ui.py

# -*- coding: utf-8 -*-
# UI界面

#关于打包的说明：
#pyinstaller -F -i .\exefile.ico -w ui.py
#遇到的问题说明：
#1. PyInstaller 默认不会包含 Python 包中的数据文件。这点类似APP打包，需要手动指定非代码资源
#    你需要使用 --add-data 参数手动指定这些文件
#    使用命令： --add-data SOURCE:DEST，SOURCE：源文件或目录的路径。可以是单个文件或整个目录。DEST：目标路径，即在打包后的可执行文件中，这些文件或目录将被放置的位置

#TODO:
# pyinstaller打包后的程序运行失败，提示“no such file or directory   map_filename.json”
# [done]添加标题，X轴说明，Y轴说明，图例说明，统一为中英双语，数值显示， 色系统一风格
# [done] 直方图留一个
# [done]整个UI主题颜色换深色，高端
# [done]箱线图美化，略显简单，扩充随机模块
# [done]概率密度图美化，显示字符重叠问题解决
# [done] 小提琴图无法显示，提示 openpyxl库没有
# [done]六边形箱图，添加对应的实际物理含义
# [done]饼图美化，色系，图例叠加，拆分两个，单饼图，嵌套饼图
# [done]热力图显示函数自动关闭演示关闭
# [done]面积图换函数，换成多折线图，带比例占比显示
# [done]sankey图依赖web显示，加载慢问题解决，统一展示位置，而不是弹窗到web
# [done]地图，依赖函数传参，缺少mode参数调用失败，需要支持函数参数界面输入 
# [done]气泡图的数据看不懂， readme更新，每个图增加示例及数据集说明
# [done]集合图，打印了两次，串口有告警信息，色系黑白没有统一， 
# [done]词云图，换数据集，自定义数据集
# [done]维诺图，依赖函数传参，缺少mode参数调用失败，需要支持函数参数界面输入
# [done]金字塔图，依赖函数传参，缺少mode参数调用失败，需要支持函数参数界面输入
# [done]漏斗图，依赖web，统一显示风格
# [done]树图，连续打了两个，风格太丑
# [done]矩形树图有bug，随机了两个类型名称一样
# [done]人物关系图有bug，同一对人之间，随机出来有多条线，并且太丑
# [UNDO]动态排名图，GDP数据没转换，太长了
# [done]动态折线图，需要做多个折线，表示比较和增长，最好用一个硬盘，ssd的销量数据来做
# [UNDO]所有图的左上角UI有一个figure1，需要修改自定义
# [done]函数模块，依赖函数传参，缺少type参数导致失败
# [done]函数模块，最好是实现成用户可以自定义函数，然后，读取定义，然后生成曲线；
# [UNDO]动态图内容太少
# [done]函数图内容太少
# [done]终端的调试打印去除

import tkinter as tk
from tkinter import ttk
import ttkbootstrap as tb
from ttkbootstrap.constants import *

import curves
import dynamic
import graph
import debug as dbg

class DemoUI:
    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("python绘图百宝箱")
        self.root.geometry("800x600")
        
        # 设置ttkbootstrap主题
        # 配色参考： https://ttkbootstrap.readthedocs.io/en/latest/zh/themes/light/
        self.style = tb.Style(theme="flatly")
        
        # 创建主框架
        self.main_frame = tb.Frame(root)
        self.main_frame.pack(fill=tk.BOTH, expand=True, padx=10, pady=10)
        
        # 标题
        self.title_label = tb.Label(
            self.main_frame, 
            text="python绘图百宝箱", 
            font=('Helvetica', 18, 'bold'),
            bootstyle=PRIMARY
        )
        self.title_label.pack(pady=(0, 20))
        

        # 创建Notebook用于分类展示
        self.notebook = tb.Notebook(self.main_frame, bootstyle=PRIMARY)
        self.notebook.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)
        
        # 状态栏
        self.status_var = tk.StringVar()
        self.status_var.set("就绪")
        self.status_bar = tb.Label(
            self.main_frame, 
            textvariable=self.status_var,
            relief=tk.SUNKEN,
            anchor=tk.W,
            bootstyle=(PRIMARY, INVERSE)
        )
        self.status_bar.pack(fill=tk.X, pady=(10, 0))

        # 静态图标签页
        self.static_frame = tb.Frame(self.notebook)
        self.notebook.add(self.static_frame, text="静态图模块")
        self.create_static_tab()
        
        # 动态图标签页
        self.dynamic_frame = tb.Frame(self.notebook)
        self.notebook.add(self.dynamic_frame, text="动态图模块")
        self.create_dynamic_tab()
        
