python畫圖之“小海龜”turtle

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“小海龜”turtle是Python語言中一個很流行的繪製映像的函數庫，想象一個小烏龜，在一個橫軸為x、縱軸為y的座標系原點，(0,0)位置開始，它根據一組函數指令的控制，在這個平面座標系統中移動，從而在它爬行的路徑上繪製了圖形。

turtle繪圖的基礎知識：

1.畫布(canvas)

畫布就是turtle為我們展開用於繪圖區域，我們可以設定它的大小和初始位置。

設定畫布大小

turtle.screensize(canvwidth=None,canvheight=None,bg=None)，參數分別為畫布的寬(單位像素),高,背景顏色。

如：turtle.screensize(800,600,"green")

turtle.screensize()#返回預設大小(400,300)

turtle.setup(width=0.5,height=0.75,startx=None,starty=None)，參數：width,height:輸入寬和高為整數時,表示像素;為小數時,表示佔據電腦螢幕的比例，(startx,starty):這一座標表示矩形視窗左上方頂點的位置,如果為空白,則視窗位於螢幕中心。

如：turtle.setup(width=0.6,height=0.6)

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

2.畫筆

2.1畫筆的狀態

在畫布上，預設有一個座標原點為畫布中心的座標軸，座標原點上有一隻面朝x軸正方向小烏龜。這裡我們描述小烏龜時使用了兩個詞語：座標原點(位置)，面朝x軸正方向(方向)，turtle繪圖中，就是使用位置方向描述小烏龜(畫筆)的狀態。

2.2畫筆的屬性

畫筆(畫筆的屬性，顏色、畫線的寬度等)

1)turtle.pensize()：設定畫筆的寬度；

2)turtle.pencolor()：沒有參數傳入，返回當前畫筆顏色，傳入參數設定畫筆顏色，可以是字串如"green","red",也可以是RGB3元組。

3)turtle.speed(speed)：設定畫筆移動速度，畫筆繪製的速度範圍[0,∞]整數，數字越大越快。目前的版本並不是如外面所說只有0到10，親測100,300皆可。

2.3繪圖命令

操縱海龜繪圖有著許多的命令，這些命令可以劃分為3種：一種為運動命令，一種為畫筆控制命令，還有一種是全域控制命令。

(1)畫筆運動命令

 

命令	說明
turtle.forward(distance)	向當前畫筆方向移動distance像素長度
turtle.backward(distance)	向當前畫筆相反方向移動distance像素長度
turtle.right(degree)	順時針移動degree°
turtle.left(degree)	逆時針移動degree°
turtle.pendown()	移動時繪製圖形，預設時也為繪製
turtle.goto(x,y)	將畫筆移動到座標為x,y的位置
turtle.penup()	提起筆移動，不繪製圖形，用於另起一個地方繪製
turtle.circle()	畫圓，半徑為正(負)，表示圓心在畫筆的左邊(右邊)畫圓
setx( )	將當前x軸移動到指定位置
sety( )	將當前y軸移動到指定位置
setheading(angle)	設定當前朝向為angle角度
home()	設定當前畫筆位置為原點，朝向東。
dot(r)	繪製一個指定直徑和顏色的圓點

 

(2) 畫筆控制命令

 

命令	說明
turtle.fillcolor(colorstring)	繪製圖形的填充顏色
turtle.color(color1, color2)	同時設定pencolor=color1, fillcolor=color2
turtle.filling()	返回當前是否在填充狀態
turtle.begin_fill()	準備開始填充圖形
turtle.end_fill()	填充完成
turtle.hideturtle()	隱藏畫筆的turtle形狀
turtle.showturtle()	顯示畫筆的turtle形狀

 

(3) 全域控制命令

 

命令	說明
turtle.clear()	清空turtle視窗，但是turtle的位置和狀態不會改變
turtle.reset()	清空視窗，重設turtle狀態為起始狀態
turtle.undo()	撤銷上一個turtle動作
turtle.isvisible()	返回當前turtle是否可見
stamp()	複製當前圖形
turtle.write(s [,font=("font-name",font_size,"font_type")])	寫文本，s為常值內容，font是字型的參數，分別為字型名稱，大小和類型；font為可選項，font參數也是可選項

 

(4) 其他命令

 

命令	說明
turtle.mainloop()或turtle.done()	啟動事件迴圈 -調用Tkinter的mainloop函數。 必須是烏龜圖形程式中的最後一個語句。
turtle.mode(mode=None)	設定烏龜模式（“standard”，“logo”或“world”）並執行重設。如果沒有給出模式，則返回當前模式。 模式 初始龜標題 正角度 standard 向右（東） 逆時針 logo 向上（北） 順時針
turtle.delay(delay=None)	設定或返回以毫秒為單位的繪圖延遲。
turtle.begin_poly()	開始記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的第一個頂點。
turtle.end_poly()	停止記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的最後一個頂點。將與第一個頂點相連。
turtle.get_poly()	返回最後記錄的多邊形。

 

3.命令詳解

3.1turtle.circle(radius,extent=None,steps=None)

描述：以給定半徑畫圓

參數：

radius(半徑)：半徑為正(負)，表示圓心在畫筆的左邊(右邊)畫圓；

extent(弧度)(optional)；

steps(optional)(做半徑為radius的圓的內切正多邊形，多邊形邊數為steps)。

舉例:

circle(50)#整圓;

circle(50,steps=3)#三角形;

circle(120,180)#半圓

4.執行個體

1、太陽花

# coding=utf-8 import turtle import time  # 同時設定pencolor=color1, fillcolor=color2 turtle.color("red", "yellow")  turtle.begin_fill() for _ in range(50): turtle.forward(200) turtle.left(170) turtle.end_fill() turtle.mainloop() 

