Python, Tkinter и SQL: разрабатываем приложение для создания словарей и запоминания иностранных слов
Python MagazineИзучаем Tkinter и основные SQL-команды в ходе разработки программы WordMatch с графическим интерфейсом и CRUD-модулем для удобного создания и редактирования пользовательских словарей.
Обзор проекта
Приложение WordMatch включает в себя три модуля, которые могут работать и вместе, и по отдельности:
- Скрипт для создания пользовательского словаря.
- GUI интерфейс и набор CRUD операций для добавления, редактирования и удаления записей в словаре.
- GUI интерфейс и скрипт для проверки правильности сопоставления иностранных слов и значений, выведенных в случайном порядке.
Что мы изучим
- Как создавать базы данных, выполнять CRUD операции и запросы на языке SQL.
- Как обрабатывать события в элементах Listbox.
- Как назначить действия основным кнопкам программы и кнопке закрытия окна.
Скрипт для создания словаря
Словарь представляет собой базу данных SQLite, которая поставляется с Python по умолчанию. Для создания новой базы не придется устанавливать никакие дополнительные модули. Однако при желании можно установить набор дополнительных инструментов для работы с SQLite и один из визуальных браузеров-редакторов:
Структура таблицы словаря dictionary задается в sql_create_dictionary_table скрипта create_new_db.py:
- id – порядковый номер записи (целое число);
- word – иностранное слово (текстовое поле);
- meaning – значение слова на русском языке (текстовое поле).
При желании в этом описании можно задать поле для фонетической транскрипции. Для создания базы в определенной директории надо сначала убедиться, что необходимый путь к папке уже имеется на диске. Если нужную директорию не создать заранее, но указать путь к ней в коде, то выполнение скрипта завершится так:
unable to open database file Ошибка: не удалось подключиться к базе.
Если же путь вообще не указан, файл базы данных будет создан в текущей рабочей директории – в Windows это C:\Users\User.
При подключении к несуществующей базе SQLite создает файл базы автоматически, но только при условии, что указанный путь существует. Ниже приведен полный код скрипта для создания базы данных словаря. При этом папка Dictionary в поддиректории Users была создана заранее, а файл dictionary.db в ней был сгенерирован скриптом автоматически:
import sqlite3
from sqlite3 import Error
def create_connection(db_file):
conn = None
try:
conn = sqlite3.connect(db_file)
return conn
except Error as e:
print(e)
return conn
def create_table(conn, create_table_sql):
try:
c = conn.cursor()
c.execute(create_table_sql)
except Error as e:
print(e)
def main():
database = r"dictionary_my.db"
# описание столбцов словаря - id номер, слово и значение
sql_create_dictionary_table = """ CREATE TABLE IF NOT EXISTS dictionary (
id integer PRIMARY KEY,
word text,
meaning text
); """
# подключение к базе
conn = create_connection(database)
# создание таблицы dictionary
if conn is not None:
create_table(conn, sql_create_dictionary_table)
else:
print("Ошибка: не удалось подключиться к базе.")
if __name__ == '__main__':
main()
GUI интерфейс и скрипт для набора CRUD операций
Графический интерфейс программы включает стандартные элементы Tkinter и несколько виджетов модуля Ttk. Для позиционирования элементов на поверхности окна в Tkinter есть целых три метода – pack(), place() и grid(). Мы воспользуемся последним, поскольку он предусматривает максимальную точность размещения. При использовании grid() все пространство окна делится на ряды row и столбцы column. Для каждого элемента нужно указать ряд и столбец, на пересечении которых он размещается:
(row = 2, column = 0)
Еще можно указать ширину элемента, если нужно, чтобы он соответствовал ширине нескольких столбцов:
columnspan = 2
SQL-запросы и команды
Первый запрос, который нам потребуется для извлечения из базы всех слов, выглядит так:
'SELECT * FROM dictionary ORDER BY word DESC'
В этом случае результаты будут упорядочены по алфавитному порядку английских слов. Если заменить wordна meaning, слова в таблице окажутся упорядоченными по русскоязычному значению.
В функции add_word() используется команда для вставки новой записи:
'INSERT INTO dictionary VALUES(NULL, ?, ?)'
