GoSuda

Implementace GUI v Go bez CGo pomocí Tcl/Tk (modernc.org/tk9.0): zarovnání widgetů a vykreslování obrázků

By Yunjin Lee views ...

Python obsahuje GUI knihovny, jako je Tkinter, přímo ve standardní instalaci. V poslední době byla pro jazyk Go vyvinuta CGo-Free, Cross Platform Tk knihovna, která umožňuje používat Tcl/Tk. Dnes si ukážeme její základní použití.

Vytvoření Hello, Tk

Nejprve začneme jednoduchým příkladem 'Hello, TK!'.

 1package main
 2
 3import tk "modernc.org/tk9.0"
 4
 5func main() {
 6    tk.Pack(
 7        tk.TButton(
 8            tk.Txt("Hello, TK!"),
 9            tk.Command(func() {
10                tk.Destroy(tk.App)
11            })),
12        tk.Ipadx(10), tk.Ipady(5), tk.Padx(15), tk.Pady(10),
13    )
14    tk.App.Wait()
15}

výsledek spuštění hello-tk

Podívejme se podrobněji na výše uvedený příklad kódu a jeho výsledek.

Pokud máte zkušenosti s Tk v Pythonu, pravděpodobně chápete strukturu, ve které se widgety umísťují do okna nebo přímo do podřízených částí okna. V závislosti na typu widgetu jsou do něj zahrnuty například popisky (labely).

Ipadx a Ipady jsou zkratky pro Internal padding, tedy vnitřní odsazení, které upravuje okraje vnitřních widgetů. V tomto příkladu se upravuje okraj tlačítka.

Tato knihovna obsahuje strukturu Window a proměnná App spravuje nejvyšší úroveň okna. Ta je předdefinována uvnitř knihovny. Funkce tk.App.Destroy(), která ukončuje tk.App.Wait(), tedy slouží k zavření okna nejvyšší úrovně.

Nyní se podívejme na několik příkladů ze složky _examples na GitLabu.

Zpracování souborů SVG

Následuje příklad zobrazení souboru SVG v label widgetu.

 1package main
 2
 3import . "modernc.org/tk9.0"
 4
 5// https://en.wikipedia.org/wiki/SVG
 6const svg = `<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
 7<!DOCTYPE svg PUBLIC "-//W3C//DTD SVG 1.1//EN" "http://www.w3.org/Graphics/SVG/1.1/DTD/svg11.dtd">
 8<svg width="391" height="391" viewBox="-70.5 -70.5 391 391" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
 9<rect fill="#fff" stroke="#000" x="-70" y="-70" width="390" height="390"/>
10<g opacity="0.8">
11    <rect x="25" y="25" width="200" height="200" fill="lime" stroke-width="4" stroke="pink" />
12    <circle cx="125" cy="125" r="75" fill="orange" />
13    <polyline points="50,150 50,200 200,200 200,100" stroke="red" stroke-width="4" fill="none" />
14    <line x1="50" y1="50" x2="200" y2="200" stroke="blue" stroke-width="4" />
15</g>
16</svg>`
17
18func main() {
19    Pack(Label(Image(NewPhoto(Data(svg)))),
20        TExit(),
21        Padx("1m"), Pady("2m"), Ipadx("1m"), Ipady("1m"))
22    App.Center().Wait()
23}

výsledek spuštění go-tk-svg

Způsob zpracování SVG v této knihovně je následující:

  1. Obsah souboru SVG se načte jako řetězec (nebo se, jako v příkladu výše, vloží přímo do kódu).
  2. Tento obsah se předá funkci Data, která jej převede na řetězec obsahující možnosti (volba -data).
  3. Převedená data bajtů se předají funkci NewPhoto, která vrátí ukazatel na strukturu Img reprezentující obrázek Tcl/Tk.
  4. Při průchodu funkcí Image se ukazatel na strukturu Img převede na řetězec s přidanou volbou -Image.
  5. Převod na řetězec obsahující RAW hodnotu struktury je nutný pro vytvoření label widgetu.

Soubory ICO a PNG se zpracovávají podobným způsobem.

Zpracování souborů PNG

 1package main
 2
 3import _ "embed"
 4import . "modernc.org/tk9.0"
 5
 6//go:embed gopher.png
 7var gopher []byte
 8
 9func main() {
10    Pack(Label(Image(NewPhoto(Data(gopher)))),
11        TExit(),
12        Padx("1m"), Pady("2m"), Ipadx("1m"), Ipady("1m"))
13    App.Center().Wait()
14}

výsledek spuštění go-tk-png

Postup zpracování souboru PNG je následující:

  1. Vložený soubor gopher.png se převede na řetězec typu obsahujícího možnosti.
  2. Funkcí NewPhoto se převede na typ *Img.
  3. Průchodem funkcí Image se převede na řetězec RAW a poté se vytvoří label widget.

Soubor ICO se zpracovává stejným způsobem a jediný rozdíl oproti formátu SVG spočívá ve vnitřním zpracování ve funkci Data.

Podívejme se nyní, co se skrývá za „řetězcem obsahujícím možnosti“:

1type rawOption string

Výše zmíněný řetězec obsahující možnosti je pouze naformátovaný řetězec.

1func (w *Window) optionString(_ *Window) string {
2    return w.String()
3}

Metoda optionString je metodou ukazatele Window a vrací řetězec.

