Python繪圖庫(kù)Turtle詳解(含豐富示例)

Python繪圖庫(kù)之Turtle理論與實(shí)踐手把手教你學(xué)Python

Turtle庫(kù)是Python中自帶的用于繪制圖形、圖像的函數(shù)庫(kù)。原理非常簡(jiǎn)單：在繪圖窗口的正中間，有一只小海龜，用戶(hù)通過(guò)一些指令可以控制小海龜在繪圖區(qū)域上移動(dòng)的方向和距離，記錄小海龜?shù)囊苿?dòng)軌跡，即可完成圖形、圖像的繪制。Turtle庫(kù)簡(jiǎn)介T(mén)urtle庫(kù)中提供了大量的函數(shù)，除了可以控制小海龜?shù)男袨橥猓€可以設(shè)置繪圖區(qū)域的大小、位置，線條的顏色、樣式，填充的位置、顏色等，此外，還提供了一些常見(jiàn)圖形的繪制，如圓、多邊形等。通過(guò)Turtle可以繪制下圖所示的一些經(jīng)典效果。Turtle繪圖繪圖窗口大小與位置turtle.setup(width,height,startx,starty)：設(shè)置窗體的大小和位置，width為窗體的寬度，height為窗體的高度，既可以是絕對(duì)像素，也可以是屏幕的百分比，startx、starty為窗體左上角的位置坐標(biāo)，如右圖所示，原點(diǎn)在左上角，水平方向向右為正，垂直方向向下為正；默認(rèn)時(shí)，width=0.5，height=0.75；注意：窗體大小并不是繪圖區(qū)域（畫(huà)布）的大小，默認(rèn)時(shí)，畫(huà)布的寬度為400像素，高度為300像素，當(dāng)窗體小于畫(huà)布時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)滾動(dòng)條；turtle.screensize(canvwidth,canvheight,bg)，設(shè)置畫(huà)布的寬度（單位為像素）、高度、背景顏色；turtle.screensize(400,300,bg="red")turtle.setup(0.8,0.8)#屏幕比例

turtle.setup(200,100)#絕對(duì)像素位置坐標(biāo)與移動(dòng)位置坐標(biāo)系如右圖所示，坐標(biāo)原點(diǎn)在正中間，水平向右為正，垂直向上為正，注意與前面屏幕坐標(biāo)系的區(qū)別；位置坐標(biāo)系turtle.setx(坐標(biāo)值)：設(shè)置海龜?shù)膞軸坐標(biāo)值，這里是絕對(duì)位置，即與海龜之前的坐標(biāo)無(wú)關(guān)；turtle.sety(坐標(biāo)值)：設(shè)置海龜?shù)膟軸坐標(biāo)值，這里是絕對(duì)位置，即與海龜之前的坐標(biāo)無(wú)關(guān)；turtle.goto(x坐標(biāo),y坐標(biāo))：將海龜移動(dòng)到橫坐標(biāo)為x，縱坐標(biāo)為y的位置，方向保持不變；turtle.home()：讓海龜恢復(fù)初始狀態(tài)，即位于原點(diǎn)，方向朝右，注意與turtle.goto(0,0)之間的區(qū)別；turtle.forward(距離)（別名：turtle.fd）：沿著海龜方向前進(jìn)指定距離，距離可以為負(fù)數(shù)，表示后退指定距離，等價(jià)于backward()方法；turtle.backward(距離)（別名：turtle.bk）：沿著當(dāng)前海龜方向后退指定距離，距離可以為負(fù)數(shù)，表示前進(jìn)指定距離，等價(jià)于forward()方法；注意：移動(dòng)海龜或改變海龜?shù)淖鴺?biāo)時(shí)，不會(huì)改變其方向。方向與角度turtle.setheading(角度)（別名：turtle.seth）:設(shè)置海龜前進(jìn)方向?qū)?yīng)的角度，該角度是絕對(duì)的角度值，即與當(dāng)前方向無(wú)關(guān)。turtle.right(角度)（別名：turtle.rt）：海龜順時(shí)針旋轉(zhuǎn)指定角度即右轉(zhuǎn)，角度是相對(duì)值，相對(duì)于當(dāng)前方向；turtle.left(角度)（別名：turtle.lt）：海龜逆時(shí)針移動(dòng)指定角度即左轉(zhuǎn)，角度是相對(duì)值，相對(duì)于當(dāng)前方向；turtle.mode(mode=None)：設(shè)置模式，并執(zhí)行重置。有兩種模式：“standard”和“l(fā)ogo”，“standard”模式表示初始朝向?yàn)橛遥嵌葹槟鏁r(shí)針（默認(rèn)采用該模式），“l(fā)ogo”模式表示初始朝向?yàn)樯希嵌葹轫槙r(shí)針。角度坐標(biāo)系方向坐標(biāo)系簡(jiǎn)單案例效果觀察不同模式下，前進(jìn)50，設(shè)置角度為90度，再前進(jìn)50的效果“l(fā)ogo”模式turtle.mode("logo")

