/
task1_gui.py
341 lines (280 loc) · 14.3 KB
/
task1_gui.py
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
from tkinter import Tk, Frame, LabelFrame, Canvas, TOP, LEFT, Scale, HORIZONTAL, Button, NO, LAST, END, N, W
from tkinter.ttk import Treeview, Notebook, Label
import numpy as np
import sys
from math import sqrt
import numpy.linalg as la
from math import atan
class App:
def __init__(self):
# создание основного окна Tkinter
self.window = Tk()
self.window.title("Треугольники")
self.window.geometry('520x520')
self.window.minsize(520, 520)
self.window.maxsize(520, 520)
self.press_x, self.press_y = 0, 0
self.release_x, self.release_y = 0, 0
# флаги нажатия/отжатия кнопки
self.pressed = False
# размещение элементов интерфейса
# основной элемент - Canvas
self.canvas_x = 470
self.canvas_y = 270
self.c = Canvas(self.window, width=self.canvas_x, height=self.canvas_y, bg='black')
self.c.pack(side=TOP, padx=10, pady=(10, 10))
# элементы управления: настройки, отображение параметров, очистка/выход
setup = Frame(self.window, width=470)
setup_left = Frame(setup, width=270)
setup_right = Frame(setup, width=200)
self.setup_notebook = Notebook(setup_left)
setup1 = Frame(setup_left, width=250, height=140)
setup2 = Frame(setup_left, width=250, height=140)
setup3 = Frame(setup_left, width=250, height=140)
# элементы управления на вкладках
# вкладка 1
Label(setup1, text='Длина стороны').pack(side=TOP, pady=(10, 0), padx=(10, 0), anchor=W)
self.scal_b = Scale(setup1, orient=HORIZONTAL, length=200, from_=0, to=300, tickinterval=100, resolution=10)
self.scal_b.pack(side=TOP)
self.scal_b.set(100)
self.scal_b.bind("<ButtonRelease-1>", self.draw_triangle)
Label(setup1, text='Угол \u03b1').pack(side=TOP, pady=(10, 0), padx=(10, 0), anchor=W)
self.scal_alpha = Scale(setup1, orient=HORIZONTAL, length=200, from_=0, to=180, tickinterval=30, resolution=15)
self.scal_alpha.pack(side=TOP)
self.scal_alpha.set(30)
self.scal_alpha.bind("<ButtonRelease-1>", self.draw_triangle)
# вкладка 2
Label(setup2, text='Угол \u03b1').pack(side=TOP, pady=(10, 0), padx=(10, 0), anchor=W)
self.scal_alpha2 = Scale(setup2, orient=HORIZONTAL, length=200, from_=0, to=90, tickinterval=15, resolution=5)
self.scal_alpha2.pack(side=TOP)
self.scal_alpha2.set(60)
self.scal_alpha2.bind("<ButtonRelease-1>", self.draw_triangle)
Label(setup2, text='Угол \u03b2').pack(side=TOP, pady=(10, 0), padx=(10, 0), anchor=W)
self.scal_beta = Scale(setup2, orient=HORIZONTAL, length=200, from_=0, to=90, tickinterval=15, resolution=5)
self.scal_beta.pack(side=TOP)
self.scal_beta.set(60)
self.scal_beta.bind("<ButtonRelease-1>", self.draw_triangle)
# вкладка 3
Label(setup3, text='Длина стороны 2').pack(side=TOP, pady=(10, 0), padx=(10, 0), anchor=W)
self.scal_a = Scale(setup3, orient=HORIZONTAL, length=200, from_=0, to=300, tickinterval=100, resolution=10)
self.scal_a.pack(side=TOP)
self.scal_a.set(100)
self.scal_a.bind("<ButtonRelease-1>", self.draw_triangle)
Label(setup3, text='Длина стороны 3').pack(side=TOP, pady=(10, 0), padx=(10, 0), anchor=W)
self.scal_b2 = Scale(setup3, orient=HORIZONTAL, length=200, from_=0, to=300, tickinterval=100, resolution=10)
self.scal_b2.pack(side=TOP)
self.scal_b2.set(100)
self.scal_b2.bind("<ButtonRelease-1>", self.draw_triangle)
setup1.pack()
setup2.pack()
setup3.pack()
self.setup_notebook.add(setup1, text='Задача 1')
self.setup_notebook.add(setup2, text='Задача 2')
self.setup_notebook.add(setup3, text='Задача 3')
self.setup_notebook.bind('<<NotebookTabChanged>>', self.draw_triangle)
self.setup_notebook.pack(side=LEFT)
columns = ('#1', '#2')
self.params = Treeview(setup_right, show='headings', columns=columns, height=5)
