Python Tkinter GUI编程:类继承关系与面向对象实战指南
本文深入解析Python Tkinter GUI编程的核心机制,详细梳理Widget、Misc、Wim等类的继承关系及布局管理器原理。通过对比过程式与面向对象编程,展示如何利用Application类、Frame容器及构造函数优化代码结构,提升GUI应用的复用性与可维护性。
1. GUI编程类关系图
首先分析Tkinter中GUI组件的层级结构。

重要说明:
1. 上图展示了相关类的继承链路,方向为从左至右,即子类继承父类。
(1) 例如:Label组件继承自Widget类,Widget类再继承自Basewidget类,Basewidget类继承自Misc类,最终Misc类继承自Object父类。
子类自动拥有其所有父类的属性和方法。
2. Misc和Wim
Tkinter的GUI组件主要拥有两个直接父类,它们均直接继承自Object类。
1. Misc是所有组件的根父类。
2. Wim主要提供一些与窗口管理器通信的功能函数。
3. TK
1. Misc和Wim共同派生出类TK。
2. TK代表应用程序的主窗口,通常应用程序都需要直接或间接使用TK。
3. 程序中通常定义
# 定义主窗口
root = TK()
4. Pack类、Place类、Grid类是我们常用的布局管理器。
1. 布局管理器负责管理组件的大小和位置。
2. 能够将容器中的组件进行合理排布。
5. Basewidget是所有组件的父类
6. Widget是所有组件的父类
widget共有四个父类:BaseWidget、Pack、Grid、Place
GUI所有组件都具备这四个父类的所有属性和方法。

2. 常用组件方法
| Tkinter类 | 名称 | 简介 |
|---|---|---|
| Toplevel | 顶层 | 容器类,可用于为其他组件提供单独的容器,Toplevel 有点类似于窗口 |
| Button | 按钮 | 代表按钮组件 |
| Canvas | 画布 | 提供绘图功能包括直线、矩形、椭圆、多边形、位图等 |
| Checkbutton | 复选框 | 可供用户勾选的复选框 |
| Entry | 单行输入框 | 用户可输入的内容 |
| Frame | 容器 | 用于装载其他GUI组件 |
| Label | 标签 | 用于显示不可编辑的文本或者图标 |
| LabelFrame | 容器 | 也是容器组件,类似Frame,它可以支持添加标题 |
| Listbox | 列表框 | 列出多个选项,供用户选择 |
| Menu | 菜单 | 菜单组件 |
| Menubutton | 菜单按钮 | 用来包含菜单的按钮(包括下拉式、层叠式) |
| OptionMenu | 菜单按钮 | Menubutton 的子类,也代表菜单按钮,可以通过按钮打开一个菜单 |
| Message | 消息框 | 类似标签,可以显示多行文本 |
3. GUI面向对象写法
前文已使用Tkinter类创建简单GUI程序,基本步骤如下:
1. 创建根窗口
2. 创建组件
3. 布局排版管理
4. 导入事件
以上均为基于过程的编程写法。
但在实际工作中,开发的程序通常较为复杂。
因此,GUI编程应采用面向对象方式,以更合理地组织代码。
GUI面向对象编程写法关键点:
官网DEMO版本:

- 使用Application类来组织各个GUI程序。
- Application类继承了Frame类及所有父类特性。
- 使用构造函数__init__()初始化窗口中的对象。
- 使用createwidgets()方法创建窗口中的对象。
- 创建主窗口root。
- 运行调用Application来调用GUI对象。
- 循环事件管理与用户进行交互。
Frame框架是Tkinter组件,表示一个矩形的区域,Frame一般作为容器使用,可以放置其他组件,从而实现复杂的布局。
面向对象代码逻辑拆分图:

根据官网推荐的DEMO版本,我们来使用面向对象思想实现GUI程序。
from tkinter import *
class Application(Frame):
def __init__(self,master=None):
# super()代表的是父类的定义,而不是父类对象
super().__init__(master)
self.master = master
self.pack()
self.createwidget()
def createwidget(self):
self.but1 = Button(self)
self.but1["text"] = "add"
self.but1.pack()
self.but1["command"] = self.addinfo
def addinfo(self):
messagebox.showinfo("提示","添加成功")
root = Tk()
root.geometry("400x100+200+300")
root.title("MyfirstAPP")
app = Application(master=root)
root.mainloop()

总结
学习GUI编程面向对象的写法,使代码更加整洁,提高代码的重复使用率。
GUI面向对象编程使用继承Frame类,使用构造函数来替代反复创建组件对象,组件操作全部封装到createwidget方法,Application对象直接通过master来调用。
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