Python中Tkinter控件的三种布局管理方法（第3节）

当我们在开发一个GUI程序的时候，布局管理发挥着非常重要的作用，它指的是通过管理控件在窗口中的位置（排版），从而实现对窗口和控件布局的目的。

一个优秀的GUI图形用户界面，更像是一个艺术品，它会给用户非常良好的感官体验，因此布局管理不单单是简单的程序代码，更需要以“美观”的角度去控制每一个细节，这样才能吸引更多的用户使用程序。

在前面的教程中，我们介绍的所有Tkinter控件中，控件布局都是使用pack()方法布局的。其实，pack()是一种较为简单的布局方法，在不使用任何参数的情况下，它会将控件以添加时的先后顺序，自上而下，一行一行的进行排列，并且默认居中显示。

Tkinter提供了三种常用的布局管理方法（也称布局管理器），分别是pack()、grid()和place()，用于组织和管理控件的布局。这里需要注意的是，在同一个主窗口中，只能使用一种布局方式，要么控件布局都使用pack()，要么都用grid()，要么都用place()，三种布局不能混合使用。三种布局管理器的使用方法如下表所示：

方法	说明
pack()	按照控件的添加顺序依次进行排列，缺点是灵活性较差
grid()	以行和列（网格）形式对控件进行排列，此种方法使用起来较为灵活
place()	可以指定组件大小以及摆放位置，三个方法中最为灵活的布局方法

1、pack()布局方法

在Tkinter中pack()方法适用于简单的布局，在不添加参数的默认情况下，使用pack()方法可以将控件按照添加的先后顺序，自上而下自动排列。pack()方法的常用参数如下表所示：

名称	描述	取值范围
expand	控制组件是否填充父组件的剩余空间。	"yes", 自然数, "no", 0 (默认值为 "no" 或 0)
fill	填充 x(y) 方向上的空间。	"x", "y", "both" (默认值为待选)
ipadx	组件内部在 x(y) 方向上的填充空间大小。	非负浮点数 (默认值为0.0)
ipady	组件内部在 y 方向上的填充空间大小。	非负浮点数 (默认值为0.0)
padx	组件外部在 x 方向上的填充空间大小。	非负浮点数 (默认值为0.0)
pady	组件外部在 y 方向上的填充空间大小。	非负浮点数 (默认值为0.0)
side	定义组件停靠在父组件的哪一边。	"top", "bottom", "left", "right" (默认为 "top")
before	将组件在所选组件之前 pack。	已经pack后的组件对象
after	将组件在所选组件之后 pack。	已经pack后的组件对象
in_	将组件作为所选组件的子组件。	已经pack后的组件对象
anchor	对齐方式，如左对齐"w"，右对齐"e"，顶对齐"n"，底对齐"s"	"n", "s", "w", "e", "nw", "sw", "se", "ne", "center" (默认为"center")

下面演示Tkinter中pack()方法的布局管理，例如：

动手练一练：

# 导入tkinter模块，用于创建GUI应用程序
import tkinter as tk

# 创建一个主窗口对象
app = tk.Tk()
# 设置窗口标题，也就是窗口的名字
app.title("pack()方法布局示例")
# 设置窗口大小为300x300
app.geometry("300x300")

# 创建三个标签控件
# 创建标签1，背景色为红色，字体颜色为白色
label1 = tk.Label(app, text="标签 1", bg="red", fg="white")
# 创建标签2，背景色为黄色，字体颜色为黑色
label2 = tk.Label(app, text="标签 2", bg="yellow", fg="black")
# 创建标签3，背景色为绿色，字体颜色为黄色
label3 = tk.Label(app, text="标签 3", bg="green", fg="yellow")
# 创建标签4，背景色为蓝色，字体颜色为白色
label4 = tk.Label(app, text="标签 4", bg="blue", fg="white")
# 创建标签5，背景色为粉红色，字体颜色为黑色
label5= tk.Label(app, text="标签 5", bg="pink", fg="black")

# 使用pack()方法进行布局
# 没有设置参数，默认以参数side="top"方式排列，标签1将显示在窗口顶部
label1.pack()
# 设置对齐方式，左对齐"w"，标签2将摆放在主窗口左面
label2.pack(anchor="w")
# 设置控件从左到右依次排列，外边间距为10像素，标签3将显示在窗口左侧
label3.pack(side="left", padx=10, pady=10)
# 设置控件从右向左依次排列，标签4将显示在窗口右侧
label4.pack(side="right")
# 设置控件从下到上依次排列，标签5将显示在窗口底部
# 标签5将填充剩余空间，并且在水平和垂直方向上扩展以填充任何额外空间
label5.pack(side="bottom", expand="yes", fill="both")