self.params.heading('#1', text='Параметр')
self.params.heading('#2', text='Значение')
self.params.column('#1', width=110, minwidth=50, stretch=NO, anchor=N)
self.params.column('#2', width=110, minwidth=50, stretch=NO, anchor=N)
self.params.pack(side=TOP, padx=(15, 0), pady=(15, 5))
butframe = Frame(setup_right)
Button(butframe, text='Очистить', width=10, command=self.draw_base()).pack(side=LEFT, padx=(25, 5))
Button(butframe, text='Выход', width=10, command=lambda x=0: sys.exit(x)).pack(side=LEFT, padx=(0, 10))
butframe.pack(side=TOP, pady=(17, 5))
setup_left.pack(side=LEFT, padx=(0, 20))
setup_right.pack(side=LEFT)
setup.pack(side=TOP, pady=(5, 10), padx=(5, 5))
self.window.bind('<Button-1>', self.press)
self.window.bind('<ButtonRelease-1>', self.release)
self.window.bind('<Motion>', self.motion)
self.draw_base()
self.window.mainloop()
def motion(self, event):
if self.pressed:
if event.widget.master is not None:
if event.widget.widgetName == 'canvas':
self.draw_base()
self.c.create_line([self.press_x, self.press_y, event.x, event.y], dash=True, fill='yellow')
def draw_base(self):
self.c.delete("all")
# базовые оси
self.c.create_line([10, 250, 460, 250], arrow=LAST, fill='white')
self.c.create_line([20, 260, 20, 10], arrow=LAST, fill='white')
# метки
for i in range(1, 5):
self.c.create_line([100*i + 20, 247, 100*i + 20, 253], fill='white')
for i in range(1, 3):
self.c.create_line([17, 250 - 100*i, 23, 250 - 100*i], fill='white')
# надписи
# наименование осей
self.c.create_text(457, 258, text='x', fill='white')
self.c.create_text(30, 15, text='y', fill='white')
# наименование меток
for i in range(0, 5):
self.c.create_text(100*i + 25, 260, text=str(100*i), fill='white')
for i in range(1, 3):
self.c.create_text(34, 250 - 100*i, text=str(100 * i), fill='white')
def press(self, event):
"""
Обработчик события "нажатие кнопки мыши"
:param event:
:return:
"""
if event.widget.master is not None:
if event.widget.widgetName == 'canvas':
self.draw_base()
self.press_x, self.press_y = event.x, event.y
self.pressed = True
def release(self, event):
if event.widget.master is not None:
if event.widget.widgetName == 'canvas':
self.release_x, self.release_y = event.x, event.y
if (self.release_x in range(450)) & (self.release_y in range(250)):
self.draw_triangle(None)
self.pressed = False
def check_coordinates(self, C):
if (C[0] < 0) | (C[1] < 0):
return False
if (C[0] > self.canvas_x) | (C[1] > self.canvas_y):
return False
return True
def draw_triangle(self, event):
if (self.press_x > 0) & (self.press_y > 0) & (self.release_x > 0) & (self.release_y > 0):
self.draw_base()
triangle = Math((self.press_x, self.press_y), (self.release_x, self.release_y), (20, 250))
task = self.setup_notebook.index(self.setup_notebook.select()) + 1
if task == 1:
data_dict = {'b': self.scal_b.get(), 'alpha': self.scal_alpha.get()}
elif task == 2:
data_dict = {'alpha': self.scal_alpha2.get(), 'beta': self.scal_beta.get()}
elif task == 3:
data_dict = {'a': self.scal_a.get(), 'b': self.scal_b2.get()}
else:
return
C1, C2, data_dict = triangle.get_c(task, data_dict)
if self.check_coordinates(C1) & self.check_coordinates(C2):
self.c.create_polygon([self.press_x, self.press_y, self.release_x, self.release_y, C1[0], C1[1]],
fill='red')
self.c.create_polygon([self.press_x, self.press_y, self.release_x, self.release_y, C2[0], C2[1]],
fill='blue')
self.update_treeview(data_dict)
else:
self.c.create_text(300, 100, text='Одна из точек вне области построения', fill='white')
def update_treeview(self, data):
"""
запись параметров в элемент Treeview
:return: None
"""
for x in self.params.get_children():
self.params.delete(x)
for key in data.keys():
