【项目实战】帮美女老师做一个点名小程序（Python tkinter）

原创

sidiot

发布于 2024-02-03 22:53:34

2430

发布于 2024-02-03 22:53:34

文章被收录于专栏：技术大杂烩技术大杂烩

前言

博主有一个非常漂亮的老师朋友😍。最近，她急需一个能够实现随机点名的小程序，而博主正好擅长这方面的技术🤏。所以，今天博主决定为她制作一个专门用于点名的小程序💪。

博主在美女老师面前吹完牛皮之后，当场打开 Python，引入 random 库，直接返回了一个随机整数值😏。

美女老师一看，怒道：“你这做的什么东西”🤦♀️，裤裤的就给了博主两个大嘴巴子🖐️。

博主回去后痛定思痛，决定使用 Python 的 tkinter 库做一个 GUI 界面的点名程序，重新在美女老师面前找回面子🤡。

最终程序部分效果如下所示：

本文代码点击此处跳转，博文中的所有代码全部收集在博主的 GitHub 仓库中；

数据分析

当过老师的都知道，一个班级会有一本花名册，既然是点名小程序，那么肯定是需要学生的姓名的，为了防止班上有重名的同学，一般还会带上学号。

通常来说，花名册会使用 Excel 表格进行存储，因此这里引入 pandas 库进行读取，需要先安装 pandas 库：

pip install pandas
pip install openpyxl

接下来以下图的数据 demo.xlsx 为例进行分析与代码实现：

1、先读取 Excel 中的数据：

import pandas as pd
pd.read_excel("demo.xlsx")

运行结果：

2、将整体数据转换成迭代数据：

df = pd.read_excel("demo.xlsx")
for idx, row in df.iterrows():
    print(row)

运行结果：

3、获取每一行的 “序号” 值与 “姓名” 值：

for idx, row in df.iterrows():
    print(f"{row['序号']} {row['姓名']}")

运行结果：

这里可能会出现这么一个问题，传进来的 Excel 表中，没有 “序号” 或者 “姓名” 的列名，那么按照我们的逻辑，不符合我们模板要求的 Excel，我们不应该让他继续执行下去，所以这里使用 assert 进行判断：

columns = df.columns.values.tolist()
assert "序号" in columns, "需要一个名为 “序号” 的列表！"
assert "姓名" in columns, "需要一个名为 “姓名” 的列表！"

上述代码中的 df.columns.values.tolist() 是获取当前读取的 Excel 表的所有列表名称，这里的运行结果就是 ['序号', '班级', '姓名', '...']。

整合上述代码

def deal_data(filepath):
    df = pd.read_excel(filepath)
    columns = df.columns.values.tolist()
    assert "序号" in columns, "需要一个名为 “序号” 的列表！"
    assert "姓名" in columns, "需要一个名为 “姓名” 的列表！"
    return [f"{row['序号']} {row['姓名']}" for idx, row in df.iterrows()]

构建界面

我们使用 tkinter 来构建可视化界面，引入 tkinter 库：

import tkinter as tk

接下来我们就开始构建 GUI 界面了。

1、初始化一个窗口；

window = tk.Tk()
window.mainloop()

运行结果：

2、创建文字显示区域；

var = tk.StringVar(value="即 将 开 始")
show_label = tk.Label(window, textvariable=var)
show_label.pack()

在上述代码中，通过 tk.StringVar 方法创建一个字符串变量 var，并将其与标签对象 show_label 进行绑定，然后使用 pack() 方法将该标签放置在窗口中，以便显示在界面上。

运行结果：

3、创建 “开始” 与 “结束” 按钮；

btn_start = tk.Button(window, text='开始')
btn_start.pack()

btn_end = tk.Button(window, text='结束')
btn_end.pack()

运行结果：

4、实现数据滚动功能；

data = [f"{row['序号']} {row['姓名']}" for idx, row in df.iterrows()]

def lottery_roll(string: tk.StringVar):
    string.set(random.choice(data))
    window.after(50, lottery_roll, string)

在上述代码中，data 数据来自于读取 Excel 表格，lottery_roll 实现了数据滚动效果，其原理是通过 string.set(random.choice(data)) 这行代码从 data 中随机选择一个元素，并将其设置为 string 的值，然后使用 window.after() 方法在50毫秒之后继续调用 lottery_roll 函数，再次随机选择数据并更新界面。

最后将 lottery_roll 函数绑定到 “开始” 按钮上，

btn_start = tk.Button(window, text='开始', command=lambda: lottery_roll(var))

运行结果：

5、实现滚动停止功能；

前面我们已经实现了数据滚动，但我们还要让滚动停止，得出最后的结果，那么我们应该如何下手呢？

当然是从 window.after() 方法入手，因为它是实现数据滚动的关键，自然也是滚动停止的关键，我们可以设置一个标志位来判断是否还要继续执行 window.after() 方法，代码如下所示：

running = False

def lottery_start(string):
    if running:
        return
    running = True
    lottery_roll(string)

def lottery_end():
    if running:
        running = False

同时，lottery_roll 也作出相应的修改，代码如下所示：

def lottery_roll(string: tk.StringVar):
    string.set(random.choice(data))
    if running:
        window.after(50, lottery_roll, string)