2、五角星

# coding=utf-8 import turtle import time  turtle.pensize(5) turtle.pencolor("yellow") turtle.fillcolor("red")  turtle.begin_fill() for _ in range(5):  turtle.forward(200)  turtle.right(144) turtle.end_fill() time.sleep(2)   turtle.penup() turtle.goto(-150,-120) turtle.color("violet") turtle.write("Done", font=(‘Arial‘, 40, ‘normal‘))  turtle.mainloop() 

3、時鐘程式

# coding=utf-8 import turtle from datetime import * # 抬起畫筆，向前運動一段距離放下 def Skip(step):   turtle.penup()   turtle.forward(step)   turtle.pendown() def mkHand(name, length):   # 註冊Turtle形狀，建立錶針Turtle   turtle.reset()   Skip(-length * 0.1)   # 開始記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的第一個頂點。   turtle.begin_poly()   turtle.forward(length * 1.1)   # 停止記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的最後一個頂點。將與第一個頂點相連。   turtle.end_poly()   # 返回最後記錄的多邊形。   handForm = turtle.get_poly()   turtle.register_shape(name, handForm) def Init():   global secHand, minHand, hurHand, printer   # 重設Turtle指向北   turtle.mode("logo")   # 建立三個錶針Turtle並初始化   mkHand("secHand", 135)   mkHand("minHand", 125)   mkHand("hurHand", 90)   secHand = turtle.Turtle()   secHand.shape("secHand")   minHand = turtle.Turtle()   minHand.shape("minHand")   hurHand = turtle.Turtle()   hurHand.shape("hurHand")   for hand in secHand, minHand, hurHand:     hand.shapesize(1, 1, 3)     hand.speed(0)   # 建立輸出文字Turtle   printer = turtle.Turtle()   # 隱藏畫筆的turtle形狀   printer.hideturtle()   printer.penup() def SetupClock(radius):   # 建立表的外框   turtle.reset()   turtle.pensize(7)   for i in range(60):     Skip(radius)     if i % 5 == 0:       turtle.forward(20)       Skip(-radius - 20)              Skip(radius + 20)       if i == 0:         turtle.write(int(12), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))       elif i == 30:         Skip(25)         turtle.write(int(i/5), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))         Skip(-25)       elif (i == 25 or i == 35):         Skip(20)         turtle.write(int(i/5), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))         Skip(-20)       else:         turtle.write(int(i/5), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))       Skip(-radius - 20)     else:       turtle.dot(5)       Skip(-radius)     turtle.right(6)    def Week(t):     week = ["星期一", "星期二", "星期三",       "星期四", "星期五", "星期六", "星期日"]   return week[t.weekday()]  def Date(t):   y = t.year   m = t.month   d = t.day   return "%s %d%d" % (y, m, d)   def Tick():   # 繪製錶針的動態顯示   t = datetime.today()   second = t.second + t.microsecond * 0.000001   minute = t.minute + second / 60.0   hour = t.hour + minute / 60.0   secHand.setheading(6 * second)   minHand.setheading(6 * minute)   hurHand.setheading(30 * hour)      turtle.tracer(False)    printer.forward(65)   printer.write(Week(t), align="center",          font=("Courier", 14, "bold"))   printer.back(130)   printer.write(Date(t), align="center",          font=("Courier", 14, "bold"))   printer.home()   turtle.tracer(True)     # 100ms後繼續調用tick   turtle.ontimer(Tick, 100) def main():   # 開啟/關閉龜動畫，並為更新圖紙設定延遲。   turtle.tracer(False)   Init()   SetupClock(160)   turtle.tracer(True)   Tick()   turtle.mainloop()   if __name__ == "__main__":   main() 

畫一個邊長為60的正方形，並填充為紅色，邊框為藍色

#-*- coding: utf-8 -*-import turtleturtle.reset()a= 60turtle.fillcolor("red")turtle.pencolor("blue")turtle.pensize(10)turtle.fill(True)turtle.left(90)turtle.forward(a)turtle.left(90)turtle.forward(a)turtle.left(90)turtle.forward(a)turtle.left(90)turtle.forward(a)turtle.fill(False)

最後一個執行個體：

from numpy import *from random import randomimport turtleturtle.reset()x = array([[.5],[.5]])p = [0.85,0.92,0.99,1.00]A1 = array([[.85, 0.04],      [-0.04,.85]])b1 = array([[0],[1.6]])A2 = array([[0.20,-0.26],      [0.23,0.22]])b2 = array([[0],[1.6]])A3 = array([[-0.15,0.28],      [0.26,0.24]])b3 = array([[0],[0.44]])A4 = array([[0,0],      [0,0.16]])turtle.color("blue")cnt = 1while True:  cnt += 1  if cnt == 2000:    break  r = random()  if r < p[0]:    x = dot(A1 , x) + b1  elif r < p[1]:    x = dot(A2 , x) + b2  elif r < p[2]:    x = dot(A3 , x) + b3  else:    x = dot(A4 , x)  #print x[1]  turtle.up()  turtle.goto(x[0][0] * 50,x[1][0] * 40 - 240)  turtle.down()  turtle.dot()

 

PS：在我自己第一次使用turtle的時候（Windows）出現了Can Not find the moudle named "tkinter",原因是我在安裝Python時取消了tcl組件的安裝。如果重裝Python不能解決的話，參看CSDN的諸位大神瞭解一下。

python畫圖之“小海龜”turtle