Python图形化(turtle)编程

Python图形化介绍

turtle（海龟）库是turtle绘图体系的python实现

它是python语言的标准库之一，也可以说是入门级的图形绘制函数库。

那么我们首先来了解一下这个turtle库。

turtle的意思就是海龟，对于turtle绘制图形，咱们可以理解为有一只海龟起初在运行窗口的正中心，我们可以通过程序来控制它在画布上游走，走过的轨迹便成了绘制的图形。

上图是turtle的一个画布空间，最小单位是像素。

中间的那个箭头就是一只海龟在画布上的初始状态，我们可以以这点为坐标原点，建立直角坐标系，x轴正方向规定为前，y轴正方向规定为左。

OK,看到这大家或许还会有点懵…

想问我到底该怎么使用它呢？

import turtleturtle.penup()
turtle.pensize(2)
turtle.pendown()
turtle.fd(100)
turtle.fd(-100)
turtle.rt(90)
turtle.fd(100)
turtle.lt(-90)
turtle.fd(100)
turtle.done()

大家看不懂没关系

下面来和大家一起逐条分析这些代码

import turtle  # 引入turtle库，此后的每一句的格式都应遵循turtle.<b>()的格式

turtle.penup()  # 这句代码的意思是我们先将这只海龟从画布上拿起来，这样它就不会在画布上留下痕迹

turtle.pensize()  # 我们可以通过pensize()来设置海龟身体的宽度，就是画笔的粗细

turtle.pendown()  # pendown()与penup()是成对出现的，penup()是将海龟拿起来，那么与之相反，pendown()就是将拿起来的海龟放回画布上，这时我们就准备开始让海龟爬行进行图形的绘制了

海龟在画布上的初始位置就是画布的中心

我们以此点为原点建立直角坐标系。

turtle.fd(100)  # 这句代码的意思是我们让海龟向前前进100个像素点  turtle.fd(-100) # 这句代码的意思就是我们让海龟向后退100个像素点，但此时我们要注意海龟的头部依然是指向x轴正方向，海龟向后退的过程中并没有先向后转再向x轴负方向前进100个像素点

turtle.rt(90)  # 海龟向右旋转90°，即向y轴负方向顺时针旋转90°，如果括号里的值为-90，那就是逆时针旋转90°

turtle.lt()  # 同上，这句代码的意思就是海龟向左旋转90°，如果括号里的值为-90，就是逆时针旋转90°

turtle.fd()  # 此时这行代码的意思就是海龟调整方向后，向前行进100像素点

turtle.done()  # 大家运行上面这些代码时如果不加这一行代码，会发现，运行完后画布窗口便会立即关闭，所以这一行代码的作用就是让画布窗口停留

通过上面的讲解，大家现在可以去试着绘制一些简易的图形

比如：矩形，三角形

以此来巩固turtle库的基本使用方法

1. 画布(canvas)**

画布就是turtle展开用于绘图区域, 可以设置它的大小和初始位置

1.1 设置画布大小

turtle.screensize(canvwidth=None, canvheight=None, bg=None)

参数分别为画布的宽(单位像素), 高, 背景颜色

如:

turtle.screensize(800, 600, "green")
turtle.screensize() #返回默认大小(400, 300)

turtle.setup(width=0.5, height=0.75, startx=None, starty=None)

参数:
width, height: 输入宽和高为整数时, 表示像素; 为小数时, 表示占据电脑屏幕的比例
(startx, starty): 这一坐标表示矩形窗口左上角顶点的位置, 如果为空,则窗口位于屏幕中心

如:

turtle.setup(width=0.6, height=0.6)
turtle.setup(width=800, height=800, startx=100, starty=100)

2. 画笔

2.1 画笔的状态

在画布上,默认有一个坐标原点为画布中心的坐标轴, 坐标原点上有一只面朝x轴正方向小乌龟. 这里我们描述小乌龟时使用了两个词语:坐标原点(位置),面朝x轴正方向(方向), turtle绘图中, 就是使用位置方向描述小乌龟(画笔)的状态

2.2 画笔的属性

画笔(画笔的属性，颜色、画线的宽度)

turtle.pensize()：设置画笔的宽度；
turtle.pencolor(); 没有参数传入,返回当前画笔颜色,传入参数设置画笔颜色,可以是字符串如"green", “red”,也可以是RGB 3元组,

pencolor('brown')tup = (0.2, 0.8, 0.55)pencolor(tup)pencolor()    '#33cc8c'

turtle.speed(speed): 设置画笔移动速度,画笔绘制的速度范围[0,10]整数, 数字越大越快

2.3 绘图命令

操纵海龟绘图有着许多的命令,这些命令可以划分为3种:一种为运动命令，一种为画笔控制命令,还有一种是全局控制命令

画笔运动命令:

