本文详解如何在单个 tkinter canvas 上同时绘制多个数学函数图像，通过坐标系校准、函数封装与颜色区分实现多图共存，并提供可复用的绘图函数模板。
在 Tkinter 中使用 Canvas 绘制数学函数图像时，若想在同一画布上叠加多个函数（如 $y = x^2$、$y = \sin(x)$、$y = 2x+1$），关键不在于“禁止重复绘图”，而在于统一坐标映射规则、避免绘图覆盖干扰，并结构化管理各函数的绘制逻辑。你原始代码中无法显示多图的根本原因有三点：
- 坐标系未正确偏移：Canvas 原点在左上角，而你的网格中心（两条粗黑线交点）位于 (200, 200)，但绘图时未对所有点统一应用 +200（x）和 -y+200（y）变换；
- create_oval 用法错误：你传入了相同坐标 ((x*10)+200, -(y*10)+200, (x*10)+200, -(y*10)+200)，导致绘制的是「半径为 0 的点」——实际不可见；正确做法是传入以该点为中心、带微小直径（如 ±1 像素）的矩形区域；
- 缺乏函数抽象：所有计算混在同一个循环中，无法独立控制不同函数的采样精度、颜色、是否启用等。
✅ 正确实现方式如下：
✅ 1. 定义标准化绘图函数
将坐标变换与绘图逻辑封装为可复用函数：
def plot_function(canvas, func, x_range, color="red", step=0.1, point_size=2):
"""
在 canvas 上绘制函数 func(x)，支持多图叠加
:param canvas: Tkinter Canvas 实例
:param func: 可调用对象，如 lambda x: x**2
:param x_range: 元组 (x_min, x_max)
:param color: 线条/点颜色
:param step: x 轴采样步长（越小越平滑）
:param point_size: 点直径（像素），建议 1~3
"""
x_min, x_max = x_range
x = x_min
while x <= x_max:
try:
y = func(x)
# 【关键】Tkinter 坐标转换：数学坐标 → 屏幕坐标
# 每单位 = 10 像素，原点(0,0)映射到画布中心(200,200)
screen_x = 200 + x * 10
screen_y = 200 - y * 10 # y轴翻转（数学y向上，屏幕y向下）
# 绘制实心圆点（直径 point_size）
r = point_size / 2
canvas.create_oval(
screen_x - r, screen_y - r,
screen_x + r, screen_y + r,
fill=color, outline=color
)
except (ValueError, ZeroDivisionError, OverflowError):
pass # 忽略无效值（如 sqrt(-1)、1/0）
x += step✅ 2. 多函数调用示例（主程序片段）
# 创建画布（同原代码）
canw = Canvas(wind, width=400, height=400, bg="white")
canw.pack()
# 绘制网格（保持不变）
for i in range(41):
color = "#000" if i == 20 else "#4C8098"
canw.create_line(0, i*10, 400, i*10, fill=color, width=1 if i!=20 else 2)
canw.create_line(i*10, 0, i*10, 400, fill=color, width=1 if i!=20 else 2)
# ✅ 同时绘制多个函数（颜色区分 + 独立参数）
plot_function(canw, lambda x: x**2, (-5, 5), "red", step=0.05)
plot_function(canw, lambda x: math.sin(x), (-5, 5), "blue", step=0.02)
plot_function(canw, lambda x: 2*x + 1, (-5, 5), "green", step=0.1)
plot_function(canw, lambda x: math.log(abs(x)+0.1), (-4, 4), "purple", step=0.05) # 避免 log(0)
wind.mainloop()⚠️ 注意事项与进阶提示：
- 数值安全：务必用 try/except 包裹函数求值，防止 math.sqrt(-1)、1/0、math.exp(1000) 等崩溃；
- 性能优化：高密度绘图（如 step=0.001）可能导致卡顿，建议 step ≥ 0.01 或改用 create_line 连线替代离散点；
- 坐标缩放：若需支持动态缩放，可将 10 替换为变量 scale = 10，并在 UI 添加缩放控件；
- 图例支持：可用 Label 或 Canvas.create_text() 在角落添加文字说明；
-
交互增强：结合 canvas.bind("
", ...) 实现点击显示坐标值等功能。
通过封装绘图逻辑、统一坐标变换、分离函数定义，你不仅能轻松绘制任意数量的函数图像，还能灵活调整样式、范围与精度——这才是真正可扩展的 Tkinter 数学绘图方案。