运行结果：

大家可能发现程序运行时，程序并不在屏幕中间，这对一些用户来说，可能是不好的使用体验，因此我们可以在初始化的时候进行设置，代码如下所示：

def center_window(root: tk.Tk, w, h):
    # 获取屏幕 宽、高
    ws = root.winfo_screenwidth()
    hs = root.winfo_screenheight()
    # 计算 x, y 位置
    x = (ws / 2) - (w / 2)
    y = (hs / 2) - (h / 2)
    root.geometry('%dx%d+%d+%d' % (w, h, x, y))

整合上述代码

def center_window(root: tk.Tk, w, h):
    # 获取屏幕 宽、高
    ws = root.winfo_screenwidth()
    hs = root.winfo_screenheight()
    # 计算 x, y 位置
    x = (ws / 2) - (w / 2)
    y = (hs / 2) - (h / 2)
    root.geometry('%dx%d+%d+%d' % (w, h, x, y))
    
class CallWindow(tk.Tk):
    def __init__(self, data):
        super().__init__()
        self.data = data
        self.running = False

        self.title("无奖问答")
        center_window(self, 405, 300)

        self.var = tk.StringVar(value="即 将 开 始")
        self.show_label = tk.Label(
            self,
            textvariable=self.var,
        )
        self.show_label.pack()

        self.btn_start = tk.Button(
            self,
            text='开始',
            command=lambda: self.lottery_start(self.var),
        )
        self.btn_start.pack()

        self.btn_end = tk.Button(
            self,
            text='结束',
            command=lambda: self.lottery_end(),
        )
        self.btn_end.pack()

    def lottery_roll(self, string):
        string.set(random.choice(self.data))
        if self.running:
            self.after(50, self.lottery_roll, string)

    def lottery_start(self, string):
        if self.running:
            return
        self.running = True
        self.lottery_roll(string)

    def lottery_end(self):
        if self.running:
            self.running = False

优化进阶

在上述功能实现中，我们在代码里写死了文件路径，这对于程序的广泛适用性是很不友好的，因此，我们需要实现灵活获取文件并解析数据的功能。

1、初始化窗口；

window = tk.Tk()

2、创建文件路径输入框；

label_filepath = tk.Label(window, text="文件路径")
label_filepath.grid(row=0, column=0, padx=(10, 0), pady=10)
entry_filepath = tk.Entry(window)
entry_filepath.grid(row=0, column=1, columnspan=2, padx=(0, 10), ipadx=60)

运行结果：

3、创建 “上传文件” 和 “解析数据” 按钮；

btn_upload_file = tk.Button(window, text="上传文件")
btn_upload_file.grid(row=2, column=1, pady=10, ipadx=30)
btn_parse_data = tk.Button(window, text="解析数据")
btn_parse_data.grid(row=2, column=2, ipadx=30)

运行结果：

4、实现文件上传功能；

from tkinter import filedialog

def upload_file(entry: tk.Entry):
    filepath = filedialog.askopenfilename(title="请选择一个文件", filetypes=[("Excel", ".xls .xlsx")])
    entry.delete(0, tk.END)
    entry.insert(0, filepath)

在上述代码中，filedialog.askopenfilename() 方法弹出一个文件选择对话框供用户选择文件，并且通过 filetypes 指定了可以选择的文件类型为 Excel 文件（.xls 或 .xlsx 文件）。

运行结果：

5、实现数据解析功能；

读取 Excel 的功能实现参照前面讲过的 deal_data() 方法，然后在数据成功解析之后，销毁当前界面，跳转至点名界面。

同时，还需要对解析过程中的异常进行捕获，如果出现异常，则提示用户相关信息。

def parse_data(root, entry_filepath):
    try:
        data = deal_data(entry_filepath.get())
        root.destroy()
        CallWindow(data)
    except Exception as e:
        from tkinter.messagebox import showwarning
        showwarning("警告", f"解析数据失败！\n{e}")

运行结果：

整合上述代码

class UploadWindow(tk.Tk):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.title("上传")
        center_window(self, 350, 100)

        self.label_filepath = tk.Label(self, text="文件路径")
        self.label_filepath.grid(row=0, column=0, padx=(10, 0), pady=10)
        self.entry_filepath = tk.Entry(self)
        self.entry_filepath.grid(row=0, column=1, columnspan=2, padx=(0, 10), ipadx=60)

        self.btn_upload_file = tk.Button(self, text="上传文件", command=self.upload_file)
        self.btn_upload_file.grid(row=2, column=1, pady=10, ipadx=30)
        self.btn_parse_data = tk.Button(self, text="解析数据", command=self.parse_data)
        self.btn_parse_data.grid(row=2, column=2, ipadx=30)

    def upload_file(self):
        filepath = filedialog.askopenfilename(title="请选择一个文件", filetypes=[("Excel", ".xls .xlsx")])
        self.entry_filepath.delete(0, tk.END)
        self.entry_filepath.insert(0, filepath)

    def parse_data(self):
        try:
            data = deal_data(self.entry_filepath.get())
            self.destroy()
            CallWindow(data)
        except Exception as e:
            from tkinter.messagebox import showwarning
            showwarning("警告", f"解析数据失败！\n{e}")