命令	说明
turtle.forward(distance)	向当前画笔方向移动distance像素长
turtle.backward(distance)	向当前画笔相反方向移动distance像素长度
turtle.right(degree)	顺时针移动degree°
turtle.left(degree)	逆时针移动degree°
turtle.pendown()	移动时绘制图形,缺省时也为绘制
turtle.goto(x,y)	将画笔移动到坐标为x,y的位置
turtle.penup()	移动时不绘制图形,提起笔，用于另起一个地方绘制时用
turtle.speed(speed)	画笔绘制的速度范围[0,10]整数
turtle.circle()	画圆,半径为正(负),表示圆心在画笔的左边(右边)画圆

(2)画笔控制命令:

命令	说明
turtle.pensize(width)	绘制图形时的宽度
turtle.pencolor()	画笔颜色
turtle.fillcolor(colorstring)	绘制图形的填充颜色
turtle.color(color1, color2)	同时设置pencolor=color1, fillcolor=color2
turtle.filling()	返回当前是否在填充状态
turtle.begin_fill()	准备开始填充图形
turtle.end_fill()	填充完成；
turtle.hideturtle()	隐藏箭头显示；
turtle.showturtle()	与hideturtle()函数对应

(3) 全局控制命令

命令	说明
turtle.clear()	清空turtle窗口，但是turtle的位置和状态不会改变
turtle.reset()	清空窗口，重置turtle状态为起始状态
turtle.undo()	撤销上一个turtle动作
turtle.isvisible()	返回当前turtle是否可见
stamp()	复制当前图形
turtle.write(s[,font=(“font-name”,font_size,“font_type”)])	写文本，s为文本内容，font是字体的参数，里面分别为字体名称，大小和类型；font为可选项, font的参数也是可选项

3. 命令详解

turtle.circle(radius,extent=None,steps=None)

描述: 以给定半径画圆
参数:
radius(半径); 半径为正(负),表示圆心在画笔的左边(右边)画圆
extent(弧度) (optional);
steps (optional) (做半径为radius的圆的内切正多边形,多边形边数为steps)

举例:

circle(50)      # 整圆
circle(50,steps=3)    # 三角形
circle(120, 180)     # 半圆

4. 绘图举例

4.1 太阳花

import turtle as timport timet.goto(0, 0)
t.color("red", "yellow")
t.speed(10)
t.begin_fill()for i in range(50):t.forward(500)t.left(170)
t.end_fill()
time.sleep(1)

奥运五环

    一只乌龟蓝黑红黄绿"""# 导入turtleimport turtleturtle.showturtle()turtle.pensize(5)turtle.color("blue")turtle.penup()turtle.goto(-110, 0)turtle.pendown()turtle.circle(45)turtle.color("black")turtle.penup()turtle.goto(0, 0)turtle.pendown()turtle.circle(45)turtle.color("red")turtle.penup()turtle.goto(110, 0)turtle.pendown()turtle.circle(45)turtle.color("yellow")turtle.penup()turtle.goto(-55, -45)turtle.pendown()turtle.circle(45)turtle.color("green")turtle.penup()turtle.goto(55, -45)turtle.pendown()turtle.circle(45)#书写口号turtle.color("green")turtle.penup()turtle.goto(-100, -120)turtle.pendown()turtle.write("好好学习",font=("微软雅黑",20,"italic"))turtle.done()   # #保神窗口的消息循环，而不是退出程序

循环立体图# -*- coding: utf-8 -*-import turtlefor i in range(1, 500):   # 重复500次turtle.forward(i)turtle.left(91)

太阳花

import timeimport turtle as tt.goto(0, 0)t.color("red", "yellow")t.speed(10)t.begin_fill()for i in range(50):t.forward(500)t.left(170)t.end_fill()time.sleep(1)

