Python绘图系统24：添加辅助坐标轴

文章目录

- 辅助坐标
- 增减坐标轴
- 时间轴**
- 代码优化
- 源代码

Python绘图系统：

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?四定制绘图风格 ?五数据生成导入?六三维动态演示
坐标列表进阶：导出数据?系统菜单?批量文件导入?辅助坐标轴

辅助坐标

通过eval实现的源码阅读功能，具有非常强大的定制功能，但落实到具体使用上，坐标输入框中的代码总不能太长。如果想对数据进行复杂的处理，那么就相当于提出了一个新的需求，能否给出一些辅助坐标系用于数据处理。

这个功能并不复杂，而且代码敲到现在，应该可以说是很有经验了，首先在工具栏末尾填上加减号按钮，用于添加删除辅助坐标。

在initFeature结尾加上

btn = ttk.Button(frm, text="+", width=3)
btn.pack(side=tk.LEFT)
btn.bind("<Button-1>", self.addLast)

btn = ttk.Button(frm, text="-", width=3)
btn.pack(side=tk.LEFT)
btn.bind("<Button-1>", self.rmLast)

界面变为

在这里插入图片描述

增减坐标轴

若想添加辅助坐标轴，那么首先要给坐标轴取一个名字，由于具体计算时都在函数中局部地进行，故而可以用abcdefg这样一直下去，一般不会出太大的问题。另一方面，创建AxisFrame需要空间宽度和控件模式这两个参数，而这个参数是从初始化时由外部传入的，所以在初始化代码中添加两个全局变量

self.afWidth = widths
self.afMode = mode

而addLast代码如下

def addLast(self, evt):
    ABC = "abcdefghijklmnopqrs"
    for a in ABC:
        if a in self.afs:
            continue
        self.afs[a] = AxisFrame(self._a, 
            a, self.afMode, self.afWidth)
        break
    self.updateVisible()

这段代码相当于预设了最多20个辅助坐标，大部分情况下应该是够用了。

减少坐标轴的逻辑和添加坐标轴相反，但在pack_forget之后，不要忘了把这个对象删掉。

def rmLast(self, evt):
    CBA = "abcdefghijklmnopqrs"[::-1]
    for a in CBA:
        if a not in self.afs:
            continue
        self.afs[a].pack_forget()
        del self.afs[a]
        break
    self.updateVisible()

效果如下

在这里插入图片描述

时间轴**

在具体绘图时，时间轴和其他坐标轴有着完全不同的操作，这种不同也应该体现在AxisList的布局上。所以下面要为事件轴专门做一个开关，就像最开始的txyz的独立开关按钮一样。

同时，考虑到作图需求，即有些图像不是三个轴能够完全搞定的，比如箭头向量图。所以需要新增几个坐标轴。

self.vis = {L : True for L in 'txyzuvw'}
for u in uvw: self.vis[u] = False

这里需要改动的地方很多很零碎，最重要的地方是dimChanged函数，要把txyz编程’xyzuvw’，

def dimChanged(self, evt):
    txyz = self.getDim()
    for flag in 'xyzuvw':
        self.vis[flag] = flag in txyz
    self.updateVisible()

代码优化

至此，AxisList就已经有了相对完备的功能，但新增功能之后，还需要做的就是代码的优化，从可读性、复用率的角度对代码进行整理。

首先是文件格式常量，以及字母表，可先将其设为全局变量。

然后，当对话框返回值为空时，需要跳出函数。

另外，控件显示和隐藏功能其实是可以和坐标轴的显隐功能合在一起的，这也可以解决之前一直存在的一个bug。

源代码

最后，附上源代码。关于AxisList的修改暂时可以告一段落了，接下来将要做的是修改DrawStyle和DrawType这两个class。文章来源地址https://uudwc.com/A/4rnAn

import tkinter as tk
import tkinter.ttk as ttk
from tkinter.filedialog import *
from tkinter.simpledialog import *
from tkinter.messagebox import showwarning
import numpy as np

