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La clave está en conseguir la posición y tamaño del item seleccionado, lo cual puedes conseguir en principio con ListBox.winfo_width(), ListBox.x(), ListBox.y() y ListBox.bbox().

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import tkinter as tk



class EditableListBox(tk.Listbox):
    def __init__(self, parent=None, *args, **kwargs):
        super().__init__(parent, *args, **kwargs)
        self._parent = parent
        self._entry = tk.Entry(self._parent)
        self.bind('<Double-Button-1>', self._on_double_button_1)
        self._entry.bind('<Return>', self._on_entry_enter)
        self._index = None

    def _on_entry_enter(self, _):
        new_value = self._entry.get()
        self._entry.place_forget()
        self.config(state="normal")
        self.delete(self._index)
        self.insert(self._index, new_value)
 
    def _on_double_button_1(self, _):
        idx = self.curselection()
        if idx:
            self.config(state="disabled")
            self._index = idx[0]
            value = self.get(self.curselection())
            _, yyoffset, _, hheight = self.bbox(self.curselection()) 

            width = self.winfo_width()
            wx = self.winfo_widthwinfo_x()
            xy = self.winfo_xwinfo_y() + yoffset
            self._entry.place(x=x, y=y, width=wwidth=width, height=hheight=height)
            self._entry.focus_set()
            self._entry.delete(0, tk.END)
            self._entry.insert(0, value)
     

if __name__ == "__main__":
    window = tk.Tk()
    window.geometry('500x300')
    var = tk.StringVar()
    var.set(tuple(range(100)))
    lb = EditableListBox(window, listvariable=var)
    lb.packplace(x=50,y=50)
    window.mainloop()

introducir la descripción de la imagen aquí


Edición

El método ListBox.bbox() para un item dado retorna una tupla de la forma:

(desplazamiento_en_x, desplazamiento_en_y, ancho, alto)

Las dos primeras variables indican la posición relativa del item con respecto a la propia ListBox, de forma que el primer item tendria 0 como coordenada y. Por tanto, para posicionar correctamente el Entry encima del item seleccionado es necesario añadir a las coordenadas anteriores las coordenadas de la propia ListBox con respecto a su contenedor:

y = self.winfo_y() + yoffset

La clave está en conseguir la posición y tamaño del item seleccionado, lo cual puedes conseguir en principio con ListBox.winfo_width(), ListBox.x() y ListBox.bbox().

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import tkinter as tk



class EditableListBox(tk.Listbox):
    def __init__(self, parent=None, *args, **kwargs):
        super().__init__(parent, *args, **kwargs)
        self._parent = parent
        self._entry = tk.Entry(self._parent)
        self.bind('<Double-Button-1>', self._on_double_button_1)
        self._entry.bind('<Return>', self._on_entry_enter)
        self._index = None

    def _on_entry_enter(self, _):
        new_value = self._entry.get()
        self._entry.place_forget()
        self.config(state="normal")
        self.delete(self._index)
        self.insert(self._index, new_value)
 
    def _on_double_button_1(self, _):
        idx = self.curselection()
        if idx:
            self.config(state="disabled")
            self._index = idx[0]
            value = self.get(self.curselection())
            _, y, _, h = self.bbox(self.curselection())
            
            w = self.winfo_width()
            x = self.winfo_x()
            self._entry.place(x=x, y=y, width=w, height=h)
            self._entry.focus_set()
            self._entry.delete(0, tk.END)
            self._entry.insert(0, value)
     

if __name__ == "__main__":
    window = tk.Tk()
    window.geometry('500x300')
    var = tk.StringVar()
    var.set(tuple(range(100)))
    lb = EditableListBox(window, listvariable=var)
    lb.pack()
    window.mainloop()

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La clave está en conseguir la posición y tamaño del item seleccionado, lo cual puedes conseguir en principio con ListBox.winfo_width(), ListBox.x(), ListBox.y() y ListBox.bbox().

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import tkinter as tk



class EditableListBox(tk.Listbox):
    def __init__(self, parent=None, *args, **kwargs):
        super().__init__(parent, *args, **kwargs)
        self._parent = parent
        self._entry = tk.Entry(self._parent)
        self.bind('<Double-Button-1>', self._on_double_button_1)
        self._entry.bind('<Return>', self._on_entry_enter)
        self._index = None

    def _on_entry_enter(self, _):
        new_value = self._entry.get()
        self._entry.place_forget()
        self.config(state="normal")
        self.delete(self._index)
        self.insert(self._index, new_value)

    def _on_double_button_1(self, _):
        idx = self.curselection()
        if idx:
            self.config(state="disabled")
            self._index = idx[0]
            value = self.get(self.curselection())
            _, yoffset, _, height = self.bbox(self.curselection()) 

            width = self.winfo_width()
            x = self.winfo_x()
            y = self.winfo_y() + yoffset
            self._entry.place(x=x, y=y, width=width, height=height)
            self._entry.focus_set()
            self._entry.delete(0, tk.END)
            self._entry.insert(0, value)


if __name__ == "__main__":
    window = tk.Tk()
    window.geometry('500x300')
    var = tk.StringVar()
    var.set(tuple(range(100)))
    lb = EditableListBox(window, listvariable=var)
    lb.place(x=50,y=50)
    window.mainloop()

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Edición

El método ListBox.bbox() para un item dado retorna una tupla de la forma:

(desplazamiento_en_x, desplazamiento_en_y, ancho, alto)

Las dos primeras variables indican la posición relativa del item con respecto a la propia ListBox, de forma que el primer item tendria 0 como coordenada y. Por tanto, para posicionar correctamente el Entry encima del item seleccionado es necesario añadir a las coordenadas anteriores las coordenadas de la propia ListBox con respecto a su contenedor:

y = self.winfo_y() + yoffset
Origen Enlace
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Por desgracia el widget ListBox solo puede contener texto, no otros widgets como items. Lo que podrías hacer es crear una clase propia y hacer uso de place para posicionar un Entry en la misma posición del item seleccionado.

La clave está en conseguir la posición y tamaño del item seleccionado, lo cual puedes conseguir en principio con ListBox.winfo_width(), ListBox.x() y ListBox.bbox().

Algo básico podría ser:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import tkinter as tk



class EditableListBox(tk.Listbox):
    def __init__(self, parent=None, *args, **kwargs):
        super().__init__(parent, *args, **kwargs)
        self._parent = parent
        self._entry = tk.Entry(self._parent)
        self.bind('<Double-Button-1>', self._on_double_button_1)
        self._entry.bind('<Return>', self._on_entry_enter)
        self._index = None

    def _on_entry_enter(self, _):
        new_value = self._entry.get()
        self._entry.place_forget()
        self.config(state="normal")
        self.delete(self._index)
        self.insert(self._index, new_value)
 
    def _on_double_button_1(self, _):
        idx = self.curselection()
        if idx:
            self.config(state="disabled")
            self._index = idx[0]
            value = self.get(self.curselection())
            _, y, _, h = self.bbox(self.curselection())
            
            w = self.winfo_width()
            x = self.winfo_x()
            self._entry.place(x=x, y=y, width=w, height=h)
            self._entry.focus_set()
            self._entry.delete(0, tk.END)
            self._entry.insert(0, value)
     

if __name__ == "__main__":
    window = tk.Tk()
    window.geometry('500x300')
    var = tk.StringVar()
    var.set(tuple(range(100)))
    lb = EditableListBox(window, listvariable=var)
    lb.pack()
    window.mainloop()

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