Nakonec si stručně prohlédněme vnitřní strukturu funkce Data:

 1func Data(val any) Opt {
 2    switch x := val.(type) {
 3    case []byte:
 4        switch {
 5        case bytes.HasPrefix(x, pngSig):
 6            // v pořádku
 7        case bytes.HasPrefix(x, icoSig):
 8            b := bytes.NewBuffer(x)
 9            img, err := ico.Decode(bytes.NewReader(x))
10            if err != nil {
11                fail(err)
12                return rawOption("")
13            }
14
15            b.Reset()
16            if err := png.Encode(b, img); err != nil {
17                fail(err)
18                return rawOption("")
19            }
20
21            val = b.Bytes()
22        }
23    }
24    return rawOption(fmt.Sprintf(`-data %s`, optionString(val)))
25}

Z kódu je vidět, že u souborů ICO nebo PNG je nutný proces kódování a dekódování. V ostatních případech se bez zvláštní konverze pouze přidá volba -data k řetězci převedenému na bajty, čímž se označí, že jde o výsledek funkce Data.

Načítání obrázků pomocí widgetu nabídky

Přidáme-li k příkladu načítání souborů PNG a ICO widget nabídky, můžeme vytvořit aplikaci, která zobrazuje požadovaný obrázek.

Nejprve se podívejme na jednoduchý příklad widgetu nabídky.

 1package main
 2
 3import (
 4    "fmt"
 5    . "modernc.org/tk9.0"
 6    "runtime"
 7)
 8
 9func main() {
10    menubar := Menu()
11
12    fileMenu := menubar.Menu()
13    fileMenu.AddCommand(Lbl("New"), Underline(0), Accelerator("Ctrl+N"))
14    fileMenu.AddCommand(Lbl("Open..."), Underline(0), Accelerator("Ctrl+O"), Command(func() { GetOpenFile() }))
15    Bind(App, "<Control-o>", Command(func() { fileMenu.Invoke(1) }))
16    fileMenu.AddCommand(Lbl("Save As..."), Underline(5))
17    fileMenu.AddSeparator()
18    fileMenu.AddCommand(Lbl("Exit"), Underline(1), Accelerator("Ctrl+Q"), ExitHandler())
19    Bind(App, "<Control-q>", Command(func() { fileMenu.Invoke(4) }))
20    menubar.AddCascade(Lbl("File"), Underline(0), Mnu(fileMenu))
21
22    App.WmTitle(fmt.Sprintf("%s on %s", App.WmTitle(""), runtime.GOOS))
23    App.Configure(Mnu(menubar), Width("8c"), Height("6c")).Wait()
24}

výsledek spuštění go-tk-menu-bar

V tomto příkladu jsme vyzkoušeli lištu nabídek a vytváření nabídek, zvýraznění písmen, volbu Command, navázání klávesových zkratek a nastavení počáteční velikosti okna aplikace.

Nyní upravíme funkci Command přiřazenou k GetOpenFile tak, aby načítala obrázek a zobrazovala ho, a vytvoříme tak program.

Plán tvorby programu je následující:

  1. Omezit otevírání pouze na soubory PNG a ICO
  2. Zpracovat soubor vybraný v dialogu pro výběr souboru
  3. Implementovat widget pro zobrazení obrázku

Následuje kód, který odpovídá tomuto plánu:

 1package main
 2
 3import (
 4    "fmt"
 5    "log"
 6    "os"
 7    "runtime"
 8    "strings"
 9
10    . "modernc.org/tk9.0"
11)
12
13func handleFileOpen() {
14    s := GetOpenFile()
15    for _, photo := range s {
16        formatCheck := strings.Split(photo, ".")
17        format := formatCheck[len(formatCheck)-1]
18
19        if (strings.Compare(format, "png") == 0) || (strings.Compare(format, "ico") == 0) {
20            picFile, err := os.Open(photo)
21            if err != nil {
22                log.Println("Error while opening photo, error is: ", err)
23            }
24
25            pictureRawData := make([]byte, 10000*10000)
26            picFile.Read(pictureRawData)
27
28            imageLabel := Label(Image(NewPhoto(Data(pictureRawData))))
29            Pack(imageLabel,
30                TExit(),
31                Padx("1m"), Pady("2m"), Ipadx("1m"), Ipady("1m"))
32        }
33        picFile.Close()
34    }
35}
36
37func main() {
38    menubar := Menu()
39
40    fileMenu := menubar.Menu()
41    fileMenu.AddCommand(Lbl("Open..."), Underline(0), Accelerator("Ctrl+O"), Command(handleFileOpen))
42    Bind(App, "<Control-o>", Command(func() { fileMenu.Invoke(0) }))
43    fileMenu.AddCommand(Lbl("Exit"), Underline(1), Accelerator("Ctrl+Q"), ExitHandler())
44    Bind(App, "<Control-q>", Command(func() { fileMenu.Invoke(1) }))
45    menubar.AddCascade(Lbl("File"), Underline(0), Mnu(fileMenu))
46
47    App.WmTitle(fmt.Sprintf("%s on %s", App.WmTitle(""), runtime.GOOS))
48    App.Configure(Mnu(menubar), Width("10c"), Height("10c")).Wait()
49}

výsledek spuštění go-tk-image-open

Výše uvedený kód funguje následujícím způsobem:

  1. Příponu souboru kontroluje porovnáním řetězců pomocí funkcí balíčku strings
  2. Soubor se pomocí balíčku os otevře, načte a poté zavře
  3. Načtený obrázek se zobrazí jako label widget

Shrnutí

V tomto článku jsme pomocí Tcl/Tk knihovny jazyka Go probrali následující témata:

  1. Základní strukturu GUI aplikace
  2. Zpracování různých formátů obrázků, jako jsou SVG, PNG a ICO
  3. Umísťování widgetů a správu rozložení
  4. Strukturu zpracování dat obrázků
  5. Klávesové zkratky a příkazy widgetů

Při společném použití jazyka Go a Tcl/Tk lze vytvářet jednoduché, ale praktické GUI programy. Doporučujeme na tomto základě zkusit vyvíjet složitější GUI aplikace.