# 开启主循环，让窗口处于显示状态
app.mainloop()

执行以上代码，运行结果如下图：

（1）pack()方法中side参数详解

在pack()方法布局中，任何控件都可以实现水平排列，也可实现垂直排列。pack()方法中的side参数用于设置组件水平展示或者垂直展示，设置如下所示：

side="top"：指组件从上到下依次排列，这是side参数的默认值。

side="bottom"：指组件从下到上依次排列。

side="left"：指组件从左到右依次排列。

side="right"：指组件从右向左依次排列。

（2）pack()方法中anchor参数详解

anchor参数指定控件摆放主窗口的位置，前提是主窗口的可用空间大于组件大小，参数取值如下：

anchor="n"：北方（上方）

anchor="s"：南方（下方）

anchor="e"：东方（右侧）

anchor="w"：西方（左侧）

anchor="nw"：西北方（左上）

anchor="ne"：东北方（右上）

anchor="sw"：西南方（左下）

anchor="se"：东南方（右下）

anchor="center" 或anchor="c"：中心位置

anchor参数遵循“上北下南，左西右东”的原则，这些方向实现的布局效果，如下图所示：

2、grid()布局方法

前面我们已经详细介绍了，pack()方法布局方式适合于简单的布局，在同一主窗口中，只能进行上下左右四个方向的布局，而grid()方法则适用于精确控制组件位置的布局。grid()方法是一种基于网格式的布局管理方法，相当于把主窗口看成了一张由“行”和“列”组成的表格。当使用grid()方法进行布局时，表格内的每个单元格都可以放置一个控件，从而实现对界面的精确布局管理。

注意：这里介绍的“表格”是一个虚拟二维表格，方便大家理解，其实主窗口中并不会因为使用了grid()方法布局而增加一个表格。

grid()方法的常用参数如下表所示：

名称	描述
row	指定组件所在的行，窗体最上面为起始行，默认为第0行
column	指定组件所在的列，窗体最左边的为起始列，默认为第0列
rowspan	组件跨越的行数，默认为跨越1行，通过该参数可以合并一列中多个领近单元格。
columnspan	组件跨越的列数，默认为跨越1列，通过该参数可以合并一行中多个领近单元格。
sticky	控制组件在单元格中的对齐方式，参数值为"n"（上）, "s"（下）, "w"（左）, "e"（右）, "nw"（左上）, "sw"（左下）, "se"（右下）, "ne"（右上）或"center"（居中），默认为"center"。
padx，pady	用于控制外边距，在单元格外部，左右、上下方向上填充指定大小的空间。
ipadx,ipady	用于控制内边距，在单元格内部，左右、上下方向上填充指定大小的空间。

下面演示Tkinter中grid()方法的简单布局管理，例如：

动手练一练：

# 导入tkinter模块，用于创建GUI应用程序
import tkinter as tk

# 创建一个主窗口对象
app = tk.Tk()
# 设置窗口标题，也就是窗口的名字
app.title("grid()方法布局示例")
# 设置窗口大小为300x200
app.geometry("300x200")
# 禁止窗口大小调整
app.resizable(False, False)

# 创建按钮控件1,放置在网格的第0行第0列
btn1 = tk.Button(app, text='0行0列')
btn1.grid(row=0, column=0)
# 创建按钮控件2,放置在网格的第0行第1列
btn2 = tk.Button(app, text='0行1列')
btn2.grid(row=0, column=1)
# 创建按钮控件3,放置在网格的第1行第0列
btn3 = tk.Button(app, text='1行0列')
btn3.grid(row=1, column=0)
# 创建按钮控件4,放置在网格的第1行第1列
btn4 = tk.Button(app, text='1行1列')
btn4.grid(row=1, column=1)
# 创建按钮控件5,放置在网格的第2行第0列同时占据两列网格
# 设置单元格内部左右距离为20像素
btn5 = tk.Button(app, text="占据两列")
btn5.grid(row=2, column=0, columnspan=2, ipadx=20)
# 创建按钮控件6,放置在网格的第0行第2列同时占据两行网格
# 设置单元格内部上下距离为15像素
btn6 = tk.Button(app, text='占据两行')
btn6.grid(row=0, column=2, rowspan=2, ipady=15)

