Python Tkinter Canvas：創建可交互的繪圖界面

在Python應用程序開發中，可視化是非常重要的一部分。Tkinter是Python中最常用的GUI開發工具，提供了創建圖形界面的基礎組件，包括按鈕、標籤、文本框等。其中，Canvas是Tkinter中的重要組件之一，可以用來創建可交互的繪圖界面。

一、Canvas的基本用法

要使用Canvas，首先需要導入tkinter庫：

from tkinter import *

接著創建窗口對象，並在窗口上添加Canvas組件：

root = Tk()
canvas = Canvas(root, width=800, height=600)
canvas.pack()

Canvas的基本屬性包括寬度、高度和背景顏色等。這裡設置寬度為800，高度為600。將Canvas添加到窗口中需要使用pack()方法。

接下來就可以在Canvas對象上添加各種繪圖元素，比如直線、矩形、橢圓、文本等。例如，下面的代碼繪製一條白色的水平直線：

canvas.create_line(0, 300, 800, 300, fill="white")

其中，create_line()方法用於創建一條直線。參數0和300分別表示起點的坐標（x=0，y=300），800和300則表示終點的坐標。fill屬性用來設置直線的顏色。

類似地，下面的代碼繪製一個橙色的矩形：

canvas.create_rectangle(100, 100, 500, 400, fill="orange")

其中，create_rectangle()方法用於創建一個矩形。參數100和100表示矩形左上角的坐標，500和400則表示矩形右下角的坐標。fill屬性用來設置矩形的填充顏色。

二、Canvas的高級用法

Canvas除了可以創建基本的繪圖元素外，還支持一些高級的繪圖操作。比如可以使用create_oval()方法創建橢圓，使用create_text()方法創建文本，還可以使用tag屬性來對繪圖元素進行分組，方便整體控制。

下面的代碼創建一個由橢圓和文本組成的可交互圖形界面：

root = Tk()
canvas = Canvas(root, width=800, height=600, bg="black")
canvas.pack()

# 繪製橢圓
oval = canvas.create_oval(100, 100, 500, 400, outline="white", width=3)
# 繪製文本
text = canvas.create_text(300, 250, text="Hello, Tkinter!", fill="white", font=("Arial", 24))
# 設置tag屬性
canvas.itemconfig(oval, tags=("shape", "oval"))
canvas.itemconfig(text, tags=("shape", "text"))
# 綁定事件處理函數
def on_click(event):
    tag = canvas.gettags(CURRENT)[0]
    if tag == "oval":
        canvas.itemconfigure(tag, outline="orange", width=4)
    elif tag == "text":
        canvas.itemconfigure(tag, fill="orange")
canvas.tag_bind("shape", "", on_click)

root.mainloop()

在這個例子中，首先創建了一個黑色背景的Canvas對象。然後使用create_oval()和create_text()方法分別創建了一個橢圓和一個文本元素。接著使用itemconfig()方法給這兩個元素設置了tag屬性，並分別將它們的tag屬性設置為shape和oval/text。這樣，在後面的事件處理函數中可以方便地對這兩個元素進行區分和控制。最後通過tag_bind()方法將事件處理函數與shape標籤綁定。

運行上面的代碼，可以看到一個黑色背景，中間有一個白色的橢圓和白色的文本。當單擊橢圓或文本時，它們的顏色會變成橙色。

三、Canvas結合其他控制項使用

Canvas還可以和其他控制項結合使用。比如可以在Canvas上創建一個滾動條，實現滾動效果。下面的代碼演示了如何創建一個可滾動的Canvas界面：

root = Tk()
root.geometry("400x400")

# 創建垂直滾動條
vbar = Scrollbar(root, orient=VERTICAL)
vbar.pack(side=RIGHT, fill=Y)

# 創建Canvas對象
canvas = Canvas(root, bg="white", yscrollcommand=vbar.set)
canvas.pack(side=LEFT, fill=BOTH, expand=True)

# 繪製圖形元素
for i in range(50):
    canvas.create_text(20, 20*(i+1), text="Text line %d" % (i+1))

# 設置滾動條與Canvas的關聯
vbar.config(command=canvas.yview)
canvas.config(scrollregion=(0, 0, 0, 20*(i+2)))

root.mainloop()

在這個例子中，首先創建了一個窗口對象，並設置了窗口的大小。然後創建了一個垂直滾動條，並將其放置在窗口的右側。接著創建了一個Canvas對象，並設置了其背景顏色和垂直滾動條的關聯。在Canvas中使用create_text()方法循環創建50行文本。最後使用scrollregion屬性設置了Canvas的大小。當文本超過Canvas大小時，就可以通過滾動條來滾動Canvas界面。

總結

本文介紹了Canvas在Tkinter中的基本和高級用法，以及如何將Canvas與其他控制項結合使用。Canvas提供了豐富的繪圖操作和事件處理功能，可以用來構建複雜的可交互圖形界面。