tkinter打造三维绘图系统，附源代码-编程知识

文章目录

- 输入数据
- 加载数据
- 绘图函数
- 源代码

Python绘图系统系列：将matplotlib嵌入到tkinter 简单的绘图系统数据导入

输入数据

三维绘图需要一个新的坐标变量，设置为z，这个改改UI就可以办到，并不困难。但是，此前用于设置x和y数据的函数实在是过于雷同，如果再写一个设置z轴的，那么这个绘图系统里就相当于是有了3个一毛一样的函数，十分离谱，所以为了简化代码，可以将所有的数据输入框设为一个字典，然后挨个生成xyz的输入框，其中setFrmCtrl函数如下

def setFrmCtrl(self, frmCtrl):frm = ttk.Frame(frmCtrl, width=320)frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)self.setCtrlButtons(frm)self.entrys = {}for flag in 'xyz':frm = ttk.Frame(frmCtrl)frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)self.setFrmAxis(frm, flag)

setFrmAxis则没什么好说的，只是新增了一个参数而已。

def setFrmAxis(self, frm, flag):tk.Label(frm, text=flag).pack(side=tk.LEFT)self.entrys[flag] = tk.Entry(frm)self.entrys[flag].pack(side=tk.LEFT, fill=tk.X)

加载数据

此前，分别用self.xs和self.ys来表示x和y轴数据，这又是一个雷同。为了简化代码，将变量也设做字典，在初始化的init函数中添加

self.data = {}

然后将加载数据的函数改写为

def btnLoadData(self):name = askopenfilename()data = np.genfromtxt(name)for flag, i in enumerate()'xyz':if i >= data.shape[1]:returnself.data[flag] = data[:,i]setEntry(self.entrys[flag], 'data')

然后新建一个用来读取Entry的函数，考虑到x和y都有可能用类似1,1,5的形式生成，所以先做一个检测数组的全局函数

def detectArray(s):return s.rstrip('0123456789:, ')==''

然后是readEntrys函数，考虑到在函数表达式中，用x和y指代self.data[‘x’]和selfdata[‘y’]，所以需要新建局部变量x和y，以确保eval函数的正常使用。

def readEntrys(self):for flag in 'xyz':label = self.entrys[flag].get()if label != 'data':if detectArray(label):label = f"np.linspace({label})"self.data[flag] = eval(self.entrys[flag].get())if flag =='x' : x = self.data['x']elif flag =='y' : y = self.data['y']        if self.entrys['z'].get()=="":del self.data['z']

绘图函数

最后，就是绘图功能的实现，由于有了readEntrys函数，从而btnDrawImg函数变得更加专注，只需复制调用专门的绘图函数就可以了。三维绘图函数和二维绘图函数其实没什么区别，只要绘制的还是plot图，区别只是多加了一个z轴坐标而已。

def btnDrawImg(self):self.readEntrys()self.fig.clf()if 'z' in self.data: self.drawPlot3D()else:self.drawPlot()self.fig.subplots_adjust(left=0.1, right=0.95, top=0.95, bottom=0.08)self.canvas.draw()

由于把用于设置边框宽度的subplots_adjust以及canvas.draw放在了btnDrawImg这个函数中，所以drawPlot函数也需要做适当的精简。而drawPlot3D只是将projection设为‘3d’，同时添加一组z坐标而已。

def drawPlot(self):ax = self.fig.add_subplot()ax.plot(self.data['x'], self.data['y'])def drawPlot3D(self):ax = self.fig.add_subplot(projection='3d')ax.plot(self.data['x'], self.data['y'], self.data['z'])

至此，就可以看一下效果了

在这里插入图片描述

源代码

最后，附上源代码

import tkinter as tk
import tkinter.ttk as ttk
from tkinter.filedialog import askopenfilenameimport matplotlib as mpl
mpl.use('TkAgg')
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_tkagg import (FigureCanvasTkAgg, NavigationToolbar2Tk)
from matplotlib.figure import Figureimport numpy as npdef setEntry(e, text):e.delete(0, "end")e.insert(0, text)def detectArray(s):return s.rstrip('0123456789:, ')==''class DarwSystem():def __init__(self):self.root = tk.Tk()self.root.title("数据展示工具")self.data = {}frmCtrl = ttk.Frame(self.root,width=320)frmCtrl.pack(side=tk.RIGHT, fill=tk.Y)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):frm = ttk.Frame(frmCtrl, width=320)frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)self.setCtrlButtons(frm)self.entrys = {}for flag in 'xyz':frm = ttk.Frame(frmCtrl)frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)self.setFrmAxis(frm, flag)def setFrmAxis(self, frm, flag):tk.Label(frm, text=flag).pack(side=tk.LEFT)self.entrys[flag] = tk.Entry(frm)self.entrys[flag].pack(side=tk.LEFT, fill=tk.X)    def setCtrlButtons(self, frm):ttk.Button(frm, text="绘图",width=5,command=self.btnDrawImg).pack(side=tk.LEFT)ttk.Button(frm, text="加载",width=5,command=self.btnLoadData).pack(side=tk.LEFT)def btnLoadData(self):name = askopenfilename()data = np.genfromtxt(name)for i, flag in enumerate('xyz'):if i >= data.shape[1]:returnself.data[flag] = data[:,i]setEntry(self.entrys[flag], 'data')def readEntrys(self):for flag in 'xyz':label = self.entrys[flag].get()if label=="":continueif label != 'data':if detectArray(label):label = f"np.linspace({label})"self.data[flag] = eval(self.entrys[flag].get())if flag =='x' : x = self.data['x']elif flag =='y' : y = self.data['y']        if self.entrys['z'].get()=="":del self.data['z']def btnDrawImg(self):self.readEntrys()self.fig.clf()if 'z' in self.data:self.drawPlot3D()else:self.drawPlot()self.fig.subplots_adjust(left=0.1, right=0.95, top=0.95, bottom=0.08)self.canvas.draw()def drawPlot3D(self):ax = self.fig.add_subplot(projection='3d')ax.plot(self.data['x'], self.data['y'], self.data['z'])def drawPlot(self):ax = self.fig.add_subplot()ax.plot(self.data['x'], self.data['y'])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)if __name__ == "__main__":test = DarwSystem()