# 开启主循环，让窗口处于显示状态
app.mainloop()

执行以上代码，运行结果如下图：

从上面的运行结果可以看出，用grid()方法排列按钮控件，可以设想主窗口有一个3x3的表格，起始行、起始列序号均为0，第二行、第二列序号均为1，以此类推。从效果图可以看出，grid()方法相比pack()方法来说要更加灵活，以网格的方式对组件进行布局管理，让整个布局显得非常简洁、优雅。

但是这里需要注意的是，在同一个程序主窗口中不能同时使用pack()和grid()方法，这两个方法只能二选一，否则程序会运行错误。

（1）grid()方法输出复杂的数据表格

grid()方法可以帮助开发者在Tkinter窗口中实现多种复杂的界面布局，例如网格状的数据表格、表单等。通过使用sticky参数，可以精确控制组件在网格单元格中的对齐方式，使布局更加灵活。例如：

动手练一练：

# 导入tkinter模块，用于创建GUI应用程序
import tkinter as tk

# 创建一个主窗口对象
app = tk.Tk()
# 设置窗口标题，也就是窗口的名字
app.title("grid布局输出数据表格")
# 设置窗口大小为300x115
app.geometry("300x115")
# 禁止窗口大小调整
app.resizable(False, False)

# 添加学生信息列表
students = [
    ("2024001", "张三", 82, 98),
    ("2024002", "李四", 96, 92),
    ("2024003", "王五", 75, 84),
    ("2024004", "赵六", 93, 86),
]

# 创建表格中的单元格
# 第一行（表头）
# 创建一个标签，显示文本“学号”，背景色为白色，宽度为10
label1 = tk.Label(app, text="学号", bg="#88eafc", width=10)
# 创建一个标签，显示文本“姓名”，背景色为白色，宽度为10
label2 = tk.Label(app, text="姓名", bg="#88eafc", width=10)
# 创建一个标签，显示文本“数学成绩”，背景色为白色，宽度为10
label3 = tk.Label(app, text="数学成绩", bg="#88eafc", width=10)
# 创建一个标签，显示文本“语文成绩”，背景色为白色，宽度为10
label4 = tk.Label(app, text="语文成绩", bg="#88eafc", width=10)
# 将label1放置在网格的第0行第0列，使其在北、南、东、西方向上拉伸
# sticky="nsew"表示组件会被拉伸以占满整个单元格
# 这意味着组件会被拉伸填满整个行和列。
label1.grid(row=0, column=0, sticky="nsew")
# 将label2放置在网格的第0行第1列，使其在北、南、东、西方向上拉伸
label2.grid(row=0, column=1, sticky="nsew")
# 将label3放置在网格的第0行第2列，使其在北、南、东、西方向上拉伸
label3.grid(row=0, column=2, sticky="nsew")
# 将label4放置在网格的第0行第3列，使其在北、南、东、西方向上拉伸
label4.grid(row=0, column=3, sticky="nsew")

# 循环创建学生信息行，enumerate()方法遍历数据对象，并组合成一个索引序列
for i, (student_id, name, math_score, chinese_score) in enumerate(students):
    # 创建一个标签控件，显示学生学号
    label5 = tk.Label(app, text=student_id, bg="white", width=10)
    # 创建一个标签控件，显示学生姓名
    label6 = tk.Label(app, text=name, bg="white", width=10)
    # 创建一个标签控件，显示学生数学成绩
    label7 = tk.Label(app, text=str(math_score), bg="white", width=10)
    # 创建一个标签控件显示学生语文成绩
    label8 = tk.Label(app, text=str(chinese_score), bg="white", width=10)
    # 将label5放置在网格的第i+1行第0列，使其在北、南、东、西方向上拉伸
    label5.grid(row=i + 1, column=0, sticky="nsew")
    # 将label6放置在网格的第i+1行第1列，使其在北、南、东、西方向上拉伸
    label6.grid(row=i + 1, column=1, sticky="nsew")
    # 将label7放置在网格的第i+1行第2列，使其在北、南、东、西方向上拉伸
    label7.grid(row=i + 1, column=2, sticky="nsew")
    # 将label8放置在网格的第i+1行第3列，使其在北、南、东、西方向上拉伸
    label8.grid(row=i + 1, column=3, sticky="nsew")

# 开启主循环，让窗口处于显示状态
app.mainloop()

执行以上代码，运行结果如下图：

（2）grid()方法创建简单的登录窗口

在Python开发软件时，经常会用到用户的登录界面，使用Tkinter的grid()布局方法可以快速制作一个简单的登录界面。我们可以通过grid()方法的网格状形式来排列标签、输入框和按钮，并通过sticky参数可以设置“登录”和“退出”按钮的方位，该参数默认将控件设置居中，其他参数值有n/s/w/e（上/下/左/右），而且可以组合在一起使用，比如nw/we/se/sw/ne等。

