GUI的演化和python编程

写完了有关长寿的两篇博文，本该去完成哥德尔那个命题六的。对计算机图形界面的好奇，让我把注意力暂时离开那个高度抽象难读的哥德尔，给转到计算机语言的python中来了。在python之中竟然有个图形界面的tkinter，它是什么？它从哪儿来？这引发我大大的兴趣。我要弄明白这个图形界面的GUI，究竟是个什么东西？能弄明白的就去弄明白，弄不明白的，只要你想弄明白，大概总可能弄明白。

这就开始了本篇博文。

GUI的图片表述

一、从自然语言，电视到图形用户界面GUI

计算机语言是一种让你感到奇异的语言种类，既不是母语那个类型，也不是外语那个类型。上帝给这个世界创造出各种各样的语言，于是全世界的人就捏不到一块去。那个通天的巴比塔，也就永远也建立不起来。但是，上帝却没有创造出计算机语言，计算机语言全都是人造的。我所接触的python，那就是一个人造的语言。

上帝造的语言似乎都是用来进行人际交流的，所以它有口语，有言谈。计算机语言似乎没有口语，绝不用来交谈，似乎最主要是用来保证人对机器的控制。所以，它只有字符指令。所谓人机对话那也只是近几年的事，而且，这个对话也一定和人际之间的对话区别甚大。至少，人与人之间的对话是有感情色彩的，机器哪里会掺和上什么感情色彩？

我们常惊异于自己的自然语言，魔幻无穷，神奇深邃。就是那么几千个词汇，却道尽了这人世间的千奇百怪，炎凉春秋，还引发人对于历史未来，还有存在的无尽思考。而且，这个用来描述所有自然世界和内心世界的各种自然语言，似乎还具有永恒的品质，它取之不尽且用之不竭。

但科学产生之后，在自然语言基础之上，出现了描述科学的人工语言，一套套抽象古怪的符号系统。而到了20世纪后半叶，又一类人工语言，计算机语言降临人间。这类语言，应该属于人工语言中的一个特异品类。仅就计算机语言中的python而言，其语言的特异，特别表现在它借助网络而获得的链接扩展，由此而不断展现出的表达能力上。

人类对于信息的传播，首先当然是使用自然语言。但机器出现之后，声音的传播有了留声机，然后有了电话。文字的传播有了电报，然后有了计算机。但图像视频的传播，却比计算机出现得早，计算机产生之前的20世纪20年代，英国人贝尔德发明了电视，图像视频的电视传播时代，也称为屏幕时代应该由此而开始。

贝尔德的电视（来自百度）

有趣的是，电视时代还不是真正的屏幕时代。计算机早期的字符界面，也不是真正的屏幕时代。

计算机的字符界面图（来自知乎）

当你学习python语言，学到要开始自己编程的那个阶段时，你立刻就发现，python语言的编程，在基本概念的铺垫之后，就是三个大写字母GUI所构成的一个知识系统，称作图形用户界面。这个界面系统的成型，才真正象征着人类的屏幕时代。

二、GUI（Graphical User Interface）的今生今世

我们这一辈历经折腾，但最为幸运的一点，是差不多见证了人类电子时代的全过程。至少是这几十年的改革开放，让我们见证了这个神奇的GUI，它在今生今世的点点滴滴。

人类的发明是商业驱动还是兴趣驱动，或者是战争驱动?大概都有可能。有些发明虽然很小很小，看似是一个完全可以忽略不计的雕虫小技，却会带来科技领域的连带效应。回看GUI的成型过程，这一点特别明显。一个了不起的时代，也许就是一个小小的发明促成的。

人类进入到今天的屏幕时代，可以追溯很多很多东西，一直追索到远古时代。但美国人道格拉斯.恩格尔巴特Doug.Engelbart(1925-2013)在1963年发明的鼠标，一般都看作是GUI的源头。正是这个鼠标所带来的屏幕游标，对于计算机的命令行控制的观念带来了巨大的冲击。图像观念，由此而进入到计算机研究者群体的视野。

恩格尔巴特发明的鼠标(来自百度)

十年之后的1973年，当时的施乐公司（Xereo）给它们的计算机Alto，配备了集合许多计算机元素的图形界面操作系统，使用的就是3键鼠标。一些基本的图形界面概念，由此而在计算机中出现了。首先当然是鼠标，还有矩形窗口，滚动条，桌面，所见即所得等等新概念。窗口概念的出现似乎最为重要，自然语言的窗口概念，用在计算机之中，似乎完全超越了这个词本身的含义。人类似乎因为这个概念的出现，而展现了一个新的世界，一个与实在世界相通相连，却又可以说完全不同的虚拟世界。我们是从屏幕的窗口，进入到各式各样虚拟世界的。一个真假更难辨别，信息超级爆炸，鬼蜮魍魉满布的虚拟世界。

这个窗口一打开，世界真的变了一个样。几乎所有的智慧人类，除了这个环绕自身的实在世界之外，我们几乎有无限的窗口，来给我们展示无限的虚拟世界。这个宏大话题，暂且就到此为止吧，我们还是聚焦到那个GUI，看看这施乐的图形界面系统的出现，随之带来些何方神奇。

施乐的用户界面

又过了几年，1976年，正是我们文革的尾期，我们依然在无休止地进行斗斗斗的时候，苹果的创始人乔布斯参观了施乐的计算机工厂。宛如触电似的那种激荡，让乔布斯不胜吁叹，用他自己的话，他简直就是亮瞎了眼，乔布斯说：