绘制分形树

    # -*- coding: utf-8 -*-'''绘制分形树'''import turtle as tldef draw_smalltree(tree_length, tree_angle):'''绘制分形树函数'''if tree_length >= 3:tl.forward(tree_length)  # 往前画tl.right(tree_angle)  # 往右转draw_smalltree(tree_length - 10, tree_angle)  # 画下一枝，直到画到树枝长小于3tl.left(2 * tree_angle)  # 转向画左draw_smalltree(tree_length - 10, tree_angle)  # 直到画到树枝长小于3tl.rt(tree_angle)  # 转到正向上的方向，然后回溯到上一层if tree_length <= 30:  # 树枝长小于30，可以当作树叶了，树叶部分为绿色tl.pencolor('green')if tree_length > 30:tl.pencolor('brown')  # 树干部分为棕色tl.backward(tree_length)  # 往回画，回溯到上一层def main():tl.penup()# tl.pencolor('green')tl.left(90)  # 因为树是往上的，所以先把方向转左tl.backward(250)  # 把起点放到底部tl.pendown()tree_length = 100  # 我设置的最长树干为100tree_angle = 20  # 树枝分叉角度，我设为20draw_smalltree(tree_length, tree_angle)tl.exitonclick()  # 点击才关闭画画窗口if __name__ == '__main__':main()

美队盾牌

    # -*- coding:utf-8 -*-import turtleimport mathdef shield():'''该函数的作用是画一个美国队长的盾牌，并将其保存到本地'''# 设置画布背景turtle.bgcolor('#FFFFFF')# 设置画笔速度turtle.speed(10)# 依次填充同心圆fill_circle('#FF0000', 230)fill_circle('#FFFFFF', 178)fill_circle('#FF0000', 129)fill_circle('#0000FF', 75)# 完成五角星draw_five('#FFFFFF', 75)# 以下代码，将画好的图案按指定格式保存到当前文件目录# windows 可以使用.jpg/.ps格式，MAC使用.eps/.ps格式ts = turtle.getscreen()ts.getcanvas().postscript(file="shield.eps")# 启动事件循环，必须是乌龟图形程序中的最后一个语句# 如果没有这个语句，代码运行完成后，窗口直接消失。turtle.done()def draw_circle(radium):'''该函数的作用是画一个圆线:param radium：半径'''# 画笔定位到圆点turtle.home()# 提笔turtle.penup()# 向前移动指定的半径turtle.forward(radium)# 落笔turtle.pendown()# 偏转角度turtle.setheading(90)# 画一个指定半径的圆turtle.circle(radium)# 提笔turtle.penup()def fill_circle(color, r1):'''该函数的作用是，画一个圆环，有指定的填充色和半径:param color:颜色:param r1:半径'''# 设置画笔颜色turtle.pencolor(color)# 设置填充颜色turtle.fillcolor(color)# 开始填充turtle.begin_fill()# 画圆线draw_circle(r1)# 结束填充turtle.end_fill()def draw_five(color, radium):'''该函数的作用是画一个五角星:param color:颜色:para radium:'''# 画笔定位到圆点turtle.home()# 提笔turtle.penup()# 偏转90度turtle.setheading(90)# 向前移动90个像素turtle.forward(radium)# 偏转288度turtle.setheading(288)# 落笔turtle.pendown()# radians()将角度转换为弧度long_side = (math.sin(math.radians(36)) * radium) / math.sin(math.radians(126))# 设置画笔颜色turtle.pencolor(color)# 设置填充颜色turtle.fillcolor(color)# 开始填充turtle.begin_fill()for i in range(10):turtle.forward(long_side)if i % 2 == 0:turtle.left(72)else:turtle.right(144)# 结束填充turtle.end_fill()# 提笔turtle.penup()# 运行主函数shield()