Вопросительными знаками обозначаются параметры, которые передаются (из соответствующих полей формы) на следующей строке:
parameters = (self.word.get(), self.meaning.get())
Для удаления слова необходимо выделить соответствующую строку. Слово извлекается из выделенной строки:
word = self.tree.item(self.tree.selection())['text']
И передается в качестве параметра с командой удаления:
query = 'DELETE FROM dictionary WHERE word = ?' self.run_query(query, (word, ))
В функции редактирования существующей записи мы реализуем предварительное заполнение поля формы старыми значениями – оригиналом слова и его переводом:
value = word value = old_meaning
Это нужно для того, чтобы при сохранении записи не сохранилось пустое поле вместо предыдущего слова или значения, если одно из них не нужно было редактировать и пользователь не ввел слово (значение) вручную. А еще это упрощает исправление опечаток.
Фактическое обновление существующей записи производится командой со следующими параметрами:
query = 'UPDATE dictionary SET word = ?, meaning = ? WHERE word = ? AND meaning = ?' parameters = (new_word, new_meaning, word, old_meaning)
Вот полный код для CRUD скрипта и его интерфейса:
from tkinter import ttk
from tkinter import *
import sqlite3
class Dictionary:
db_name = 'dictionary.db'
def __init__(self, window):
self.wind = window
self.wind.title('Редактирование словаря')
# создание элементов для ввода слов и значений
frame = LabelFrame(self.wind, text = 'Введите новое слово')
frame.grid(row = 0, column = 0, columnspan = 3, pady = 20)
Label(frame, text = 'Слово: ').grid(row = 1, column = 0)
self.word = Entry(frame)
self.word.focus()
self.word.grid(row = 1, column = 1)
Label(frame, text = 'Значение: ').grid(row = 2, column = 0)
self.meaning = Entry(frame)
self.meaning.grid(row = 2, column = 1)
ttk.Button(frame, text = 'Сохранить', command = self.add_word).grid(row = 3, columnspan = 2, sticky = W + E)
self.message = Label(text = '', fg = 'green')
self.message.grid(row = 3, column = 0, columnspan = 2, sticky = W + E)
# таблица слов и значений
self.tree = ttk.Treeview(height = 10, columns = 2)
self.tree.grid(row = 4, column = 0, columnspan = 2)
self.tree.heading('#0', text = 'Слово', anchor = CENTER)
self.tree.heading('#1', text = 'Значение', anchor = CENTER)
# кнопки редактирования записей
ttk.Button(text = 'Удалить', command = self.delete_word).grid(row = 5, column = 0, sticky = W + E)
ttk.Button(text = 'Изменить', command = self.edit_word).grid(row = 5, column = 1, sticky = W + E)
# заполнение таблицы
self.get_words()
# подключение и запрос к базе
def run_query(self, query, parameters = ()):
with sqlite3.connect(self.db_name) as conn:
cursor = conn.cursor()
result = cursor.execute(query, parameters)
conn.commit()
return result
# заполнение таблицы словами и их значениями
def get_words(self):
records = self.tree.get_children()
for element in records:
self.tree.delete(element)
query = 'SELECT * FROM dictionary ORDER BY word DESC'
db_rows = self.run_query(query)
for row in db_rows:
self.tree.insert('', 0, text = row[1], values = row[2])
# валидация ввода
def validation(self):
return len(self.word.get()) != 0 and len(self.meaning.get()) != 0
# добавление нового слова
def add_word(self):
if self.validation():
query = 'INSERT INTO dictionary VALUES(NULL, ?, ?)'
parameters = (self.word.get(), self.meaning.get())
self.run_query(query, parameters)
self.message['text'] = 'слово {} добавлено в словарь'.format(self.word.get())
self.word.delete(0, END)
self.meaning.delete(0, END)
else:
self.message['text'] = 'введите слово и значение'
self.get_words()
# удаление слова
def delete_word(self):
self.message['text'] = ''
try:
self.tree.item(self.tree.selection())['text'][0]
except IndexError as e:
self.message['text'] = 'Выберите слово, которое нужно удалить'
return
self.message['text'] = ''
word = self.tree.item(self.tree.selection())['text']
query = 'DELETE FROM dictionary WHERE word = ?'