        # 函数图标签页
        self.function_frame = tb.Frame(self.notebook)
        self.notebook.add(self.function_frame, text="函数图模块")
        self.create_function_tab()
        
    def auto_create_demo_buttons(self,root, functions_info, colNums=4,tabname=""):
        """
        自动创建演示按钮
        :param root: 父容器(窗口或Frame)
        :param functions_info: 包含函数信息的列表，每个元素是(name, func)元组
        """
        row = 0
        col = 0
        for i, (name, func) in enumerate(functions_info):
            print(i,"--", name,func)
            btn = tb.Button(
                root,
                text=f"{name}",
                #[注意！！！]此处这样写会有一个bug导致所有的按钮都是最后一个函数，lambda函数在循环中的变量作用域和闭包延迟绑定导致的
                #command=lambda：self.run_demo(f"{tabname}: {name}", func),
                #有以下几个概念需要注意：
                #0. Lambda表达式， 语法： lambda param : expression ， 可以有无限个param，但只能有一个expression
                #1. 闭包（Closure）能够访问其他函数作用域中变量的函数，即使那个外部函数已经执行完毕，闭包有两部分组成：一个内部函数，一个外部的变量环境
                #2. 闭包延迟绑定（Late Binding）闭包中的变量不是在定义时查找值，而是在调用时才查找值
                #解决闭包延迟绑定的问题，有以下方法：
                #1. 使用默认参数立即绑定
                #2. 使用functools.partial,显式立即求值
                #3. 工厂函数
                command=lambda f=func,tname=f"{tabname}: {name}" : self.run_demo(tname, f),
                width=15,
                bootstyle=SUCCESS
            )
            if (i) % colNums == 0 and i != 0:
                row = row+1
                col = 0
            btn.grid(row=row, column=col, padx=10, pady=10)
            col = col+1
        return

    def create_static_tab(self):
        """创建静态图模块的界面"""
        #功能函数
        static_functions_list = [
            ("直方图", graph.draw_histogram),
            ("柱状图", graph.draw_bar),
            ("箱线图", graph.draw_boxplot),
            ("概率密度图", graph.draw_kde),
            ("小提琴图", graph.draw_violinplot),
            ("散点图", graph.draw_scatter_matrix),
            ("六边形箱图", graph.draw_hexbin),
            ("饼图", graph.draw_pie),
            ("嵌套饼图", graph.draw_multipie),
            ("热力图", graph.draw_heatmap),
            ("面积图", graph.draw_area),
            ("桑基图", graph.draw_sankey),
            ("地图", graph.draw_map),
            ("气泡图", graph.draw_bubble),
            ("韦恩图", graph.draw_venn),
            ("多集合图", graph.draw_upset),
            ("词云图", graph.draw_wordcloud),
            ("维诺图", graph.draw_voronoi),
            ("金字塔图", graph.draw_pyramid),
            ("漏斗图", graph.draw_funnel),
            ("树图", graph.draw_tree),
            ("矩形树图", graph.draw_treemap),
            ("人物关系图", graph.draw_relationship),
            ("帕累托图",graph.draw_pareto)
            ]
        # 说明标签
        desc_label = tb.Label(
            self.static_frame,
            text="静态图模块提供各种静态数据可视化功能",
            font=('Helvetica', 12),
            bootstyle=INFO
        )
        desc_label.pack(pady=(10, 20))

        # 功能按钮框架
        btn_frame = tb.Frame(self.static_frame)
        btn_frame.pack(pady=10)

        # 遍历功能接口创建按钮
        self.auto_create_demo_buttons(btn_frame,static_functions_list,4,"静态图")
        return
    
    def create_dynamic_tab(self):
        """创建动态图模块的界面"""
        #功能函数
        dynamic_functions_list = [
            ("动态折线", dynamic.draw_dynamic_linechart),
            ("动态排名", dynamic.draw_dynamic_rankbar),
            ]
        # 说明标签
        desc_label = tb.Label(
            self.dynamic_frame,
            text="动态图模块提供交互式和动画可视化功能",
            font=('Helvetica', 12),
            bootstyle=INFO
        )
        desc_label.pack(pady=(10, 20))

        # 功能按钮框架
        btn_frame = tb.Frame(self.dynamic_frame)
        btn_frame.pack(pady=10)

        # 遍历功能接口创建按钮
        self.auto_create_demo_buttons(btn_frame,dynamic_functions_list,4,"动态图")
        return

        
    
    def create_function_tab(self):
        """创建函数图模块的界面"""
        #功能函数
        curves_functions_list = [
            ("正弦函数", curves.draw_curve_sin),
            ("余弦线", curves.draw_curve_cos),
            ("螺旋线函数", curves.draw_curve_helix),
            ("自定义函数", curves.draw_curve_custom),
            ]
        # 说明标签
        desc_label = tb.Label(
            self.function_frame,
            text="函数图模块提供数学函数可视化功能",
            font=('Helvetica', 12),
            bootstyle=INFO
        )
        desc_label.pack(pady=(10, 20))
        
        # 功能按钮框架
        btn_frame = tb.Frame(self.function_frame)
        btn_frame.pack(pady=10)
        
        # 遍历功能接口创建按钮
        self.auto_create_demo_buttons(btn_frame,curves_functions_list,4,"函数图")
        return


    
    def run_demo(self, demo_name, demo_func):
        """运行演示函数"""
        self.status_var.set(f"正在运行: {demo_name}...")
        self.root.update()
        
        try:
            demo_func()
            self.status_var.set(f"完成: {demo_name}")
        except Exception as e:
            self.status_var.set(f"错误: {str(e)}")

if __name__ == "__main__":
    root = tb.Window()
    app = DemoUI(root)
    root.mainloop()