[GUI]插入排序演示

这段代码实现了一个使用 tkinter 绘制动画演示插入排序的小程序。程序随机生成一个包含 1 到 30 的数字列表，然后展示每一步插入排序的过程。

主要步骤如下：

1. insertSort() 函数：生成一个随机数组并保存插入排序的每一步结果到 sortL 列表中。每一步排序后的结果都被保存。
2. draw() 函数：根据 sortL 列表的内容，绘制排序的过程。通过 canvas 组件在窗口中绘制矩形条和相应的数字。
3. 创建主窗口 root，设置标题、大小、位置、不可调整大小等属性。
4. 创建 “单步排序” 按钮 stepBtn 和 “重置数据” 按钮 resetBtn，分别对应单步演示和重置数据操作。
5. 创建 canvas 组件用于绘制矩形条和数字，设置背景颜色、高度、宽度等属性。
6. 在循环中根据排序过程，绘制矩形条和相应的数字。在绘制的过程中，如果当前索引等于正在排序的数字的索引，则使用红色标记。
7. 通过点击 “单步排序” 按钮，可以逐步演示排序过程。
8. “重置数据” 按钮可以重新生成随机数据并重置排序过程。
9. 程序在运行后会自动调用 insertSort() 生成随机数据并调用 draw() 绘制排序过程。
10. 最后通过 root.mainloop() 进入主循环，等待用户交互。

请注意，这个程序在 tkinter 窗口中展示了插入排序的排序过程，可以点击 “单步排序” 按钮以步骤方式演示排序，点击 “重置数据” 按钮可以重新生成随机数据并重置排序过程。

# coding: utf-8
import tkinter as tk
import random
import copy
import tkinter.messagebox
 
width = 30  # 矩形条宽度
x0 = 80  # 矩形条x轴初始值
y0 = 350  # 矩形条最高度
index = 0  # 待排序数字的下标标记
sortL = []  # 存储插入排序的每一步结果
 
root = tk.Tk()
root.title("动画演示插入排序")
root.geometry('640x500+250+250')
root.resizable(False, False)
 
def insertSort():
    """
    生成随机数组， 并且保存插入排序的每步结果， 保存到sortL
    :param num:
    :return:
    """
    global sortL
    # 随机生成数据列表
    num = [i for i in range(1, 31, 1)]
    random.shuffle(num)
    num = num[:15]  # 取随机数组的前15个组成列表
 
    sortL.append(copy.deepcopy(num))  # 存储每次排序结果
    # 插入排序算法
    for i in range(1, len(num)):
        key = num[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and key < num[j]:
            num[j + 1] = num[j]
            j -= 1
        num[j + 1] = key
        sortL.append(copy.deepcopy(num))  # 存储每次排序结果
    sortL.append(copy.deepcopy(num))
 
 
def draw():
    """
    绘制结果
    :return:
    """
    global width, x0, y0, index, sortL
    x0 = 80  # x 坐标初始化
    print(sortL[index])
 
    def step():
        # 删除每一个矩形以及字符
        for i in range(15):
            canvas.delete(str(i))
            canvas.delete("string" + str(i))
        draw()  # 重新绘制
    stepBtn = tk.Button(root, text="单步排序", width=8, height=1, command=step)
    stepBtn.place(x=200, y=420)
 
    def reset():
        global index
        index = 0
        sortL.clear()  # 清空结果列表
        insertSort()  # 执行插入排序算法
        draw()  # 绘制结果列表中的每一项
    resetBtn = tk.Button(root, text="重置数据", width=8, height=1, command=reset)
    resetBtn.place(x=350, y=420)
 
    canvas = tk.Canvas(root, bg='white', height=400, width=1000)
    canvas.place(x=0, y=0)
    for i in range(15):
        # 绘制矩形条
        if index + 1 == i:  # 用红色标记待排序的数字
            canvas.create_rectangle(x0, y0 - sortL[index][i] * 10,
                                    x0 + width, y0, width=3, fill='red',
                                    tags=str(i))
        else:
            canvas.create_rectangle(x0, y0 - sortL[index][i] * 10, x0 + width,
                                    y0, width=3, tags=str(i))
        # 绘制文本
        canvas.create_text(x0 + width // 2, y0 - sortL[index][i] * 10 -
                           width // 2, text=str(sortL[index][i]),
                           font="time 10 bold underline",
                           tags="string" + str(i))
        x0 = x0 + width
    if index == 14:
        tk.messagebox.showinfo('信息', '排序完成')
    index += 1
 
 
if __name__ == "__main__":
    insertSort()
    draw()
    root.mainloop()