self.run_query(query, (word, ))
self.message['text'] = 'Слово {} успешно удалено'.format(word)
self.get_words()
# рeдактирование слова и/или значения
def edit_word(self):
self.message['text'] = ''
try:
self.tree.item(self.tree.selection())['values'][0]
except IndexError as e:
self.message['text'] = 'Выберите слово для изменения'
return
word = self.tree.item(self.tree.selection())['text']
old_meaning = self.tree.item(self.tree.selection())['values'][0]
self.edit_wind = Toplevel()
self.edit_wind.title = 'Изменить слово'
Label(self.edit_wind, text = 'Прежнее слово:').grid(row = 0, column = 1)
Entry(self.edit_wind, textvariable = StringVar(self.edit_wind, value = word), state = 'readonly').grid(row = 0, column = 2)
Label(self.edit_wind, text = 'Новое слово:').grid(row = 1, column = 1)
# предзаполнение поля
new_word = Entry(self.edit_wind, textvariable = StringVar(self.edit_wind, value = word))
new_word.grid(row = 1, column = 2)
Label(self.edit_wind, text = 'Прежнее значение:').grid(row = 2, column = 1)
Entry(self.edit_wind, textvariable = StringVar(self.edit_wind, value = old_meaning), state = 'readonly').grid(row = 2, column = 2)
Label(self.edit_wind, text = 'Новое значение:').grid(row = 3, column = 1)
# предзаполнение поля
new_meaning= Entry(self.edit_wind, textvariable = StringVar(self.edit_wind, value = old_meaning))
new_meaning.grid(row = 3, column = 2)
Button(self.edit_wind, text = 'Изменить', command = lambda: self.edit_records(new_word.get(), word, new_meaning.get(), old_meaning)).grid(row = 4, column = 2, sticky = W)
self.edit_wind.mainloop()
# внесение изменений в базу
def edit_records(self, new_word, word, new_meaning, old_meaning):
query = 'UPDATE dictionary SET word = ?, meaning = ? WHERE word = ? AND meaning = ?'
parameters = (new_word, new_meaning, word, old_meaning)
self.run_query(query, parameters)
self.edit_wind.destroy()
self.message['text'] = 'слово {} успешно изменено'.format(word)
self.get_words()
if __name__ == '__main__':
window = Tk()
application = Dictionary(window)
window.mainloop()
Модуль для запоминания слов и проверки значений
Английские слова и их значения загружаются в два элемента Listbox. Для перемешивания слов и значений в случайном порядке используется метод shuffle из модуля random. Для обработки событий (кликов) по спискам Listbox мы напишем две функции – callback_left и callback_right. Чтобы связать функции с Listbox, нужно воспользоваться методом bind:
self.right.bind("<<ListboxSelect>>", self.callback_right)
self.left.bind("<<ListboxSelect>>", self.callback_left)
Функция callback_left отслеживает клики по английским словам в левом элементе Listbox. Когда пользователь кликает по слову, функция посылает запрос в базу:
'SELECT * from dictionary WHERE word = ?'
Результат запроса – отдельная запись:
record = cursor.fetchone()
Второй элемент записи record[2] является значением слова, которое передается в функцию callback_right.
Функция callback_right обрабатывает клики по значениям слов в правом списке Listbox. Когда пользователь кликает по значению, функция сравнивает его со значением, полученным из callback_left. Если они совпадают – ответ является верным, и английское слово вместе с соответствующим значением удаляются из левого и правого списков:
if click == self.trans:
self.right.delete(ANCHOR)
self.left.delete(ANCHOR)
В противном случае выводится сообщение о неверном ответе, а выделение с ошибочного значения снимается.