他们给我看了三样东西，但我被第一件东西亮瞎了，以至于我甚至没有看到另外两个。他们向我展示的东西之一是面向对象编程。他们给我看了，但是我没有get到。他们给看的另一个实际上是一个互联的计算机系统。有超过一百个Alto计算机在使用电子邮件等等，我也没有get到。那个亮瞎我的第一件东西就是图形用户界面（GUI），我认为这是我这辈子见到的最好的东西（转摘自https://www.jianshu.com/p/9133f5a567dc《简书》路漫漫博文）。

这个参观肯定震动了乔布斯，又过了几年，1983年，乔布斯的苹果公司推出了appleLisa个人计算机，这应该是全球第一款搭建图形用户界面的个人计算机。

乔布斯看到的第一款图形界面计算机

1983年Apple弄出来他们的图形界面个人计算机。

于是，GUI的进展加快了脚步，继苹果之后，比尔盖茨的微软紧跟上来。1986年首款用于Unix的窗口系统X.Window.System发布出来。

1986年的window

1988年微软与IBM合作创建了窗口系统OS/2，1990年微软发行win3.0.。九十年代开始使用win操作系统的人，都会对这个win3.0有感觉。那时候国内开始出现互联网，当时win3.0配备的浏览器，我记得有Netscape Navigator，中文名为网景，但那时的上网，费用高不说，基本上没有什么东西。微软的win3.0，

Win3.0

一直升到win3.11，图形界面又产生一次飞跃式的进步。

Win3.11版

这个进步就是1995年出现的window95，窗口以全名展现出来。我们几乎全都通过窗口，来领略那个与实在世界同在的虚拟世界，全球化似乎在这个窗口的引领之下，真的让这个地球成为了一个村落。

Win95

2000年后的win

图形用户界面GUI由此而成型，从此，计算机屏幕给我们呈现的就是窗口。我们的自然语言，把我们人体的眼睛称作心灵的窗口。这大概至少是两层意思，一层意思，主体通过眼睛来观察外部世界，再传递给主体的心灵来消化这些观察。另一层意思，客体则可以通过我们的眼睛来测度我们的心灵。这个语词用到计算机，则显然有它自身的专业意义。窗口在这里成为一个专业计算机词汇，通俗一点地说，计算机的屏幕表层就是一个窗口，窗口之内则是一个巨大的容器或者虚拟空间，这个空间所容纳的东西都是信息。而为了获得信息和创制信息，我们需要在窗口设置导引的界面。就像我们远程旅行需要地图一样。于是在窗口之中，需要设置标签、按钮、文本框、工具栏、菜单、图标、控件、框架等等。还有更多派生出的计算机词汇，难以列尽。由这些导引，我们才方便去实现程序的开发和应用，我们才能看到，这个虚拟窗口之后的虚拟世界。

这真是回应了那句格言：人类的生活来自于人类的发明。GUI的发明和成型，人类的周边从此就不仅有环绕自身的实在世界，也有在那个小小窗口后面无穷无尽的虚拟世界。

Gui概念关系图

三、计算机语言与GUI的对接

完全无知python的时候，没有想到python的编程和GUI链接起来运用。等到对于基本概念有了大致的理解，开始做些简单编程的时候，GUI出现了。原来，python语言是把GUI打包进它的语言包中。上世纪90年代成型的GUI，也是上世纪创建的python语言，就这样合成了一体。所谓知识与信息的共享，成型的GUI系统应该是一个例子。自然，现在的python语言，也是知识与信息共享的又一个例子。

这两个东西的对接，也是一件有趣的结合。我们用python组织一段字符，计算机的屏幕就出现一个对应的图形。而在GUI中，伴随窗口而产生的系列图形，都是我们的自然语言中通俗易懂的那些语汇。如以上章节提到的：窗口，标签、按钮、文本框、工具栏、菜单、图标、控件、框架等等。还有图片、视频和动画等等，都有和python的对接。以下仅以我模拟自编的一小段编程作为例子，来说明python字符与GUI图形界面的对接。

自编ch5-7

#ch5-7图形界面
from tkinter import *
def printinfo():
    print('Account:%s\nPassword: %s' % (accountE.get(),pwdE.get()))
    accountE.delete(0,END)
    pwdE.delete(0,END)
 
root = Tk()
root.title('ch5-7')
 
msg = 'welcome to our south china normal university'
fourGIF = PhotoImage(file='four.gif')
logo = Label(root,image=fourGIF,text=msg,compound=BOTTOM)
account = Label(root,text='Account')
account.grid(row=1)
pwdL = Label(root,text='Password')
pwdL.grid(row=2)
 
logo.grid(row=0,column=2,pady=10,padx=10)
accountE = Entry(root)
pwdE = Entry(root,show='*')
accountE.insert(0,'WenQi')
pwdE.insert(0,'pwd')
accountE.grid(row=1,column=1)
pwdE.grid(row=2,column=1,pady=10)
 
loginbtn = Button(root,text='Login',command=printinfo)
loginbtn.grid(row=3,column=0,sticky=W,pady=5)
quitbtn = Button(root,text='Quit',command=root.quit)
quitbtn.grid(row=3,column=1,sticky=W,pady=5)
 
root.mainloop()

以上文件执行后的GUI图片

这个世界，因为总有那些搅屎棍的折腾而动荡不安，但是，这个世界也因为科技的进步与共享而不断给我们以机会和幸运。唯淡泊而致宁静，旷达以成修远也。

本文的撰写，特别多地借用了《简书》网页博客作者路漫漫的图片和行文思路，在此致以谢意。

来自简书的作者题头截图