import random
import tkinter
import tkinter.messagebox


class RandomBall():
 '''
 單個球定義、運動的類
 '''
 def __init__(self, root_canvas, width, height):
  '''
  參數說明：
  canvas：從ScreenSaver類中傳入的畫布
  width，height：從SS類中傳入的寬高，即屏幕寬高
  '''

  # 將傳入變量賦為RB類的屬性
  self.canvas = root_canvas
  self.width = width
  self.height = height

  # 隨機生成球的中心坐標
  self.xcenter = random.randint(100, width-100)
  self.ycenter = random.randint(100, height-100)
  # 隨機生成球的運動速度
  self.xvelocity = random.randint(8,16)
  self.yvelocity = random.randint(8,16)
  # 計算球的半徑
  self.radius = random.randint(60, 100)
  # 利用十六進制隨機數與lambda表達式生成球的顏色
  # RGB表示法：三個數字，每個數字的值是0-255之間，表示紅綠藍三個顏色的大小
  # 在某些系統中，直接用英文單詞表示也可以，比如red，green
  color = lambda : random.randint(0,255)
  self.color = '#%02x%02x%02x' % (color(),color(),color())

 # 創建球的函數
 def create_ball(self):
  '''
  用構造函數定義的變量值，在canvas上畫一個球
  '''
  # tkinter沒有畫圓形函數
  # 只有一個畫橢圓函數，畫橢圓需要定義兩個坐標，
  # 在一個長方形內畫橢圓，我們只需要定義長方形左上角和右下角就好
  # 求兩個坐標的方法是，已知圓心的坐標，則圓心坐標減去半徑能求出
  # 左上角坐標，加上半徑能求出右下角坐標(向右x為正，向下y為正)
  xleftup = self.xcenter - self.radius
  yleftup = self.ycenter - self.radius
  xrightdown = self.xcenter + self.radius
  yrightdown = self.ycenter + self.radius
  # 創建球
  self.item = self.canvas.create_oval(xleftup,yleftup,
           xrightdown,yrightdown,
           fill=self.color,
           outline=self.color)

 # 球運動的函數
 def move_ball(self):
  # 計算球移動后的中心點坐標
  self.xcenter += self.xvelocity
  self.ycenter += self.yvelocity
  # 當球與邊框發生碰撞時，需要進行回彈操作，即對應方向的速度取負
  if self.xcenter + self.radius >= self.width:
   self.xvelocity = - self.xvelocity
  if self.xcenter - self.radius <= 0:
   self.xvelocity = - self.xvelocity
  if self.ycenter + self.radius >= self.height:
   self.yvelocity = - self.yvelocity
  if self.ycenter - self.radius <= 0:
   self.yvelocity = - self.yvelocity
  # 在canvas上移動球,前提是create_ball已經調用
  self.canvas.move(self.item, self.xvelocity, self.yvelocity)



class ScreenSaver():
 '''
 屏保定義類
 程序啟動
 '''
 def __init__(self):
  # 創建球存儲列表
  self.balls = []
  # 隨機生成球的數量
  self.num = random.randint(10,20)

  # 利用tkinter生成root窗口
  self.root = tkinter.Tk()
  # 獲取屏幕寬、高尺寸
  root_w, root_h = self.root.winfo_screenwidth(), self.root.winfo_screenheight()
  # 取消邊框
  self.root.overrideredirect(1)
  # 綁定退出函數與相應動作
  self.root.bind('
            
              ', self.myquit)
  self.root.bind('
              
                ', self.myquit)
  self.root.bind('
                
                  ', self.myquit)

  # 創建畫布，配置尺寸與顏色屬性
  self.canvas = tkinter.Canvas(self.root, width=root_w, height=root_h)
  self.canvas.pack()

  # 利用循環與RandomBall類在畫布上畫球，并append到列表中
  for i in range(self.num):
   ball = RandomBall(self.canvas, width=root_w, height=root_h)
   ball.create_ball()
   self.balls.append(ball)

  # 調用球運動函數
  self.run_screen_saver()
  # 啟用tkinter時間消息循環mainloop
  self.root.mainloop()

 # 球運動函數
 def run_screen_saver(self):
  # 循環實例化的ball調用move_ball函數
  for ball in self.balls:
   ball.move_ball()
  # 使用after實現遞歸，通過不斷調用各球的move_ball函數，實現位置刷新
  self.root.after(50, self.run_screen_saver)

 # 停止運行
 # 此處e只是利用了事件處理機制,際上并不關心事件的類型
 def myquit(self, e):
  # 擴展：
  # 此屏保程序擴展成，一旦捕獲事件，則判斷屏保不退出
  # 顯示一個Button，Button上顯示事件類型，點擊Button后屏保才退出
  if tkinter.messagebox.askokcancel("彩球碰撞", '確定退出？'):
   self.root.destroy()
  else:
   pass


if __name__ == '__main__':
 # 啟動屏保
 ScreenSaver()