利用Tkinter实现彩球碰撞屏保

一、架构与思路

(1)主函数：

• main()：通过类启动程序；

(2)类：

• ScreenSaver()：用于定义屏保和主画布，调用球创建、运动等函数；
• RandomBall()：定义球的基本属性、球创建与运动函数；

(3)对象：单个球，需要创建、运动（包括碰撞反弹），通过循环调用实现多个球并存的效果

• create_ball()：单个球创建函数；
• move_ball()：单个球运动函数；

(4)20181215更新：此处对原有屏保程序的退出环节进行了扩展，使用messabox工具建立消息框，询问是否退出，点击“确定”会直接退出，点击“取消”仍留在程序中。

程序架构和思路如下：

二、代码实现

根据上述思路，利用python实现屏保程序，代码如下：

import random
import tkinter
import tkinter.messagebox

class RandomBall():
'''
单个球定义、运动的类
'''
def __init__(self, root_canvas, width, height):
'''
参数说明：
canvas：从ScreenSaver类中传入的画布
width，height：从SS类中传入的宽高，即屏幕宽高
'''

# 将传入变量赋为RB类的属性
self.canvas = root_canvas
self.width = width
self.height = height

# 随机生成球的中心坐标
self.xcenter = random.randint(100, width-100)
self.ycenter = random.randint(100, height-100)
# 随机生成球的运动速度
self.xvelocity = random.randint(8,16)
self.yvelocity = random.randint(8,16)
# 计算球的半径
self.radius = random.randint(60, 100)
# 利用十六进制随机数与lambda表达式生成球的颜色
# RGB表示法：三个数字，每个数字的值是0-255之间，表示红绿蓝三个颜色的大小
# 在某些系统中，直接用英文单词表示也可以，比如red，green
color = lambda : random.randint(0,255)
self.color = '#%02x%02x%02x' % (color(),color(),color())

# 创建球的函数
def create_ball(self):
'''
用构造函数定义的变量值，在canvas上画一个球
'''
# tkinter没有画圆形函数
# 只有一个画椭圆函数，画椭圆需要定义两个坐标，
# 在一个长方形内画椭圆，我们只需要定义长方形左上角和右下角就好
# 求两个坐标的方法是，已知圆心的坐标，则圆心坐标减去半径能求出
# 左上角坐标，加上半径能求出右下角坐标(向右x为正，向下y为正)
xleftup = self.xcenter - self.radius
yleftup = self.ycenter - self.radius
xrightdown = self.xcenter + self.radius
yrightdown = self.ycenter + self.radius
# 创建球
self.item = self.canvas.create_oval(xleftup,yleftup,
xrightdown,yrightdown,
fill=self.color,
outline=self.color)

# 球运动的函数
def move_ball(self):
# 计算球移动后的中心点坐标
self.xcenter += self.xvelocity
self.ycenter += self.yvelocity
# 当球与边框发生碰撞时，需要进行回弹操作，即对应方向的速度取负
if self.xcenter + self.radius >= self.width:
self.xvelocity = - self.xvelocity
if self.xcenter - self.radius <= 0:
self.xvelocity = - self.xvelocity
if self.ycenter + self.radius >= self.height:
self.yvelocity = - self.yvelocity
if self.ycenter - self.radius <= 0:
self.yvelocity = - self.yvelocity
# 在canvas上移动球,前提是create_ball已经调用
self.canvas.move(self.item, self.xvelocity, self.yvelocity)

class ScreenSaver():
'''
屏保定义类
程序启动
'''
def __init__(self):
# 创建球存储列表
self.balls = []
# 随机生成球的数量
self.num = random.randint(10,20)

# 利用tkinter生成root窗口
self.root = tkinter.Tk()
# 获取屏幕宽、高尺寸
root_w, root_h = self.root.winfo_screenwidth(), self.root.winfo_screenheight()
# 取消边框
self.root.overrideredirect(1)
# 绑定退出函数与相应动作
self.root.bind('<Motion>', self.myquit)
self.root.bind('<Key>', self.myquit)
self.root.bind('<Any-Button>', self.myquit)

# 创建画布，配置尺寸与颜色属性
self.canvas = tkinter.Canvas(self.root, width=root_w, height=root_h)
self.canvas.pack()

# 利用循环与RandomBall类在画布上画球，并append到列表中
for i in range(self.num):
ball = RandomBall(self.canvas, width=root_w, height=root_h)
ball.create_ball()
self.balls.append(ball)

# 调用球运动函数
self.run_screen_saver()
# 启用tkinter时间消息循环mainloop
self.root.mainloop()

# 球运动函数
def run_screen_saver(self):
# 循环实例化的ball调用move_ball函数
for ball in self.balls:
ball.move_ball()
# 使用after实现递归，通过不断调用各球的move_ball函数，实现位置刷新
self.root.after(50, self.run_screen_saver)

# 停止运行
# 此处e只是利用了事件处理机制,际上并不关心事件的类型
def myquit(self, e):
# 扩展：
# 此屏保程序扩展成，一旦捕获事件，则判断屏保不退出
# 显示一个Button，Button上显示事件类型，点击Button后屏保才退出
if tkinter.messagebox.askokcancel("彩球碰撞", '确定退出？'):
self.root.destroy()
else:
pass

if __name__ == '__main__':
# 启动屏保
ScreenSaver()