CGo ilman toteutettu Go Tcl/Tk (modernc.org/tk9.0) GUI: widgettien pakkaaminen ja kuvien renderöinti

Pythonissa on sisäänrakennettuna oletuksena GUI-kirjastoja, kuten Tkinter. Viime aikoina on kehitetty myös Go-kielelle CGo-Free, Cross Platform Tk -kirjasto, jonka avulla Tcl/Tk:ta voi käyttää. Tänään tarkastellaan sen perusteita.

Hello, Tk -sovelluksen luominen

Aloitetaan yksinkertaisella 'Hello, TK!' -esimerkillä.

 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}

Tarkastellaan tarkemmin yllä olevaa esimerkkikoodia ja sen suoritustulosta.

Jos olet aiemmin käyttänyt Pythonin Tk-kirjastoa, ymmärrät rakenteen, jossa widgetit pakataan (pack) ikkunan sisään tai suoraan ikkunan alle. Widgetin tyypistä riippuen esimerkiksi label-widgetit sisältyvät siihen.

Ipadx ja Ipady ovat lyhenteitä sanoista Internal padding, ja ne säätävät sisäisten widgetien reunustaa. Tässä esimerkissä säädetään painikkeen reunusta.

Tässä kirjastossa on Window-rakenne, ja muuttuja App hallitsee päätason ikkunaa. Se on määritelty valmiiksi kirjaston sisällä. Näin ollen tk.App.Destroy()-funktio, joka lopettaa tk.App.Wait()-kutsun, sulkee päätason ikkunan.

Tarkastellaan nyt joitakin esimerkkejä GitLabin _examples-kansiosta.

SVG-tiedoston käsittely

Seuraavassa on esimerkki, jossa SVG-tiedosto näytetään label-widgetissä.

 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}

Tämä kirjasto käsittelee SVG-tiedostot seuraavasti:

1. Luetaan SVG-tiedoston sisältö merkkijonoksi (tai sisällytetään se suoraan, kuten yllä olevassa esimerkissä).
2. Tämä sisältö välitetään Data-funktiolle, joka muuntaa sen valinnat sisältäväksi merkkijonoksi (-data-valinta).
3. Muunnettu bittijono välitetään NewPhoto-funktiolle, joka palauttaa Img-rakenteen osoittimen, joka edustaa Tcl/Tk-kuvaa.
4. Kulkiessaan Image-funktion läpi Img-rakenteen osoitin muuttuu merkkijonoksi, johon on lisätty -Image-valinta.
5. Rakenteen RAW-arvon sisältävä merkkijono muodostetaan Label-widgetin luomista varten.

ICO- ja PNG-tiedostot käsitellään samankaltaisella tavalla.

PNG-tiedoston käsittely

 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}

PNG-tiedoston käsittelyn vaiheet ovat seuraavat:

1. Upotettu gopher.png muunnetaan valinnat sisältäväksi merkkijonotyypiksi.
2. NewPhoto-funktion avulla se muunnetaan tyyppiin *Img.
3. Image-funktion kautta se muunnetaan RAW-merkkijonoksi, minkä jälkeen se luodaan label-widgetiksi.

ICO-tiedosto käsitellään samalla tavalla, ja ainoa ero SVG-muotoon on Data-funktion sisäinen käsittelytapa.

Tarkastellaan tässä, mitä "valinnat sisältävä merkkijono" oikeastaan on:

1type rawOption string

Edellä mainittu valinnat sisältävä merkkijono on yksinkertaisesti muotoiltu merkkijono.

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

optionString-metodi on Window-osoittimen metodi, ja se palauttaa merkkijonon.

Lopuksi tarkastellaan lyhyesti Data-funktion sisäistä rakennetta:

 1func Data(val any) Opt {
 2    switch x := val.(type) {
 3    case []byte:
 4        switch {
 5        case bytes.HasPrefix(x, pngSig):
 6            // ok
 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}

Koodista nähdään, että ICO- tai PNG-tiedostot vaativat koodaus- ja dekoodausvaiheen. Muissa tapauksissa ilman erityistä muunnosta bittijonoksi muunnettuun merkkijonoon lisätään vain -data-valinta, jolla merkitään, että kyseessä on Data-funktion tulos.

Kuvan lataaminen valikkowidgetillä

Lisäämällä valikkowidgetin aiemmin harjoiteltuun PNG- ja ICO-tiedostojen lataamisesimerkkiin voidaan luoda sovellus, joka näyttää halutun kuvan.

Tarkastellaan ensin yksinkertaista valikkowidget-esimerkkiä.

 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}

Tässä esimerkissä kokeiltiin valikkopalkin ja valikoiden luomista, kirjainten korostamista, Command-valintaa, pikanäppäinten sidontaa sekä sovellusikkunan alkukoon asettamista.

Muokataan nyt GetOpenFile-funktiolla määritettyä Command-funktiota ja luodaan ohjelma, joka lataa ja näyttää kuvan.

Ohjelman suunnitelma on seuraava:

1. Rajoitetaan avattavat tiedostot vain PNG- ja ICO-tiedostoihin
2. Käsitellään tiedostodialogissa valittu tiedosto
3. Toteutetaan widget kuvan näyttämistä varten

Seuraavassa on koodi, joka vastaa tätä suunnitelmaa:

 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}

Yllä oleva koodi toimii seuraavasti:

1. Tarkistetaan tiedostopääte strings-paketin merkkijonovertailufunktiolla
2. Avataan, luetaan ja suljetaan tiedosto os-paketin avulla
3. Luettu kuva näytetään label-widgetissä

Yhteenveto

Tässä artikkelissa käsiteltiin Go-kielen Tcl/Tk-kirjastoa hyödyntäen seuraavia aiheita:

1. GUI-sovelluksen perusrakenne
2. SVG-, PNG- ja ICO-muotoisten kuvien ja muiden kuvamuotojen käsittely
3. Widgetien pakkaus (pack) ja asettelun hallinta
4. Kuvadatan käsittelyn rakenne
5. Pikanäppäinten sidonta ja widgetin komennot

Go-kielen ja Tcl/Tk:n yhdistäminen mahdollistaa yksinkertaisten mutta käytännöllisten GUI-ohjelmien luomisen. Tämän pohjalta suosittelemme kokeilemaan monimutkaisempien GUI-sovellusten kehittämistä.