Создайте приложение wxPython с отображением математического текста

Введение

В этом практическом занятии вы научитесь создавать приложение на wxPython, которое отображает математический текст в wx.Bitmap для отображения в различных элементах управления на wxPython. Для этого используется библиотека Matplotlib для преобразования текста в изображения и библиотека wxPython для отображения изображений.

Советы по использованию ВМ

После запуска виртуальной машины щелкните в верхнем левом углу, чтобы переключиться на вкладку Ноутбук и получить доступ к Jupyter Notebook для практики.

Иногда вам может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook не загрузится полностью. Проверка операций не может быть автоматизирована из-за ограничений Jupyter Notebook.

Если вы столкнетесь с проблемами во время обучения, не стесняйтесь обращаться к Labby. Оставьте отзыв после занятия, и мы оперативно решим проблему для вас.

Установка необходимых библиотек

Для завершения этого практического занятия вам необходимо установить следующие библиотеки:

wxPython
Matplotlib

Вы можете установить эти библиотеки с помощью pip.

pip install wxPython
pip install matplotlib

Создайте приложение на wxPython

Создайте новый файл на Python и импортируйте необходимые библиотеки.

import wx
import numpy as np
from io import BytesIO
from matplotlib.backends.backend_wxagg import FigureCanvasWxAgg as FigureCanvas
from matplotlib.figure import Figure

Преобразование текста с математическими символами в wx.Bitmap

Определите функцию, которая преобразует текст с математическими символами в wx.Bitmap. Эта функция использует Matplotlib для рисования текста в позиции (0, 0), а затем relies на facecolor="none" и bbox_inches="tight", pad_inches=0 для получения прозрачной маски, которая затем загружается в wx.Bitmap.

def mathtext_to_wxbitmap(s):
    fig = Figure(facecolor="none")
    text_color = (
        np.array(wx.SystemSettings.GetColour(wx.SYS_COLOUR_WINDOWTEXT)) / 255)
    fig.text(0, 0, s, fontsize=10, color=text_color)
    buf = BytesIO()
    fig.savefig(buf, format="png", dpi=150, bbox_inches="tight", pad_inches=0)
    s = buf.getvalue()
    return wx.Bitmap.NewFromPNGData(s, len(s))

Определите функции

Определите список функций, которые будет отображать приложение. Каждая функция определяется математическим текстом и лямбда-функцией, которая принимает входное значение и возвращает выходное значение.

functions = [
    (r'$\sin(2 \pi x)$', lambda x: np.sin(2*np.pi*x)),
    (r'$\frac{4}{3}\pi x^3$', lambda x: (4/3)*np.pi*x**3),
    (r'$\cos(2 \pi x)$', lambda x: np.cos(2*np.pi*x)),
    (r'$\log(x)$', lambda x: np.log(x))
]

Создайте рамку для холста

Создайте новый класс, наследующийся от wx.Frame. Этот класс создает холст, на котором отображается выбранная функция.

class CanvasFrame(wx.Frame):
    def __init__(self, parent, title):
        super().__init__(parent, -1, title, size=(550, 350))

        self.figure = Figure()
        self.axes = self.figure.add_subplot()

        self.canvas = FigureCanvas(self, -1, self.figure)

        self.change_plot(0)

        self.sizer = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
        self.add_buttonbar()
        self.sizer.Add(self.canvas, 1, wx.LEFT | wx.TOP | wx.GROW)

        self.SetSizer(self.sizer)
        self.Fit()

Добавьте панель кнопок

Добавьте панель кнопок в приложение, которая отображает иконки для каждой функции. Когда на кнопку нажимается, приложение отобразит соответствующую функцию.

    def add_buttonbar(self):
        self.button_bar = wx.Panel(self)
        self.button_bar_sizer = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
        self.sizer.Add(self.button_bar, 0, wx.LEFT | wx.TOP | wx.GROW)

        for i, (mt, func) in enumerate(functions):
            bm = mathtext_to_wxbitmap(mt)
            button = wx.BitmapButton(self.button_bar, 1000 + i, bm)
            self.button_bar_sizer.Add(button, 1, wx.GROW)
            self.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.OnChangePlot, button)

        self.button_bar.SetSizer(self.button_bar_sizer)

Добавьте панель инструментов

Добавьте панель инструментов в приложение, которая позволяет пользователю приближать и удалять, перемещать и сохранять график в виде изображения. Эта панель инструментов добавляется в нижнюю часть рамки.

    def add_toolbar(self):
        self.toolbar = NavigationToolbar2Wx(self.canvas)
        self.toolbar.Realize()
        self.sizer.Add(self.toolbar, 0, wx.LEFT | wx.EXPAND)
        self.toolbar.update()

Измените график

Определите функцию, которая изменяет график в зависимости от выбранной функции. Эта функция принимает plot_number в качестве входных данных и изменяет график в соответствии с ними.

    def change_plot(self, plot_number):
        t = np.arange(1.0, 3.0, 0.01)
        s = functions[plot_number][1](t)
        self.axes.clear()
        self.axes.plot(t, s)
        self.canvas.draw()