Python绘图Turtle库详解

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Turtle库是Python语言中一个很流行的绘制图像的函数库，想象一个小乌龟，在一个横轴为x、纵轴为y的坐标系原点，(0,0)位置开始，它根据一组函数指令的控制，在这个平面坐标系中移动，从而在它爬行的路径上绘制了图形。
turtle绘图的基础知识：
1. 画布(canvas)
        画布就是turtle为我们展开用于绘图区域，我们可以设置它的大小和初始位置。
        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、画线的宽度等)
        1) turtle.pensize()：设置画笔的宽度；
        2) 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。
        3) 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。
(1)    画笔运动命令

命令

说明

turtle.forward(distance)

向当前画笔方向移动distance像素长度

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()

提起笔移动，不绘制图形，用于另起一个地方绘制

turtle.circle()

画圆，半径为正(负)，表示圆心在画笔的左边(右边)画圆

setx( )

将当前x轴移动到指定位置

sety( )

将当前y轴移动到指定位置

setheading(angle)

设置当前朝向为angle角度

home()

设置当前画笔位置为原点，朝向东。

dot(r)

绘制一个指定直径和颜色的圆点

 
(2)     画笔控制命令

命令

说明

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()

隐藏画笔的turtle形状

turtle.showturtle()

显示画笔的turtle形状

 
(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，分别为字体名称，大小和类型；font为可选项，font参数也是可选项

 
(4)    其他命令

命令

说明

turtle.mainloop()或turtle.done()

启动事件循环 -调用Tkinter的mainloop函数。
必须是乌龟图形程序中的最后一个语句。

turtle.mode(mode=None)

设置乌龟模式（“standard”，“logo”或“world”）并执行重置。如果没有给出模式，则返回当前模式。

模式

初始龟标题

正角度

standard

向右（东）

逆时针

logo

向上（北）

顺时针

 

turtle.delay(delay=None)

设置或返回以毫秒为单位的绘图延迟。

turtle.begin_poly()

开始记录多边形的顶点。当前的乌龟位置是多边形的第一个顶点。

turtle.end_poly()

停止记录多边形的顶点。当前的乌龟位置是多边形的最后一个顶点。将与第一个顶点相连。

turtle.get_poly()

返回最后记录的多边形。

 
3. 命令详解
        3.1 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
 
实例：
1、太阳花
 

# coding=utf-8import turtleimport time# 同时设置pencolor=color1, fillcolor=color2turtle.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-8import turtleimport timeturtle.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、时钟程序

# coding=utf-8import turtlefrom datetime import *# 抬起画笔，向前运动一段距离放下def Skip(step):turtle.penup()turtle.forward(step)turtle.pendown()def mkHand(name, length):# 注册Turtle形状，建立表针Turtleturtle.reset()Skip(-length * 0.1)# 开始记录多边形的顶点。当前的乌龟位置是多边形的第一个顶点。turtle.begin_poly()turtle.forward(length * 1.1)# 停止记录多边形的顶点。当前的乌龟位置是多边形的最后一个顶点。将与第一个顶点相连。turtle.end_poly()# 返回最后记录的多边形。handForm = turtle.get_poly()turtle.register_shape(name, handForm)def Init():global secHand, minHand, hurHand, printer# 重置Turtle指向北turtle.mode("logo")# 建立三个表针Turtle并初始化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)# 建立输出文字Turtleprinter = turtle.Turtle()# 隐藏画笔的turtle形状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.yearm = t.monthd = t.dayreturn "%s %d%d" % (y, m, d)def Tick():# 绘制表针的动态显示t = datetime.today()second = t.second + t.microsecond * 0.000001minute = t.minute + second / 60.0hour = t.hour + minute / 60.0secHand.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后继续调用tickturtle.ontimer(Tick, 100)def main():# 打开/关闭龟动画，并为更新图纸设置延迟。turtle.tracer(False)Init()SetupClock(160)turtle.tracer(True)Tick()turtle.mainloop()if __name__ == "__main__":main()