"""Приложение для рисования на Tkinter — финальная версия (глава 18). Перестройка прототипа из paint_app_basic.py: параметры инструмента живут в DrawingState, нарисованные фигуры — в документе (списке Shape), Canvas только отображает документ через render_document(). Undo/redo работают по действиям (один карандашный штрих — одно действие, даже если состоит из многих отрезков), а не по отдельным элементам Canvas. Сохранение — в JSON, без глобальных переменных: вся логика — методы класса PaintApp. Запуск: python paint_app.py """ import json import tkinter as tk from dataclasses import dataclass, field from enum import Enum from pathlib import Path from tkinter import colorchooser, filedialog, messagebox, ttk class Tool(Enum): PENCIL = "pencil" LINE = "line" RECTANGLE = "rectangle" OVAL = "oval" ERASER = "eraser" TOOL_LABELS = { Tool.PENCIL: "Карандаш", Tool.LINE: "Линия", Tool.RECTANGLE: "Прямоугольник", Tool.OVAL: "Овал", Tool.ERASER: "Ластик", } # (имя, hex) — имя нужно и для подписи текущего цвета, и для доступности: # состояние инструмента не должно опираться только на цвет (раздел 18.32). PALETTE = [ ("Чёрный", "#111827"), ("Красный", "#dc2626"), ("Синий", "#2563eb"), ("Зелёный", "#16a34a"), ("Оранжевый", "#f59e0b"), ("Фиолетовый", "#7c3aed"), ] CANVAS_BG = "#ffffff" MIN_DRAG = 2 # px — короче считаем «кликом без перетаскивания», раздел 18.7 DOCUMENT_VERSION = 1 # Типы фигур, которые умеет рисовать render_document(). Файл с любым другим # "kind" — повреждённый или сделанный другой программой: лучше честно сказать # об этом при загрузке, чем молча держать в документе фигуру, которую никогда # не видно на холсте (раздел 18.30). SHAPE_KINDS = frozenset({"line", "rectangle", "oval"}) def normalize_bounds(x1: float, y1: float, x2: float, y2: float) -> tuple[float, float, float, float]: """Приводит две произвольные противоположные точки перетаскивания к (left, top, right, bottom) — не зависит от того, в какую сторону мышь тянули: вниз-вправо, вверх-влево и так далее (раздел 18.16).""" return min(x1, x2), min(y1, y2), max(x1, x2), max(y1, y2) @dataclass class Shape: """Одна логическая фигура документа — то, что рисуется на Canvas и то, что сохраняется в JSON. Ничего не знает о Tkinter.""" kind: str # "line" | "rectangle" | "oval" coords: list[float] color: str width: int def to_dict(self) -> dict: return {"kind": self.kind, "coords": self.coords, "color": self.color, "width": self.width} @staticmethod def from_dict(data: dict) -> "Shape": """Собирает Shape из словаря, прочитанного из JSON. Всё, что пришло из файла, проверяется здесь: файл мог быть повреждён, отредактирован вручную или записан другой программой (глава 15, раздел 15.25). При любой проблеме бросаем ValueError — вызывающий код (load_from_path) покажет пользователю понятное сообщение. """ if not isinstance(data, dict): raise ValueError(f"фигура должна быть объектом JSON, а не {type(data).__name__}") try: kind = data["kind"] coords = list(data["coords"]) color = data["color"] width = int(data["width"]) except (KeyError, TypeError, ValueError) as exc: raise ValueError(f"в описании фигуры не хватает данных или они неверного типа: {exc}") from exc if kind not in SHAPE_KINDS: raise ValueError(f"неизвестный тип фигуры: {kind!r}") if len(coords) != 4 or not all(isinstance(c, (int, float)) for c in coords): raise ValueError(f"у фигуры {kind!r} должно быть ровно 4 числовые координаты, получено: {coords!r}") if width < 1: raise ValueError(f"толщина должна быть положительной, получено: {width!r}") if not isinstance(color, str) or not color: raise ValueError(f"цвет должен быть непустой строкой, получено: {color!r}") return Shape(kind=kind, coords=coords, color=color, width=width) @dataclass class DrawingState: """Только ТЕКУЩИЕ параметры инструмента — не сами нарисованные фигуры (раздел 18.13). Фигуры живут в PaintApp.document.""" tool: Tool = Tool.PENCIL color: str = PALETTE[0][1] width: int = 4 start_x: float | None = None start_y: float | None = None last_x: float | None = None last_y: float | None = None preview_id: int | None = None pending_shapes: list[Shape] = field(default_factory=list) class PaintApp: def __init__(self, root): self.root = root self.root.title("Рисовалка Pro") self.state = DrawingState() self.document: list[Shape] = [] self.undo_stack: list[list[Shape]] = [] # каждый элемент — фигуры ОДНОГО действия self.redo_stack: list[list[Shape]] = [] self.tool_buttons: dict[Tool, tk.Button] = {} self.color_var = tk.StringVar(value=self.state.color) self.status_var = tk.StringVar() self.build_ui() self.set_tool(Tool.PENCIL) self._update_status(x=None, y=None) # ---------- построение интерфейса ---------- def build_ui(self): outer = ttk.Frame(self.root, padding=8) outer.grid(row=0, column=0, sticky="nsew") self.root.columnconfigure(0, weight=1) self.root.rowconfigure(0, weight=1) outer.columnconfigure(0, weight=1) outer.rowconfigure(1, weight=1) # строка холста растягивается вместе с окном self.build_toolbar(outer) self.canvas = tk.Canvas(outer, width=640, height=420, bg=CANVAS_BG, cursor="crosshair") self.canvas.grid(row=1, column=0, sticky="nsew", pady=(8, 4)) self.canvas.bind("", self.on_press) self.canvas.bind("", self.on_drag) self.canvas.bind("", self.on_release) self.canvas.bind("", self.on_motion) status = ttk.Label(outer, textvariable=self.status_var, anchor="w", font=("Consolas", 10)) status.grid(row=2, column=0, sticky="ew", pady=(4, 0)) self.root.bind("", lambda _e: self.undo()) self.root.bind("", lambda _e: self.redo()) self.root.bind("", lambda _e: self.redo()) self.root.bind("", lambda _e: self.save_document()) self.root.bind("", lambda _e: self.load_document()) self.root.bind("", lambda _e: self.clear_canvas()) def build_toolbar(self, outer): toolbar = ttk.Frame(outer) toolbar.grid(row=0, column=0, sticky="ew") tools_frame = ttk.Frame(toolbar) tools_frame.pack(side="left") for tool in Tool: # Без фиксированного width=N в текстовых единицах — Tk оценивает # его по среднему символу шрифта, а не по реальной ширине # кириллического текста, и на "Прямоугольник" это расходится # достаточно, чтобы подпись выходила за границы кнопки. Кнопка # сама подбирает ширину под свой текст — как у первого прототипа. btn = tk.Button( tools_frame, text=TOOL_LABELS[tool], relief="raised", padx=10, pady=3, command=lambda t=tool: self.set_tool(t), ) btn.pack(side="left", padx=2) self.tool_buttons[tool] = btn colors_frame = ttk.Frame(toolbar) colors_frame.pack(side="left", padx=(14, 0)) for name, hex_color in PALETTE: swatch = tk.Button( colors_frame, bg=hex_color, width=2, relief="raised", command=lambda c=hex_color: self.set_color(c), ) swatch.pack(side="left", padx=1) tk.Button(colors_frame, text="Свой цвет…", command=self.choose_custom_color).pack(side="left", padx=(6, 0)) tk.Label(colors_frame, textvariable=self.color_var, width=9).pack(side="left", padx=(6, 0)) width_frame = ttk.Frame(toolbar) width_frame.pack(side="left", padx=(14, 0)) ttk.Label(width_frame, text="Толщина:").pack(side="left") self.width_scale = tk.Scale( width_frame, from_=1, to=20, orient="horizontal", length=120, command=self.set_width, ) self.width_scale.set(self.state.width) self.width_scale.pack(side="left") actions_frame = ttk.Frame(toolbar) actions_frame.pack(side="right") ttk.Button(actions_frame, text="Открыть", command=self.load_document).pack(side="left", padx=2) ttk.Button(actions_frame, text="Сохранить", command=self.save_document).pack(side="left", padx=2) ttk.Button(actions_frame, text="Очистить", command=self.clear_canvas).pack(side="left", padx=2) ttk.Button(actions_frame, text="Отменить (Ctrl+Z)", command=self.undo).pack(side="left", padx=2) ttk.Button(actions_frame, text="Повторить (Ctrl+Y)", command=self.redo).pack(side="left", padx=2) # ---------- инструмент, цвет, толщина ---------- def set_tool(self, tool: Tool): self.state.tool = tool for t, btn in