以下是一个简单的登录程序示例代码：

动手练一练：

# 导入tkinter模块，用于创建GUI应用程序
import tkinter as tk
from tkinter import messagebox

# 创建一个主窗口对象
app = tk.Tk()
# 设置窗口标题，也就是窗口的名字
app.title("grid布局创建登录窗口")
# 设置窗口大小:宽x高，并指定窗口在屏幕上的位置为(200, 200)
# 这里的乘号不是“*”，而是小写英文字母“x”
app.geometry("300x140+200+200")
# 禁止窗口大小调整
app.resizable(False, False)

# 编写一个登录的回调函数
def login():
    # 获取“用户名”输入框内的值
    username = entry_username.get()
    # 获取“密码”输入框内的值
    password = entry_password.get()
    # 判断输入的用户名和密码是否正确
    if username == "abc" and password == "123":
        # 提示登录成功对话框
        messagebox.showinfo("成功", "登录成功")
    else:
        # 提示错误对话框
        messagebox.showerror("错误", "用户名或密码错误")

# 将“用户名”标签布置在第0行第0列
label_username = tk.Label(app, text="用户名：")
label_username.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

# 将“密码”标签布置在第1行第0列
label_password = tk.Label(app, text="密码：")
label_password.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)

 # 在第0行第1列创建“用户名”输入框控件。
entry_username = tk.Entry(app)
entry_username.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)

 # 在第1行第1列创建“密码”输入框控件，并以“*”的形式显示密码
entry_password = tk.Entry(app, show="*")
entry_password.grid(row=1, column=1, padx=10, pady=10)

# 使用grid()的函数来布局，并分别控制“登录”和“退出”按钮的显示位置
button_login = tk.Button(app, text="登录", width=10, command=login)
button_login.grid(row=3, column=0, sticky="w", padx=10, pady=5)
quit_login = tk.Button(app, text="退出", width=10, command=app.quit)
quit_login.grid(row=3, column=1, sticky="e", padx=10, pady=5)

# 开启主循环，让窗口处于显示状态
app.mainloop()

执行以上代码，运行结果如下图：

在这个例子中，用户名被硬编码为“abc”，密码被硬编码为“123”。当用户点击登录按钮时，会检查输入的用户名和密码是否正确。如果正确，会显示一个信息框提示登录成功；如果错误，则显示一个错误框。在实际应用中，应该从数据库或其他认证系统获取这些登录信息。用户提交登录信息后，程序将验证输入并通过消息框显示结果。

3、place()布局方法

place()布局方法是Tkinter支持的第三种布局管理器，它允许程序员直接指定控件的位置和大小。与grid和pack两种布局方法相比，采用place()方法布局会更加精细化，可以直接指定控件在窗体内的绝对位置，或者相对于其他控件定位的相对位置。

place布局适用于更加复杂的，需要准确摆放控件的窗体中。这种布局不是很常用，因为使用比较麻烦，需要提供x、y坐标以及组件的width和height（以像素为单位）。

place布局管理器的常用属性如下表所示：

属性	说明
anchor	定义控件在窗体内的方位，参数值"n"（上）, "s"（下）, "w"（左）, "e"（右）, "nw"（左上）, "sw"（左下）, "se"（右下）, "ne"（右上）或"center"（居中），默认值是"nw"
bordermode	定义控件的坐标是否要考虑边界的宽度，参数值为outside（排除边界）或inside（包含边界），默认值inside。
x、y	定义控件在根窗体中水平和垂直方向上的起始绝对位置
relx、rely	定义控件相对于根窗口（或其他控件）在水平和垂直方向上的相对位置（即位移比例），取值范围在0.0～1.0之间。可设置“in_”参数项，相对于某个其他控件的位置
height、width	控件自身的高度和宽度（单位为像素）
relheight、relwidth	控件高度和宽度相对于根窗体高度和宽度的比例，取值也在0.0～1.0之间

下面演示Tkinter中place()方法的简单布局管理，例如：

动手练一练：

# 导入tkinter模块，用于创建GUI应用程序
import tkinter as tk

# 创建一个主窗口对象
app = tk.Tk()
# 设置窗口标题，也就是窗口的名字
app.title("place方法布局示例")
# 设置窗口大小:宽x高，并指定窗口在屏幕上的位置为(200, 200)
# 这里的乘号不是“*”，而是小写英文字母“x”
app.geometry("300x200+200+200")

