图形编程（Graphical Programming）是指通过编写代码，创建和操作图形界面（GUI, Graphical User Interface）或图形元素（如点、线、面、图像等），让程序能够以可视化的方式与用户交互或展示信息。
API（Application Programming Interface，应用程序编程接口）是指一组预先定义好的函数、类、方法或协议，供开发者调用，用来实现特定功能或与某个系统、库、服务进行交互。
API就像"菜单"：你去餐厅点菜，菜单上列出了你可以点的菜（功能），但你不需要关心后厨怎么做（内部实现）。你只需要按照菜单（API）上的说明点菜（调用函数），就能得到想要的结果。
graphics.py 是由斯坦福大学计算机科学系开发的Python图形编程库，专门为计算机科学教育而设计。它基于Python的tkinter库构建，但提供了更加简洁和直观的API接口。
# 下载graphics.py文件
# 将graphics.py文件放在项目目录中
# 导入使用
from graphics import Canvas
# 创建画布
canvas = Canvas(width=400, height=300, title="我的图形程序")
canvas.mainloop()# 创建画布
Canvas(width=500, height=600, title='Canvas') # 创建一个画布窗口，可指定宽度、高度和窗口标题
# 获取画布信息
canvas.get_width() # 获取画布宽度（像素）
canvas.get_height() # 获取画布高度（像素）
# 设置画布属性
canvas.set_canvas_background_fill(color) # 设置画布背景色# 创建矩形
canvas.create_rectangle(x1, y1, x2, y2, color='black') # 左上角(x1,y1)，右下角(x2,y2)
# 创建椭圆
canvas.create_oval(x1, y1, x2, y2, color='black') # 外接矩形为(x1,y1)-(x2,y2)
# 创建线段
canvas.create_line(x1, y1, x2, y2, color='black', width=1) # 从(x1,y1)到(x2,y2)
# 创建多边形
canvas.create_polygon(points, outline='black', fill='color', width=1) # points为点坐标列表
# 创建文本
canvas.create_text(x, y, text, font='Arial', font_size=12, color='black', anchor='nw')
# 创建图片
canvas.create_image(x, y, file_path, width=None, height=None) # 加载并显示图片# 相对移动
canvas.move(obj, dx, dy) # 将对象obj相对当前位置移动(dx,dy)
# 绝对定位
canvas.moveto(obj, x, y) # 将对象obj移动到新位置(x,y)| 方法 | 作用 | 参数含义 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
move |
相对移动 | dx, dy | 连续、增量式移动 |
moveto |
绝对定位 | x, y | 跳转到指定位置 |
# 删除对象
canvas.delete(obj) # 删除对象obj
# 设置颜色
canvas.set_fill_color(obj, color) # 设置对象填充色
canvas.set_outline_color(obj, color) # 设置对象轮廓色
# 设置文本属性
canvas.set_font(obj, font, size) # 设置文本对象字体和字号
canvas.set_text(obj, text) # 修改文本内容
# 层级调整
canvas.raise_to_front(obj) # 将对象置于最前
canvas.lower_to_back(obj) # 将对象置于最后# 获取对象尺寸
canvas.get_obj_width(obj) # 获取对象宽度
canvas.get_obj_height(obj) # 获取对象高度
# 获取对象位置
canvas.get_left_x(obj) # 获取对象最左侧x坐标
canvas.get_top_y(obj) # 获取对象最顶部y坐标# 鼠标事件
canvas.on_mouse_pressed = func # 设置鼠标按下事件回调
# 键盘事件
canvas.on_key_pressed = func # 设置键盘按下事件回调
# 等待点击
canvas.wait_for_click() # 阻塞，直到用户点击画布on_key_pressed回调的参数是按下的键名（如"Left", "a", "space"等）。你可以用方向键、字母键、数字键、空格等任意键来控制图形。
"Left" - 左箭头键"Right" - 右箭头键"Up" - 上箭头键"Down" - 下箭头键"a" - 字母A（小写）"A" - 字母A（大写，需要Shift）"w" - 字母W（小写）"s" - 字母S（小写）"d" - 字母D（小写）"1" - 数字1"2" - 数字2"3" - 数字3"0" - 数字0"space" - 空格键"Enter" - 回车键"Escape" - ESC键"Tab" - Tab键"BackSpace" - 退格键"Shift" - Shift键"Control" - Ctrl键"Alt" - Alt键"a" 和 "A" 是不同的键if key == "Control" and another_key == "s""+", "-", "="# 创建按钮
canvas.create_button(title, location) # 添加按钮
# 创建文本框
canvas.create_text_field(label, location) # 添加文本框
canvas.get_text_field_text(label) # 获取文本框内容# 清空画布
canvas.clear() # 清空画布所有对象
# 启动事件循环
canvas.mainloop() # 启动事件循环，显示窗口（程序结尾必加）
# 设置画布标题
canvas.set_canvas_title("我的图形程序") # 设置窗口标题
# 设置画布大小
canvas.set_canvas_size(width, height) # 动态调整画布大小# 暂停执行
canvas.after(milliseconds) # 暂停指定毫秒数（非阻塞）
# 定时执行
canvas.after(milliseconds, function) # 延迟执行指定函数
# 重复执行
def repeat_action():
# 执行动画逻辑
canvas.after(50, repeat_action) # 每50毫秒重复执行
# 强制更新画布
canvas.update() # 强制刷新画布显示（重要：确保动画可见）# 获取画布信息
canvas.get_width() # 获取画布宽度
canvas.get_height() # 获取画布高度
# 设置画布属性
canvas.set_canvas_background_fill(color) # 设置背景色
# 画布可见性控制
canvas.set_canvas_visible(True/False) # 显示/隐藏画布
# 画布焦点控制
canvas.set_canvas_focus() # 设置画布获得焦点# 查找对象
canvas.find_object_at(x, y) # 查找指定坐标的对象
# 获取所有对象
canvas.get_all_objects() # 获取画布上所有对象的列表
# 对象存在性检查
canvas.object_exists(obj) # 检查对象是否仍然存在
# 批量操作
for obj in canvas.get_all_objects():