小猪佩奇

    # coding:utf-8import turtle as t# 绘制小猪佩奇# =======================================t.pensize(4)t.hideturtle()t.colormode(255)t.color((255, 155, 192), "pink")t.setup(840, 500)t.speed(10)# 鼻子t.pu()t.goto(-100, 100)t.pd()t.seth(-30)t.begin_fill()a = 0.4for i in range(120):if 0 <= i < 30 or 60 <= i < 90:a = a + 0.08t.lt(3)  # 向左转3度t.fd(a)  # 向前走a的步长else:a = a - 0.08t.lt(3)t.fd(a)t.end_fill()t.pu()t.seth(90)t.fd(25)t.seth(0)t.fd(10)t.pd()t.pencolor(255, 155, 192)t.seth(10)t.begin_fill()t.circle(5)t.color(160, 82, 45)t.end_fill()t.pu()t.seth(0)t.fd(20)t.pd()t.pencolor(255, 155, 192)t.seth(10)t.begin_fill()t.circle(5)t.color(160, 82, 45)t.end_fill()# 头t.color((255, 155, 192), "pink")t.pu()t.seth(90)t.fd(41)t.seth(0)t.fd(0)t.pd()t.begin_fill()t.seth(180)t.circle(300, -30)t.circle(100, -60)t.circle(80, -100)t.circle(150, -20)t.circle(60, -95)t.seth(161)t.circle(-300, 15)t.pu()t.goto(-100, 100)t.pd()t.seth(-30)a = 0.4for i in range(60):if 0 <= i < 30 or 60 <= i < 90:a = a + 0.08t.lt(3)  # 向左转3度t.fd(a)  # 向前走a的步长else:a = a - 0.08t.lt(3)t.fd(a)t.end_fill()# 耳朵t.color((255, 155, 192), "pink")t.pu()t.seth(90)t.fd(-7)t.seth(0)t.fd(70)t.pd()t.begin_fill()t.seth(100)t.circle(-50, 50)t.circle(-10, 120)t.circle(-50, 54)t.end_fill()t.pu()t.seth(90)t.fd(-12)t.seth(0)t.fd(30)t.pd()t.begin_fill()t.seth(100)t.circle(-50, 50)t.circle(-10, 120)t.circle(-50, 56)t.end_fill()# 眼睛t.color((255, 155, 192), "white")t.pu()t.seth(90)t.fd(-20)t.seth(0)t.fd(-95)t.pd()t.begin_fill()t.circle(15)t.end_fill()t.color("black")t.pu()t.seth(90)t.fd(12)t.seth(0)t.fd(-3)t.pd()t.begin_fill()t.circle(3)t.end_fill()t.color((255, 155, 192), "white")t.pu()t.seth(90)t.fd(-25)t.seth(0)t.fd(40)t.pd()t.begin_fill()t.circle(15)t.end_fill()t.color("black")t.pu()t.seth(90)t.fd(12)t.seth(0)t.fd(-3)t.pd()t.begin_fill()t.circle(3)t.end_fill()# 腮t.color((255, 155, 192))t.pu()t.seth(90)t.fd(-95)t.seth(0)t.fd(65)t.pd()t.begin_fill()t.circle(30)t.end_fill()# 嘴t.color(239, 69, 19)t.pu()t.seth(90)t.fd(15)t.seth(0)t.fd(-100)t.pd()t.seth(-80)t.circle(30, 40)t.circle(40, 80)# 身体t.color("red", (255, 99, 71))t.pu()t.seth(90)t.fd(-20)t.seth(0)t.fd(-78)t.pd()t.begin_fill()t.seth(-130)t.circle(100, 10)t.circle(300, 30)t.seth(0)t.fd(230)t.seth(90)t.circle(300, 30)t.circle(100, 3)t.color((255, 155, 192), (255, 100, 100))t.seth(-135)t.circle(-80, 63)t.circle(-150, 24)t.end_fill()# 手t.color((255, 155, 192))t.pu()t.seth(90)t.fd(-40)t.seth(0)t.fd(-27)t.pd()t.seth(-160)t.circle(300, 15)t.pu()t.seth(90)t.fd(15)t.seth(0)t.fd(0)t.pd()t.seth(-10)t.circle(-20, 90)t.pu()t.seth(90)t.fd(30)t.seth(0)t.fd(237)t.pd()t.seth(-20)t.circle(-300, 15)t.pu()t.seth(90)t.fd(20)t.seth(0)t.fd(0)t.pd()t.seth(-170)t.circle(20, 90)# 脚t.pensize(10)t.color((240, 128, 128))t.pu()t.seth(90)t.fd(-75)t.seth(0)t.fd(-180)t.pd()t.seth(-90)t.fd(40)t.seth(-180)t.color("black")t.pensize(15)t.fd(20)t.pensize(10)t.color((240, 128, 128))t.pu()t.seth(90)t.fd(40)t.seth(0)t.fd(90)t.pd()t.seth(-90)t.fd(40)t.seth(-180)t.color("black")t.pensize(15)t.fd(20)# 尾巴t.pensize(4)t.color((255, 155, 192))t.pu()t.seth(90)t.fd(70)t.seth(0)t.fd(95)t.pd()t.seth(0)t.circle(70, 20)t.circle(10, 330)t.circle(70, 30)t.done()