Tkinter

Tkinter — это кроссплатформенный графический интерфейс Python, позволяющий работать с библиотекой Tk. Он содержит элементы графического интерфейса пользователя (GUI — Graphical User Interface), с помощью которых можно создавать различные приложения. Изначально Tkinter был разработан в 1988 году профессором математических наук в университете Беркли Джоном Остерхаутом для собственного языка программирования Tcl. Однако впоследствии он был адаптирован для многих других ЯП, таких как Ruby, Perl и т.д. С 1994 года этот программный пакет входит в стандартный дистрибутив языка программирования Python. 

Что такое Tkinter и для чего он нужен

В большинстве пользовательских приложений, которыми мы пользуемся на мобильных и десктопных устройствах, используется графический интерфейс пользователя. Это система интерактивных элементов, обеспечивающих взаимодействие человека с программой. Чтобы программа выполнила нужное вам действие, не нужно вводить соответствующую команду в строку — достаточно кликнуть или коснуться пальцем виртуальной кнопки, поставить флажок или галочку, перетащить ползунок и т.д. Этим программы с графическим интерфейсом отличаются от консольных приложений, в которых любую команду нужно вбивать текстом в командную строку. Преимущества GUI очевидны:

• управлять приложением с помощью интерактивных элементов проще, чем вводить каждую команду текстом;
• графический интерфейс интуитивно понятен — даже пользователь, впервые открывший приложение или не знающий языка, сможет разобраться хотя бы в основном функционале. 

Очевидно, что любой визуальный интерактивный элемент — не просто картинка. Изображение должно быть сопряжено с программной частью приложения, чтобы обеспечивать взаимодействие пользователя с функциями программы. Только в этом случае совокупность визуальных интерактивных элементов образует пользовательский интерфейс. Для этой цели и предназначены различные библиотеки и GUI-фреймворки, одним из которых является Tkinter. 

По сути, программный пакет представляет собой интерпретатор, переводящий код приложений с Python на Tcl — высокоуровневый скриптовый язык, который используется в быстром прототипировании, создании графических интерфейсов, веб-разработке. Программист пишет приложение на Python, а встроенный модуль Tkinter автоматически переводит его на Tcl.

В Tkinter реализовано событийно-ориентированное и объектно-ориентированное программирование.

• Та или иная часть программного кода начинает работать тогда, когда случилось определенное событие — в данном случае это либо действия пользователя в приложении, такие как клики или нажатия на кнопки, внесение данных в онлайн-форму, прокручивание и т.д., либо события, заложенные в самой программе, например завершение загрузки, срабатывание таймера. 
• Интерфейс приложения представляет собой взаимодействующие друг с другом и пользователем элементы (виджеты), каждый из которых является объектом-экземпляром, создаваемым от встроенных классов. 

Tkinter позволяет создать полноценный работающий интерфейс пользователя мобильного или десктопного приложения с помощью уже встроенных в программный пакет классов и наследующих им объектов. Это довольно универсальный инструмент, у которого есть свои преимущества и недостатки, определяющие сферу его применения.

Возможности Tkinter

Работа в этом графическом пакете организована вокруг набора визуальных интерактивных элементов управления — виджетов. Именно их совокупность образует пользовательский интерфейс приложения. В Tkinter представлена большая палитра виджетов — перечислим некоторые из них.

• Toplevel/Tk (окно верхнего уровня) — корневой виджет, в котором группируются все остальные, визуальная оболочка интерфейса.
• Frame (рамка) — с помощью этого виджета осуществляется группировка других элементов в пределах общей визуальной оболочки.
• Button (кнопка) — простейший элемент, клик на который вызывает определенное изменение (открытие нового окна, загрузку элемента и т.д.).
• Label (этикетка) — виджет, показывающий некоторый текст и/или изображение. 
• Canvas (холст) — элемент, используемый для вывода простейших графических фигур, таких как стрелки, многоугольники, круги, линии. Также с его помощью отображаются тексты, окна и изображения. 
• Text (текст) — виджет в виде поля, в котором можно вводить, редактировать и форматировать текст с использованием различных стилей, а также внедрять в него окна и изображения.
• Scale (шкала) — ползунок, с помощью которого можно плавно выбрать определенное числовое значение (например, стоимость товара или яркость изображения).

В Tkinter есть виджеты всплывающих и ниспадающих меню, списка с возможностью выбора, сообщений, полосы прокрутки и т.д. 

У каждого виджета есть настраиваемые параметры, позволяющие придать элементу определенный вид и поведение. Как правило, они задаются через конструктор. Например, у элемента Button (кнопка) таким параметром будет text, который отвечает за текст, отображающийся на кнопке. Также с помощью параметров можно настроить форму, размер, цвет, отображение курсора мыши при наведении на элемент и другие характеристики.

Хотя результат работы в Tkinter представляет собой интерактивный визуальный интерфейс пользователя, само программирование осуществляется текстовым способом. Программист придает виджетам-экземплярам определенные значения, которые затем преобразуются в визуальные и функциональные характеристики элементов. 

Достоинства Tkinter

Уже сразу после своего создания инструмент стал достаточно популярным среди разработчиков программных интерфейсов мобильных и декстоп-приложений. Особенно после того, как был включен в стандартный дистрибутив Python.

