v2.get()==True:
        choice+=choiceList[2][1]
    if v3.get()==True:
        choice+=choiceList[3][1]
    label1['text']=choice
    label1['fg']='red'
 
#多项选择创建及布局
choice1=Checkbutton(root,text=choiceList[0][0],variable=v0,command=callback)
choice2=Checkbutton(root,text=choiceList[1][0],variable=v1,command=callback)
choice3=Checkbutton(root,text=choiceList[2][0],variable=v2,command=callback)
choice4=Checkbutton(root,text=choiceList[3][0],variable=v3,command=callback)
choice1.pack()
choice2.pack()
choice3.pack()
choice4.pack()
#显示选中内容
label1=Label(root)
label1.pack()
root.mainloop()

运行后效果如图：