# 创建标签1
label1 = tk.Label(app, text="标签1", bg='blue', fg='white')
# 设置第一个标签位于距离窗体左上角的位置（40,40）和其大小（width，height）
# 注意这里（x,y）位置坐标指的是标签左上角的位置（以nw左上角进行绝对定位，默认为nw）
label1.place(x=40,y=40, width=60, height=30)

# 设置标签2
label2 = tk.Label(app, text="标签2",bg='purple',fg='white')
# anchor="ne"以标签的右上角进行绝对值定位，第二个标签右上角的位置距离窗体左上角的(180，80)
label2.place(x=180, y=80, anchor="ne", width=60, height=30)

# 设置标签3
label3 = tk.Label(app, text="标签3",bg='green',fg='white')
# 设置水平起始位置相对于窗体水平距离的0.7倍，垂直的绝对距离为80，大小为60，30
label3.place(relx=0.7, y=80, width=60, height=30)

# 设置标签4
label4 = tk.Label(app, text="标签4",bg='gray',fg='white')
# 设置水平起始位置相对于窗体水平距离的0.01倍，垂直的绝对距离为80
# 设置标签高度为窗体高度比例的0.4倍，宽度为80
label4.place(relx=0.01, y=80, relheight=0.4, width=80)

# 开启主循环，让窗口处于显示状态
app.mainloop()

执行以上代码，运行结果如下图：

从运行结果可以看出，place布局管理器虽然看起来简单，但是当控件的数量多了以后，坐标的计算和维护都会变得很复杂。正是由于这个原因，Tkinter开发的程序应用很少会使用place布局方法。

使用Tkinter的place布局方法同样可以制作一个简单的登录界面，以下是一个简单的登录程序示例代码：

动手练一练：

# 导入tkinter模块，用于创建GUI应用程序
import tkinter as tk
from tkinter import messagebox

# 创建一个主窗口对象
app = tk.Tk()
# 设置窗口标题，也就是窗口的名字
app.title("grid布局创建登录窗口")
# 设置窗口大小:宽x高，并指定窗口在屏幕上的位置为(200, 200)
# 这里的乘号不是“*”，而是小写英文字母“x”
app.geometry("400x150+200+200")
# 禁止窗口大小调整
app.resizable(False, False)

# 编写一个登录的回调函数
def login():
    # 获取“用户名”输入框内的值
    username = entry_username.get()
    # 获取“密码”输入框内的值
    password = entry_password.get()
    # 判断输入的用户名和密码是否正确
    if username == "abc" and password == "123":
        # 提示登录成功对话框
        messagebox.showinfo("成功", "登录成功")
    else:
        # 提示错误对话框
        messagebox.showerror("错误", "用户名或密码错误")

# 创建一个标签，显示文本“用户名：”
label_username = tk.Label(app, text="用户名：")
# 使用place布局管理器，将标签放置在窗口的(80, 20)位置
label_username.place(x=80, y=20)

# 创建一个标签，显示文本“密码：”
label_password = tk.Label(app, text="密码：")
# 使用place布局管理器，将标签放置在窗口的(80, 60)位置
label_password.place(x=80, y=60)

# 创建一个文本输入框，用于输入用户名
entry_username = tk.Entry(app)
# 将输入框放置在窗口的(130, 20)位置，宽度为200
entry_username.place(x=130, y=20, width=200)

# 创建一个文本输入框，用于输入密码，输入时显示为星号(*)
entry_password = tk.Entry(app, show="*")
# 将输入框放置在窗口的(130, 60)位置，宽度为200
entry_password.place(x=130, y=60, width=200)

# 创建登录按钮，点击时弹出提示对话框
button_login = tk.Button(app, text="登录", command=login)
# 使用place布局管理器，将按钮放置在窗口的(110, 100)位置，宽度为100
button_login.place(x=110, y=100, width=100)

# 创建退出按钮，点击时关闭窗口
quit_login = tk.Button(app, text="退出", command=app.quit)
# 使用place布局管理器，将按钮放置在窗口的(230, 100)位置，宽度为100
quit_login.place(x=230, y=100, width=100)

# 开启主循环，让窗口处于显示状态
app.mainloop()

执行以上代码，运行结果如下图：

从这个例子中可以看出，place()布局方法和grid()布局方法都可以创建登录窗口，但是控件存放的位置两者略有不同，place()布局方法需要手动计算每个控件的位置。所以在程序开发中，当需要对控件的位置进行精细控制，或者布局较为固定且不依赖于窗口大小变化时，place()布局方法是一个好选择，它适合于需要精确控制控件位置和大小的复杂布局。