self.tool_buttons.items(): btn.config(relief="sunken" if t is tool else "raised") self._update_status(x=None, y=None) def set_color(self, hex_color: str): self.state.color = hex_color self.color_var.set(hex_color) def choose_custom_color(self): # askcolor() возвращает (rgb_tuple, hex_string) или (None, None), если # пользователь нажал «Отмена» — обязательно проверяем перед использованием. _rgb, hex_color = colorchooser.askcolor(color=self.state.color, title="Выберите цвет") if hex_color is not None: self.set_color(hex_color) def set_width(self, value: str): self.state.width = int(value) # ---------- события мыши: press → drag → release ---------- def on_press(self, event): self.state.start_x, self.state.start_y = event.x, event.y self.state.last_x, self.state.last_y = event.x, event.y self.state.pending_shapes = [] if self.state.tool in (Tool.LINE, Tool.RECTANGLE, Tool.OVAL): self.state.preview_id = self._create_preview(event.x, event.y, event.x, event.y) def on_drag(self, event): tool = self.state.tool if tool in (Tool.PENCIL, Tool.ERASER): color = CANVAS_BG if tool is Tool.ERASER else self.state.color self.canvas.create_line( self.state.last_x, self.state.last_y, event.x, event.y, # capstyle=tk.ROUND скругляет концы отрезка — стыки между # соседними отрезками штриха не выглядят зубчатыми. smooth # здесь не нужен: у отрезка из ДВУХ точек нет внутренних углов, # которые можно было бы сгладить (раздел 18.14). fill=color, width=self.state.width, capstyle=tk.ROUND, tags=("shape", tool.value), ) self.state.pending_shapes.append( Shape(kind="line", coords=[self.state.last_x, self.state.last_y, event.x, event.y], color=color, width=self.state.width) ) self.state.last_x, self.state.last_y = event.x, event.y elif tool in (Tool.LINE, Tool.RECTANGLE, Tool.OVAL) and self.state.preview_id is not None: self.canvas.coords(self.state.preview_id, self.state.start_x, self.state.start_y, event.x, event.y) self._update_status(event.x, event.y) def on_release(self, event): tool = self.state.tool if tool in (Tool.PENCIL, Tool.ERASER): if self.state.pending_shapes: self._commit_action(self.state.pending_shapes) elif tool in (Tool.LINE, Tool.RECTANGLE, Tool.OVAL): x1, y1 = self.state.start_x, self.state.start_y x2, y2 = event.x, event.y if self.state.preview_id is not None: self.canvas.delete(self.state.preview_id) self.state.preview_id = None if abs(x2 - x1) >= MIN_DRAG or abs(y2 - y1) >= MIN_DRAG: if tool in (Tool.RECTANGLE, Tool.OVAL): # Прямоугольник и овал хранятся в документе с # нормализованными границами — не важно, в какую сторону # тянули мышь (раздел 18.16); линия остаётся "точка A -> точка B". coords = list(normalize_bounds(x1, y1, x2, y2)) else: coords = [x1, y1, x2, y2] shape = Shape(kind=tool.value, coords=coords, color=self.state.color, width=self.state.width) self._commit_action([shape]) self.state.pending_shapes = [] self.state.start_x = self.state.start_y = None def on_motion(self, event): self._update_status(event.x, event.y) def _create_preview(self, x1, y1, x2, y2) -> int: tool = self.state.tool common = dict(outline=self.state.color, width=self.state.width, dash=(4, 2), tags=("preview",)) if tool is Tool.LINE: return self.canvas.create_line(x1, y1, x2, y2, fill=self.state.color, width=self.state.width, dash=(4, 2), tags=("preview",)) if tool is Tool.RECTANGLE: return self.canvas.create_rectangle(x1, y1, x2, y2, **common) return self.canvas.create_oval(x1, y1, x2, y2, **common) # ---------- документ, история, отрисовка ---------- def _commit_action(self, shapes: list[Shape]): self.document.extend(shapes) self.undo_stack.append(shapes) self.redo_stack.clear() # новое действие делает старую историю "redo" недействительной self.render_document() def render_document(self): """Единственное место, которое рисует Canvas ИЗ документа — то же правило, что и render() в главе 17: модель меняют действия пользователя, Canvas только отображает её текущее состояние.""" self.canvas.delete("shape") for