• Функциональность. Tkinter предоставляет достаточно широкий встроенный набор интерактивных элементов и их атрибутов, который позволяет создавать полноценный работающий интерфейс пользователя. Кроме того, он позволяет использовать внешние подключаемые модули, которые расширяют возможности пользователя за счет дополнительных элементов и их параметров. 
• Кроссплатформенность. Приложения, созданные с помощью Tkinter, могут работать на любой распространенной платформе (Windows, Linux, MacOS). Это обусловлено тем, что Tkinter написан на высокоуровневом языке Tcl, который слабо привязан к техническим аспектам конкретной операционной системы или процессора. Кроссплатформенность Tkinter потенциально позволяет разработчику охватить максимальную аудиторию для продвижения своего продукта. 
• Простота. Библиотека Tkinter проста и удобна в установке, настройке и использовании, чему способствует и ограниченный набор возможностей. Это отличный инструмент для новичков, желающих начать первые шаги в создании пользовательских интерфейсов. С помощью Tkinter они могут понять базовые принципы функционирования GUI, научиться создавать простейшие приложения, чтобы затем перейти к использованию более мощных профессиональных инструментов.
• Широкая поддержка. Вокруг Tkinter сформировалось достаточно большое сообщество профессиональных разработчиков и энтузиастов-любителей. Благодаря им библиотека имеет большой объем документации, различных инструкций, примеров созданных приложений, разборов ошибок и проблем — все это помогает пользователям быстро освоить данный инструмент. 
• Включение в стандартный дистрибутив Python. С 1994 года Tkinter по умолчанию устанавливается вместе с инсталляционным пакетом Python. Это позволяет не искать и скачивать библиотеку отдельно, а быстро импортировать ее и начать работать.   
• Свободное использование. Tkinter распространяется под Python-лицензией, то есть является свободным программным обеспечением. Это значит, что с ее помощью можно создавать, распространять, копировать и изменять как бесплатные (любительские), так и коммерческие приложения. Это существенно расширяет ее применение и одновременно снижает порог вхождения со стороны новичков. 

Недостатки Tkinter

Несмотря на свою популярность, эта библиотека часто пользуется не слишком высокой репутацией среди профессиональных разработчиков из-за присущих ей недостатков. Причем часть из них являются обратной стороной достоинств — перечислим наиболее значимые из них.

• Устаревший интерфейс. Установленные по умолчанию оболочка среды разработки этой программной библиотеки и встроенные виджеты для сегодняшнего времени выглядят явно архаичными. Хотя есть возможность улучшить их вид с помощью настраиваемых тем и стилей. 
• Ограниченный функционал. Tkinter предлагает пользователю ограниченный набор базовых виджетов и их параметров. С одной стороны, это упрощает работу с библиотекой, особенно для новичков, с другой — не затрудняет создание сложных и разнообразных интерфейсов. Частично этот недостаток компенсируется подключаемыми модулями, расширяющими функционал библиотеки. 
• Ограниченная производительность. Скорости работы Thinker вполне хватает для разработки небольших и средним проектов. Но при создании сложных приложений с высокой частотой обновлений производительность данного инструмента существенно снижается, а также уменьшается надежность самих интерфейсов. Это не позволяет масштабировать проекты, разработанные с помощью этой графической библиотеки. 
• Ошибки переносимости. Tkinter является кроссплатформенной библиотекой, то есть созданные с ее помощью программы на Python должны одинаково хорошо работать на разных платформах. На практике же многие пользователи сталкиваются с тем, что интерфейс, созданный для одной платформе, на другой отображается с большими искажениями. 

Из-за недостатков у Tkinter существует множество более современных и функциональных альтернатив — в частности, PyQt. Инструмент выгодно отличается более высокой производительностью и надежностью, подробным и широким функционалом, современным дизайном интерфейса и другими преимуществами.

Где и кем используется Tkinter

Несмотря на недостатки, инструмент продолжает широко использоваться в разработке программ с графическим интерфейсом. Однако сфера применения ограничена в основном небольшими и средними проектами, так как в работе над масштабными программами эффективность сильно падает. 

Чаще всего Tkinter используется как инструмент обучения разработке графических интерфейсов новичками, делающими первые шаги в этом направлении. Благодаря простоте и лаконичности библиотека действительно позволяет быстро освоить основные принципы создания GUI, научиться работать с интерактивными элементами, понять механику эффективного взаимодействия между человеком и программой. С помощью Tkinter можно создавать интерфейсы приложений различных типов, например:

• вспомогательных программ — установщиков приложений, несложных фоторедакторов, калькуляторов, утилит для чистки компьютера, виджетов погоды и т.д.;
• различных электронных справочников, словарей, энциклопедий, учебников, программ для обучения иностранным языкам;
• несложных десктопных и мобильных игр — особенно квестов, пошаговых стратегий, в которых не требуется высокое качество анимации и сложные визуальные эффекты.

Кроме того, с помощью Tkinter можно создавать интерактивные интерфейсы веб-приложений и сайтов любой сложности, от простых лендингов до социальных сетей, информационных порталов и интернет-магазинов. 

Также Tkinter используется в прототипировании и тестировании интерфейсов приложений. С его помощью можно быстро создавать рабочие «эскизы» (макеты) будущих приложений, чтобы с минимальными издержками отработать на них основные механики, выявить ошибочные и правильные решения, возможные программные баги и т.д. А затем на основе полученных данных разработать полноценный интерфейс. 

Таким образом, несмотря на ограниченную функциональность, устаревший интерфейс и другие недостатки, Tkinter продолжает широко использоваться как программистами-любителями, так и профессиональными разработчиками. Хотя у него есть более функциональные и современные аналоги, этот графический пакет хорошо подходит для быстрой разработки несложных приложений, веб-страниц и прототипов.