创建一个显示数学文本的 wxPython 应用程序

简介

本实验将指导你创建一个 wxPython 应用程序，该程序在 wx.Bitmap 中显示数学文本，以便在 wxPython 的各种控件中显示。它使用 Matplotlib 库将文本转换为图像，并使用 wxPython 库显示图像。

虚拟机使用提示

虚拟机启动完成后，点击左上角切换到“笔记本”标签，以访问 Jupyter Notebook 进行练习。

有时，你可能需要等待几秒钟让 Jupyter Notebook 完成加载。由于 Jupyter Notebook 的限制，操作验证无法自动化。

如果你在学习过程中遇到问题，请随时向 Labby 提问。课程结束后提供反馈，我们将立即为你解决问题。

安装所需库

要完成本实验，你需要安装以下库：

wxPython
Matplotlib

你可以使用 pip 安装这些库。

pip install wxPython
pip install matplotlib

创建一个 wxPython 应用程序

创建一个新的 Python 文件，并导入所需的库。

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

将数学文本转换为 wx.Bitmap

定义一个将数学文本转换为 wx.Bitmap 的函数。此函数使用 Matplotlib 在位置 (0, 0) 处绘制文本，但随后依赖于facecolor="none"和bbox_inches="tight", pad_inches=0来获取一个透明蒙版，然后将其加载到 wx.Bitmap 中。

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))

定义函数

定义应用程序将显示的函数列表。每个函数由一个数学文本和一个 lambda 函数定义，该 lambda 函数接受一个输入值并返回一个输出值。

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))
]

创建一个画布框架

创建一个继承自 wx.Frame 的新类。这个类创建一个画布，用于显示所选函数。

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()

添加一个按钮栏

在应用程序中添加一个按钮栏，为每个函数显示图标。当点击一个按钮时，应用程序将显示相应的函数。

    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)

添加一个工具栏

在应用程序中添加一个工具栏，允许用户进行放大、缩小、平移操作，以及将绘图保存为图像。此工具栏添加到框架的底部。

    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()

更改绘图

定义一个函数，该函数根据所选函数更改绘图。此函数将一个绘图编号作为输入，并相应地更改绘图。

    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()

创建应用程序

创建一个继承自 wx.App 的新类。这个类创建框架并启动事件循环。

class MyApp(wx.App):
    def OnInit(self):
        frame = CanvasFrame(None, "wxPython mathtext demo app")
        self.SetTopWindow(frame)
        frame.Show(True)
        return True

运行应用程序

通过创建 MyApp 类的实例来运行应用程序。

if __name__ == "__main__":
    app = MyApp()
    app.MainLoop()

总结

在本实验中，你学习了如何创建一个在 wx.Bitmap 中显示数学文本的 wxPython 应用程序。你使用了 Matplotlib 库将文本转换为图像，并使用 wxPython 库来显示这些图像。你还学习了如何在应用程序中创建一个按钮栏和一个工具栏，以及如何根据所选函数更改绘图。

数学文本 Wx Sgskip

简介