from aframe import AxisFrame, AskDct
from base import DrawType, DrawStyle

class AxisList(ttk.Frame):
    def __init__(self, master, 
        title, mode, widths, 
        types, typeDct,        # 绘图类型Combobox的参数
        **options):
        super().__init__(master, **options)
        self.pack()
        self.initConst()
        self.afs = {}
        self.data = {}

        self.afWidth = widths
        self.afMode = mode

        self.initWidgets(title, widths)
        self.initFeature(types, typeDct)
        self.initAxis(mode, widths)
        self.initStyleFrame()
    
    def initConst(self):
        self.ABC = "abcdefghijklmnopqrs"
        self.FILE_MERGE = [('numpy数组', 'npy'), ('文本文件', 'csv')]
        self.FILE_ALL =   [('文本文件', 'txt'), ('文本文件', 'csv'), 
                           ('二进制文件', 'bin')]

    def initWidgets(self, title, widths):
        self.btn = ttk.Button(self, text=title, width=sum(widths)+5,
            command=self.Click)
        self.btn.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X, expand=tk.YES)
        self._c = ttk.Frame(self)       # 此为主控件
        self._b = ttk.Frame(self._c)    # 工具栏控件
        self._a = ttk.Frame(self._c)    # 此为坐标轴
        self._s = ttk.LabelFrame(self._c, text = "绘图风格")
        
        self._b.pack(side=tk.TOP)
        self._a.pack(side=tk.TOP)
        self._s.pack(side=tk.TOP)
        
        self.collapsed = True
        self.Click()
    
    # 初始化工具栏
    def initFeature(self, types, typeDct):
        frm = self._b
        frm.pack(pady=2, side=tk.TOP, fill=tk.X)
        btn = ttk.Menubutton(frm, text="功能",width=4)
        btn.pack(side=tk.LEFT)
        m = self.initFileMenu(btn)
        btn.config(menu=m)

        self.drawType = DrawType(frm, typeDct, 
            func=self.dimChanged)
        self.drawType.pack(side=tk.LEFT, padx=2)
        self.vis = {L : True for L in 'txyzuvw'}

        ttk.Button(frm, text='t', width=3, 
            command=self.showTimeAxis).pack(side=tk.LEFT)

        btn = ttk.Button(frm, text="+", width=3)
        btn.pack(side=tk.LEFT)
        btn.bind("<Button-1>", self.addLast)

        btn = ttk.Button(frm, text="-", width=3)
        btn.pack(side=tk.LEFT)
        btn.bind("<Button-1>", self.rmLast)

    def addLast(self, evt):
        for a in self.ABC:
            if a in self.afs:
                continue
            self.afs[a] = AxisFrame(self._a, 
                a, self.afMode, self.afWidth)
            break
        self.updateVisible()

    def rmLast(self, evt):
        for a in self.ABC[::-1]:
            if a not in self.afs:
                continue
            self.afs[a].pack_forget()
            del self.afs[a]
            break
        self.updateVisible()

    def showTimeAxis(self):
        self.vis['t'] = not self.vis['t']
        self.updateVisible()

    # 设置菜单
    def initFileMenu(self, btn):
        top = tk.Menu(btn, tearoff=False)
        menuDct = {
            "导入" : {"按坐标轴"  : self.mImportOne, 
                      "合并导入"  : self.mImportMerge, 
                      "多文件导入": self.mImportAll},
            "导出" : {"合并导出"  : self.mExportMerge,
                     "全部导出"   : self.mExportAll,
                     "单轴导出"   : self.mExportOne},
            "窗口" : {   "风格"   : self.btnShowStyle}}

        for key in menuDct:
            m = tk.Menu(top, tearoff=False)
            for L,C in menuDct[key].items():
                m.add_command(label=L, command = C)
            top.add_cascade(label=key, menu=m)

        self.showStyle = False
        return top
    
    # 加载数据
    def btnLoadData(self):
        name = askopenfilename()
        data = np.genfromtxt(name)
        for i, flag in enumerate('xyzuvw'):
            if i >= data.shape[1]:
                return
            self.setOneMode(flag, "外部导入")
            self.data[flag] = self.setData(flag, data[:,i])