shape in self.document: self._draw_shape(shape) def _draw_shape(self, shape: Shape): if shape.kind == "line": self.canvas.create_line( *shape.coords, fill=shape.color, width=shape.width, capstyle=tk.ROUND, tags=("shape", shape.kind), ) elif shape.kind == "rectangle": self.canvas.create_rectangle(*shape.coords, outline=shape.color, width=shape.width, tags=("shape", shape.kind)) elif shape.kind == "oval": self.canvas.create_oval(*shape.coords, outline=shape.color, width=shape.width, tags=("shape", shape.kind)) def undo(self): if not self.undo_stack: return shapes = self.undo_stack.pop() del self.document[len(self.document) - len(shapes):] self.redo_stack.append(shapes) self.render_document() def redo(self): if not self.redo_stack: return shapes = self.redo_stack.pop() self.document.extend(shapes) self.undo_stack.append(shapes) self.render_document() def clear_canvas(self): if self.document and not messagebox.askyesno("Очистить холст", "Удалить весь рисунок без возможности отмены?"): return self.document.clear() self.undo_stack.clear() self.redo_stack.clear() self.render_document() # ---------- сохранение и загрузка ---------- def save_document(self): path_str = filedialog.asksaveasfilename(defaultextension=".json", filetypes=[("Рисунок JSON", "*.json")]) if not path_str: # пользователь нажал «Отмена» — path_str == "" return self._write_document(Path(path_str)) def _write_document(self, path: Path): data = { "version": DOCUMENT_VERSION, "canvas": {"background": CANVAS_BG}, "items": [shape.to_dict() for shape in self.document], } path.write_text(json.dumps(data, ensure_ascii=False, indent=2), encoding="utf-8") def load_document(self): path_str = filedialog.askopenfilename(filetypes=[("Рисунок JSON", "*.json")]) if not path_str: # пользователь нажал «Отмена» return self.load_from_path(Path(path_str)) def load_from_path(self, path: Path): """Загружает документ из JSON-файла. Файл выбирает пользователь — значит, он может оказаться каким угодно: повреждённым, не-JSON, сохранённым другой программой. Поэтому сначала полностью разбираем его в ЛОКАЛЬНЫЙ список, и только если всё получилось, заменяем документ. Иначе рисунок, над которым пользователь работал, пропал бы при попытке открыть чужой файл (глава 15, раздел 15.25). """ try: data = json.loads(path.read_text(encoding="utf-8")) if not isinstance(data, dict): raise ValueError("в файле ожидался объект JSON с ключом \"items\"") items = data["items"] if not isinstance(items, list): raise ValueError('"items" должен быть списком фигур') shapes = [Shape.from_dict(item) for item in items] # Shape ничего не знает о Tkinter (раздел 18.29), поэтому проверить, # что цвет вообще существует, может только владелец холста — здесь. # Делаем это ДО замены документа: иначе "#не-цвет" из файла свалил бы # уже render_document(), когда старый рисунок был бы потерян. for shape in shapes: self.canvas.winfo_rgb(shape.color) # TclError, если цвет неизвестен except (OSError, UnicodeDecodeError) as exc: messagebox.showerror("Не удалось открыть файл", f"{path.name}: файл не читается.\n{exc}") return except json.JSONDecodeError as exc: messagebox.showerror("Не удалось открыть файл", f"{path.name} — это не корректный JSON.\n{exc}") return except (KeyError, TypeError, ValueError, tk.TclError) as exc: messagebox.showerror("Не удалось открыть файл", f"{path.name} — это не сохранённый рисунок.\n{exc}") return # Разбор прошёл успешно — только теперь меняем состояние приложения. self.document = shapes self.undo_stack.clear() self.redo_stack.clear() self.render_document() # ---------- строка состояния ---------- def _update_status(self, x, y): coords = f"x={x} y={y}" if x is not None else "x=— y=—" self.status_var.set( f"Инструмент: {TOOL_LABELS[self.state.tool]} | {coords} | " f"Цвет: {self.state.color} | Толщина: {self.state.width}" ) def main(): root = tk.Tk() app = PaintApp(root) root.mainloop() if __name__ == "__main__": main()