canvas.delete(obj) # 删除所有对象# 暂停重绘（批量操作时使用）
canvas.suspend_updates() # 暂停画布更新
# ... 执行多个操作 ...
canvas.resume_updates() # 恢复画布更新
# 设置动画帧率
FRAME_RATE = 60 # 60帧/秒
FRAME_DELAY = 1000 // FRAME_RATE # 计算帧延迟
# 非阻塞动画循环
def animate():
# 更新对象位置
canvas.move(ball, dx, dy)
canvas.update() # 确保动画可见
canvas.after(FRAME_DELAY, animate) # 安排下一帧canvas.update() 确保动画可见canvas.after() 替代 time.sleep() 实现非阻塞动画canvas.mainloop() 启动事件处理suspend_updates() 和 resume_updates()# 画一个红色矩形
from graphics import Canvas
canvas = Canvas(width=400, height=300)
rect = canvas.create_rectangle(50, 50, 200, 150, color='red')
canvas.mainloop()# 画一个蓝色椭圆
from graphics import Canvas
canvas = Canvas(width=400, height=300)
oval = canvas.create_oval(100, 100, 300, 200, color='blue')
canvas.mainloop()# 显示文本
from graphics import Canvas
canvas = Canvas(width=400, height=300)
text = canvas.create_text(200, 150, 'Hello, world!', font_size=20, color='green')
canvas.mainloop()# 加载图片（需安装 pillow）
from graphics import Canvas
canvas = Canvas(width=400, height=300)
img = canvas.create_image(100, 100, 'cat.png', width=100, height=100)
canvas.mainloop()# 响应鼠标点击事件
from graphics import Canvas
canvas = Canvas(width=400, height=300)
def on_click(x, y):
canvas.create_oval(x-10, y-10, x+10, y+10, color='orange')
canvas.on_mouse_pressed = on_click
canvas.mainloop()说明：on_mouse_pressed是鼠标点击事件的回调函数。你可以自定义一个函数（如on_click），参数为点击的x, y坐标，然后将其赋值给canvas.on_mouse_pressed。当用户点击画布时，该函数会被自动调用。
# 用键盘控制小球移动（支持方向键和WASD）
from graphics import Canvas
canvas = Canvas(width=400, height=400)
ball = canvas.create_oval(180, 180, 220, 220, color='blue')
def on_key(key):
dx, dy = 0, 0
if key == "Left" or key == "a":
dx = -10
elif key == "Right" or key == "d":
dx = 10
elif key == "Up" or key == "w":
dy = -10
elif key == "Down" or key == "s":
dy = 10
canvas.move(ball, dx, dy)
canvas.on_key_pressed = on_key
canvas.mainloop()提示：你可以尝试用不同的键名控制不同的图形，实现丰富的交互效果！
效果示例：
目标：在画布上绘制一个带有门、窗、屋顶的彩色小房子。
# 伪代码
main():
画房子主体
画屋顶
画门
画窗户
画门把手
# 分步实现
from graphics import Canvas
canvas = Canvas(width=400, height=350)
# 1. 画房子主体
body = canvas.create_rectangle(100, 180, 300, 320, color='burlywood')
# 2. 画屋顶
roof = canvas.create_polygon([100, 180, 200, 100, 300, 180], fill='sienna', outline='black')
# 3. 画门
door = canvas.create_rectangle(170, 250, 230, 320, color='saddlebrown')
# 4. 画窗户
window1 = canvas.create_rectangle(120, 200, 160, 240, color='skyblue')
window2 = canvas.create_rectangle(240, 200, 280, 240, color='skyblue')
# 5. 画门把手
knob = canvas.create_oval(220, 285, 228, 293, color='gold')
canvas.mainloop()建议：你在写更复杂的图形或交互程序时，也采用这种分解-细化-实现-完善的思路！
canvas.mainloop()