self.params.insert("", END, values=[key, data[key]])
class Math:
def __init__(self, A, B, zero):
self.zero_x = zero[0]
self.zero_y = zero[1]
self.A, self.B = self.shift(A), self.shift(B)
self.C1, self.C2 = (0, 0), (0, 0)
Ax, Ay = self.A[0], self.A[1]
Bx, By = self.B[0], self.B[1]
self.phi = atan((By-Ay) / (Bx-Ax)) * 180 / 3.1415
self.c = sqrt((Ax-Bx)**2 + (Ay-By)**2)
def shift_x(self, x):
return x - self.zero_x
def shift_y(self, y):
return self.zero_y - y
def shift(self, C):
return self.shift_x(C[0]), self.shift_y(C[1])
def ashift_x(self, x):
return x + self.zero_x
def ashift_y(self, y):
return self.zero_y - y
def ashift(self, C):
return self.ashift_x(C[0]), self.ashift_y(C[1])
def get_c(self, case, data):
if case == 1:
self.C1, self.C2 = self.case1(self.phi, self.A, data['b'], data['alpha'])
elif case == 2:
self.C1, self.C2 = self.case2(self.c, self.phi, self.A, data['alpha'], data['beta'])
elif case == 3:
self.C1, self.C2 = self.case3(self.c, self.phi, self.A, data['a'], data['b'])
return self.ashift(self.C1), self.ashift(self.C2), {'A': '({:d}, {:d})'.format(int(self.A[0]),
int(self.A[1])),
'B': '({:d}, {:d})'.format(int(self.B[0]),
int(self.B[1])),
'phi': int(self.phi),
'C1': '({:d}, {:d})'.format(int(self.C1[0]),
int(self.C1[1])),
'C2': '({:d}, {:d})'.format(int(self.C2[0]),
int(self.C2[1]))}
def calcB(self, c, phi, A):
"""
Расчет положения точки B
:param c: длина начальной стороны
:param phi: угол наклона начальной стороны
:param A: положение вершины A
:return: положение вершины B
"""
return A + c * np.array([np.cos(phi * 3.1415 / 180), np.sin(phi * 3.1415 / 180)]).T
def calc(self, A, B, alpha, beta, phi):
"""
расчет положения точек C1 и C2
:param A: положение точки А
:param B: положение точки В
:param alpha: угол альфа (случаи 2 и 3)
:param beta: угол бета (случаи 2 и 3)
:param phi: угол наклона начальной стороны
:return: возвращает кортеж положений точек C1 и C2
"""
V1 = np.array([np.cos(phi + alpha), np.sin(phi + alpha)])
V2 = np.array([np.cos(phi - alpha), np.sin(phi - alpha)])
W1 = -1 * np.array([np.cos(phi - beta), np.sin(phi - beta)])
W2 = -1 * np.array([np.cos(phi + beta), np.sin(phi + beta)])
t = np.dot((B - A), la.inv(np.array([V1, -1 * W1])))
C1 = A + V1 * t[0]
t = np.dot((B - A), la.inv(np.array([V2, -1 * W2])))
C2 = A + V2 * t[0]
return C1, C2
def case1(self, phi, A, b, alpha):
"""
расчет положения точек для случая 1
:param phi: угол наклона начальной стороны
:param A: положение точки А
:return: возвращает кортеж положений точек C1 и C2
"""
C1 = A + b * np.array([np.cos((phi + alpha) * 3.1415 / 180), np.sin((phi + alpha) * 3.1415 / 180)])
C2 = A + b * np.array([np.cos((phi - alpha) * 3.1415 / 180), np.sin((phi - alpha) * 3.1415 / 180)])
return C1, C2
def case2(self, c, phi, A, alpha, beta):
"""
расчет положения точек для случая 2
:param c: длина начальной стороны
:param phi: угол наклона начальной стороны
:param A: положение точки А
:return: возвращает кортеж положений точек C1 и C2
"""
B = self.calcB(c, phi, A)
phi = np.radians(phi)
alpha = np.radians(alpha)
beta = np.radians(beta)
return self.calc(A, B, alpha, beta, phi)
def case3(self, c, phi, A, a, b):
"""
расчет положения точек для случая 3. Рассчитывает углы и использует расчет для случая 2
:param c: длина начальной стороны
:param phi: угол наклона начальной стороны
:param A: положение точки А
:return: возвращает кортеж положений точек C1 и C2
"""
alpha = np.arccos((b ** 2 + c ** 2 - a ** 2) / (2 * b * c))
beta = np.arccos((a ** 2 + c ** 2 - b ** 2) / (2 * a * c))
B = self.calcB(c, phi, A)
phi = np.radians(phi)
return self.calc(A, B, alpha, beta, phi)
def main():
app = App()
if __name__ == '__main__':
main()