一次在 tkinter 中制作两个动画

Question

我想让两个动画同时工作。

这是我的代码：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
import matplotlib.animation as animation
import tkinter as tk

f = plt.figure(figsize=(6, 2), dpi=100)
f1 = plt.figure(figsize=(4, 2), dpi=100)

def animate(i):
    a = f.add_subplot(111)
    x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    y = [3, 5, 2, 7, 3, 5, 4, 6, 2, 2]
    a.plot(x, y)

def animate1(j):
    a1 = f1.add_subplot(111)
    x1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    y1 = [6, 1, 4, 9, 4, 2, 5, 1, 2, 4]
    a1.plot(x1, y1)

class Figure(tk.Frame):
    def __init__(self, parent, controller):
        tk.Frame.__init__(self, parent)
        self.controller = controller
        self.config(background='blue')

        canvas = FigureCanvasTkAgg(f, self)
        canvas.draw()
        canvas.get_tk_widget().pack(side=tk.TOP, fill=tk.BOTH, expand=True)

class Figure1(tk.Frame):
    def __init__(self, parent, controller):
        tk.Frame.__init__(self, parent)
        self.controller = controller
        self.config(background='blue')

        canvas = FigureCanvasTkAgg(f1, self)
        canvas.draw()
        canvas.get_tk_widget().pack(side=tk.TOP, fill=tk.BOTH, expand=True)


class Calculator(tk.Tk):
        def __init__(self, *args, **kwargs):
            tk.Tk.__init__(self, *args, *kwargs)
            tk.Tk.wm_title(self, 'Beam calculator')
            container = tk.Frame(self)
            container.pack(side='top', fill='both', expand=True)
            bfig = Figure(container, controller=self)
            bfig.grid(row=0, column=0, sticky="nsew")
            bfig1 = Figure(container, controller=self)
            bfig1.grid(row=1, column=0, sticky="nsew")


if __name__ == '__main__':

    app = Calculator()
    app.geometry('1280x720')
    ani = animation.FuncAnimation(f, animate, interval=1000)
    ani1 = animation.FuncAnimation(f1, animate1, interval=1000)
    app.mainloop()

但只出现第二个数字。

我找到了以下主题：

Animate two or more figures simultaneously with matplotlib

但我不知道如何正确地制作它。

Answer 1

有 3 件小事会阻止您的代码工作：

1. 使用grid时，需要assign a positive weight to at least one row and one column：

   class Calculator(tk.Tk):
       def __init__(self, *args, **kwargs):
           ...
           container.grid_columnconfigure(0, weight=1)
           # give the rows equal weight so they are allotted equal size
           container.grid_rowconfigure(0, weight=1)
           container.grid_rowconfigure(1, weight=1)
   

2. 将bfig1 = Figure(container, controller=self) 更改为bfig1 = Figure1(container, controller=self)。否则，画布永远不会附加到图形f1。

3. *kwargs 在tk.Tk.__init__(self, *args, *kwargs) 行中应该是**kwargs。 请参阅 this post for more 了解 *args 和 **kwargs 的含义。

这些是使代码运行所需的最小更改。

---

您可以使用许多其他更改来改进代码。

一个重要的问题是a = f.add_subplot(111) 不应该放在animate 函数内。这将在图形 f 内创建一个 Axes 对象 a。通常每个图都有一个轴和一个图形。 （请参阅matplotlib's hierarchy of objects。）因为animate 被调用一次对于动画的每一帧，您不希望为每一帧创建一个新的轴。下面的代码建议如何在全局范围内定义一次a。

---

另一个主要的编程原则是首字母缩略词DRY: "Don't repeat youself"。

虽然一开始复制代码可能很容易，但从长远来看，它会使维护 并且更难修改代码。例如，假设您决定要添加 Figure 类的一些代码。因为你有两个几乎相同的Figure 类，您可能必须向Figure 和Figure1 添加相同的代码。和 如果您后来发现该代码中存在错误，则必须修复两者中的错误 地方也。您的工作效率减半，因为每次编辑都需要完成 两次。如果你忘记在一个地方做，那么就会引入另一个错误。

您可以通过概括 animate 和 Figure 使您的代码更干燥，这样您 可以删除animate1 和Figure1。您需要做的就是添加一个额外的参数 到函数（例如line和f）以概括代码并允许代码 重用。 （请参阅下面的代码以了解我的意思。）

---

使用带编号的变量名称几乎总是一个坏主意。 通常应使用list 或dict 而不是编号变量。 由于编号的变量名称通常以相同的方式使用， （即对x1执行此操作，对x2执行相同操作，对x3执行相同操作，等等...） 使用编号变量会导致代码重复，这违反了 DRY 原则。 相反，如果您使用列表来收集一个对象中的所有数字变量，那么您可以使用循环一次处理它们：

for x in xs:
    do_something(x)

---

性能提示：调用plt.plot 可能会在动画中发生数千次，这会使您的程序明显变慢。每次调用都会生成新的Line2D 对象，这些对象需要在动画的每一帧中重新渲染。为了获得更好的性能，重复使用相同的 Line2D 对象，只需更改 Line2D 对象内的 ydata 以使 matplotlib 呈现不同的行：

line.set_ydata(y)

---

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
import matplotlib.animation as animation
import matplotlib.figure as mplfig
import tkinter as tk

def animate(i, line):
    y = np.random.randint(10, size=len(x))
    line.set_ydata(y)
    return [line]

class Figure(tk.Frame):

    def __init__(self, parent, controller, f):
        tk.Frame.__init__(self, parent)
        self.controller = controller
        canvas = FigureCanvasTkAgg(f, self)
        canvas.get_tk_widget().pack(side=tk.TOP, fill=tk.BOTH, expand=True)
        canvas.draw()

class Calculator(tk.Tk):

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        tk.Tk.__init__(self, *args, **kwargs)
        self.wm_title('Beam calculator')
        container = tk.Frame(self)
        container.pack(side='top', fill='both', expand=True)
        for i, f in enumerate(figs):
            bfig = Figure(container, controller=self, f=f)
            bfig.grid(row=i, column=0, sticky="nsew")
            # give the rows equal weight so they are allotted equal size
            container.grid_rowconfigure(i, weight=1)
        # you need to give at least one row and one column a positive weight 
        # https://stackoverflow.com/a/36507919/190597 (Bryan Oakley)
        container.grid_columnconfigure(0, weight=1)

if __name__ == '__main__':
    figs = [mplfig.Figure(figsize=(6, 2), dpi=100),
          mplfig.Figure(figsize=(4, 2), dpi=100)]
    axs = [f.add_subplot(111) for f in figs]
    x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    ys = [[3, 5, 2, 7, 3, 5, 4, 6, 2, 2],
          [6, 1, 4, 9, 4, 2, 5, 1, 2, 4]]
    lines = [ax.plot(x, ys[i])[0] for i, ax in enumerate(axs)]
    for ax in axs:
        ax.set_ylim([0, 10])

    app = Calculator()
    app.geometry('1280x720')
    anis = [animation.FuncAnimation(f, animate, interval=1000, fargs=[line])
            for f, line in zip(figs,lines)]
    app.mainloop()