    def mImportOne(self):
        fs = askstring("设置参数", "坐标轴间按照逗号分开")
        fs = fs.replace("，", ",").split(',')
        for f in fs:
            if f not in self.getDim():
                showwarning("您输入的坐标轴并不存在")
                continue
            self.afs[f].setMode("外部导入")
            self.afs[f].slctChanged(None)
            self.afs[f].btnImportComplex(None)        
    
    def mImportAll(self):
        fs = askopenfilenames(filetypes=self.FILE_ALL)
        for i,f in enumerate(self.getDim()):
            if i == len(fs) : return
            self.afs[f].setMode("外部导入")
            self.afs[f].slctChanged(None)
            self.afs[f].btnImportSimple(None)

    def mImportMerge(self):
        path = askopenfilename(filetypes==self.FILE_MERGE)
        if path == "" : return
        if path.endswith('.npy'):
            data = np.load(path)
        else:
            data = np.loadtxt(path)
        for i,f in enumerate(self.getDim()):
            if i == len(data): continue
            self.afs[f].setMode("外部导入")
            self.afs[f].slctChanged(None)
            self.afs[f].data = data[i]
    
    def mExportMerge(self):
        path = asksaveasfilename(filetypes=self.FILE_MERGE, 
            initialfile=True)
        if path == "" : return
        arr = np.array([self.afs[flag].data for flag in self.getDim()])
        if path.endswith('.npy'):
            arr.tofile(path)
        else:
            np.savetxt(path, arr, delimiter=', ')

    def mExportAll(self):
        path = askdirectory()
        if path == "": return
        for flag in self.getDim():
            #self.afs[flag].save(path)
            pass
    
    def mExportOne(self):
        flag = askstring("请选择输出的轴")
        if flag not in self.getDim():
            showwarning("您输入的坐标轴并不存在")
        #self.afs[flag].save()

    # 初始化坐标轴
    def initAxis(self, mode, widths):
        for flag in 'txyzuvw':
            self.afs[flag] = AxisFrame(self._a, flag, mode, widths)
            self.afs[flag].pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
        self.vis = {L : L in self.getDim() for L in 'txyzuvw'}
        self.updateVisible()
    
    # 初始化风格控件
    def initStyleFrame(self):
        self.drawStyle = DrawStyle(self._s)
        self.drawStyle.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
        
    # 维度改变时的回调函数
    def dimChanged(self, evt):
        txyz = self.getDim()
        for flag in 'xyzuvw':
            self.vis[flag] = flag in txyz
        self.updateVisible()
    
    # 更新隐藏和显示
    def updateVisible(self):
        for key in self.afs:
            self.afs[key].pack_forget()
        for key in self.ABC:
            if key in self.afs:
                self.afs[key].pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)

        for flag in 'txyzuvw':
            if self.vis[flag]:
                self.afs[flag].pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
        
        if self.showStyle:
            self._s.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
        else:
            self._s.pack_forget()
  
    def btnShowStyle(self):
        self.showStyle = not self.showStyle
        self.updateVisible()

    def getSub(self):
        return self.drawType.getSub()

    def getProj(self):
        return self.drawType.getProj()

    def getType(self):
        return self.drawType.getType()
    
    def getDim(self):
        xyz = self.getXYZ()
        if self.vis['t']:
            xyz = 't' + xyz
        return xyz

    def getXYZ(self):
        return self.drawType.getDim()
    
    def hasTimeAxis(self):
        return self.vis['t']
    
    def getStyle(self):
        return self.drawStyle.getVarDct()

    def Click(self):
        if self.collapsed:
            self._c.pack(side=tk.TOP, fill=tk.BOTH, expand=tk.YES)            
        else:
            self._c.pack_forget()
        self.collapsed = not self.collapsed

    # 设置数据
    def setData(self, flag, data=None, **options):
        return self.afs[flag].setData(data, **options)
    
    # 设置模式
    def setOneMode(self, flag, mode):
        self.afs[flag].setMode(mode)