В GUI модуля для заучивания слов доступны две кнопки: Редактировать для вызова скрипта и визуального интерфейса редактирования словаря, а также Начать сначала для перезагрузки слов и значений. Чтобы вызвать скрипт редактирования словаря, достаточно написать простейшую функцию:
def run_edit(self):
os.system('edit_dictionary.py')
Назначение команд для кнопок выглядит так:
ttk.Button(text="Начать сначала", command=self.restart_program).grid(row = 4, column = 1, sticky = W + E)
ttk.Button(text="Редактировать", command=self.run_edit).grid(row = 4, column = 0, sticky = W + E)
Действие для кнопки х, которая по умолчанию просто закрывает окно и останавливает программу, можно переопределить таким образом, чтобы выводилось окно подтверждения:
Для этого нужно задать новый протокол:
self.wind.protocol("WM_DELETE_WINDOW", self.on_exit)
И добавить функцию:
def on_exit(self):
if messagebox.askyesno("Выйти", "Закрыть программу?"):
self.wind.destroy()
Это полный код модуля word_match.py для запоминания и проверки значений слов:
from tkinter import ttk
from tkinter import *
import random, os
import sqlite3
class Match:
db_name = 'dictionary.db'
def __init__(self, window):
self.wind = window
self.wind.title('Учим слова')
self.eng, self.trans = str(), str()
self.message = Label(text = '', fg = 'red')
self.message.grid(row = 1, column = 0, columnspan = 2, sticky = W + E)
# правая и левая колонки
self.left = Listbox(height = 12, exportselection=False, activestyle='none')
self.left.grid(row = 2, column = 0)
self.right = Listbox(height = 12, activestyle='none')
self.right.grid(row = 2, column = 1)
self.right.bind("<<ListboxSelect>>", self.callback_right)
self.left.bind("<<ListboxSelect>>", self.callback_left)
# назначение команд кнопкам программы и х-кнопке окна
ttk.Button(text="Начать сначала", command=self.restart_program).grid(row = 4, column = 1, sticky = W + E)
ttk.Button(text="Редактировать", command=self.run_edit).grid(row = 4, column = 0, sticky = W + E)
self.wind.protocol("WM_DELETE_WINDOW", self.on_exit)
# заполняем колонки словами
self.get_words()
# закрытие программы по клику на кнопке х
def on_exit(self):
if messagebox.askyesno("Выйти", "Закрыть программу?"):
self.wind.destroy()
# подключение к базе и передача запроса
def run_query(self, query, parameters = ()):
with sqlite3.connect(self.db_name) as conn:
cursor = conn.cursor()
result = cursor.execute(query, parameters)
conn.commit()
return result
# запрос на извлечение всех существующих записей из базы в алфавитном порядке
def get_words(self):
query = 'SELECT * FROM dictionary ORDER BY word DESC'
db_rows = self.run_query(query)
# формирование словаря из перемешанных в случайном порядке слов и их значений
lst_left, lst_right = [], []
for row in db_rows:
lst_left.append(row[1])
lst_right.append(row[2])
random.shuffle(lst_left)
random.shuffle(lst_right)
dic = dict(zip(lst_left, lst_right))
# заполнение правой и левой колонок
for k, v in dic.items():
self.left.insert(END, k)
self.right.insert(END, v)
# обработка клика по словам в левой колонке
def callback_left(self, event):
self.message['text'] = ''
if not event.widget.curselection():
return
# извлечение из базы значения выделенного слова
w = event.widget
idx = int(w.curselection()[0])
self.eng = w.get(idx)
with sqlite3.connect(self.db_name) as conn:
cursor = conn.cursor()
sqlite_select_query = 'SELECT * from dictionary WHERE word = ?'
cursor.execute(sqlite_select_query, (self.eng,))
record = cursor.fetchone()
self.trans = record[2]
# обработка клика в правой колонке
def callback_right(self, event1):
self.message['text'] = ''
if not event1.widget.curselection():
return
w = event1.widget
idx = int(w.curselection()[0])
click = w.get(idx)
# если выбранное слово является правильным переводом, удаляем и оригинал, и значение
if click == self.trans:
self.right.delete(ANCHOR)
self.left.delete(ANCHOR)
# сообщаем о неверном значении
else:
self.message['text'] = 'Неправильно'
self.right.selection_clear(0, END)
# загружаем окно и скрипт редактирования словаря
def run_edit(self):
os.system('edit_dictionary.py')
# перезапуск программы
def restart_program(self):
self.message['text'] = ''
self.left.delete(0, END)
self.right.delete(0, END)
self.get_words()
if __name__ == '__main__':
window = Tk()
window.geometry('250x245+350+200')
application = Match(window)
window.mainloop()
Готовый проект доступен в репозитории.