turtle.forward(50)

turtle.setheading(90)

turtle.forward(50)觀察前進(jìn)50

或前進(jìn)-50或

后退50

或

后退-50的效果前進(jìn)50前進(jìn)-50后退-50后退50觀察右轉(zhuǎn)90度或右轉(zhuǎn)-90度或左轉(zhuǎn)90度或左轉(zhuǎn)-90度后，前進(jìn)50的效果右轉(zhuǎn)90度右轉(zhuǎn)-90度左轉(zhuǎn)90度左轉(zhuǎn)-90度默認(rèn)模式turtle.forward(50)

turtle.setheading(90)

turtle.forward(50)繪制正多邊形繪制邊長(zhǎng)為50的正方形思路：沿著當(dāng)前方向前進(jìn)50，然后右轉(zhuǎn)90度，繼續(xù)前進(jìn)50，依次類(lèi)推，總共執(zhí)行4次即可。foriinrange(4):

turtle.forward(50)#前進(jìn)50

turtle.right(90)#右轉(zhuǎn)90度繪制邊長(zhǎng)為50的正三角形思路：沿著當(dāng)前方向前進(jìn)50，然后左轉(zhuǎn)120度，繼續(xù)前進(jìn)50，依次類(lèi)推，總共執(zhí)行3次即可。請(qǐng)動(dòng)手嘗試?yán)L制邊長(zhǎng)為50的正五邊形、正六邊形，并總結(jié)繪制正多邊形的規(guī)律。foriinrange(3):

turtle.forward(50)#前進(jìn)50

turtle.left(120)#左轉(zhuǎn)120度設(shè)置顏色turtle.colormode()：設(shè)置顏色的模式，取值為255整數(shù)或1.0小數(shù)，默認(rèn)為小數(shù)模式，即通過(guò)0-1之間的小數(shù)分別表示R、G、B三種顏色，設(shè)置為255整數(shù)模式時(shí)，可通過(guò)0-255之間的整數(shù)表示R、G、B三種顏色。turtle.color(畫(huà)筆色,填充色)：同時(shí)設(shè)置畫(huà)筆顏色和填充色，當(dāng)只傳遞一個(gè)參數(shù)時(shí)，表示畫(huà)筆色和填充色相同；turtle.pencolor(顏色)：設(shè)置畫(huà)筆顏色；turtle.fillcolor(顏色)：設(shè)置填充顏色；默認(rèn)情況下，畫(huà)筆色和填充色都是黑色，在程序執(zhí)行過(guò)程中可以多次設(shè)置畫(huà)筆色和填充色，顏色設(shè)置后只會(huì)影響后續(xù)繪圖效果，不會(huì)影響之前的效果。使用turtle繪圖時(shí)，離不開(kāi)顏色的支持，顏色既可以通過(guò)一些常見(jiàn)的顏色單詞表示，如red、green、blue等，也可以通過(guò)代表RGB三原色的元組表示。在turtle庫(kù)中提供了多個(gè)方法用于設(shè)置顏色，包括設(shè)置顏色模式、設(shè)置畫(huà)筆顏色、設(shè)置填充顏色等。默認(rèn)為小數(shù)模式turtle.pencolor(0.2,0.8,0.4)使用整數(shù)模式turtle.colormode(255)

turtle.pencolor(60,120,200)turtle.color("red","blue")

turtle.color("red")turtle.color("red","blue")

turtle.pencolor("red")VS下面兩段代碼效果有何區(qū)別？繪制填充區(qū)域turtle.begin_fill()：設(shè)置開(kāi)始填充；turtle.end_fill()：設(shè)置填充結(jié)束；繪圖時(shí)，經(jīng)常需要會(huì)遇到某一塊連續(xù)區(qū)域顏色相同的情況，這時(shí)候就需要用到填充。繪制填充時(shí)，只需要指定起始位置、結(jié)束位置以及填充顏色。繪制時(shí)，如果起點(diǎn)和終點(diǎn)沒(méi)有重合，程序會(huì)自動(dòng)將其連接，從而形成封閉區(qū)域。相關(guān)方法如下：為前面的正方形添加填充效果，效果如圖所示。為了看清楚邊框，設(shè)置畫(huà)筆粗細(xì)為3像素，畫(huà)筆顏色為紅色，填充色為藍(lán)色。turtle.color(‘red’,‘blue’)

turtle.pensize(3)#設(shè)置畫(huà)筆粗細(xì)turtle.begin_fill()#開(kāi)始填充

foriinrange(4):#執(zhí)行

4

次循環(huán)

turtle.fd(50)#向前50

turtle.rt(90)#右轉(zhuǎn)

90度

turtle.end_fill()#結(jié)束填充

turtle.done()#完成繪圖，停留在界面動(dòng)手試一試，繪制如圖所示五角星效果，畫(huà)筆粗細(xì)為3像素，邊長(zhǎng)為80，畫(huà)筆顏色為紅色，填充色為藍(lán)色。（提示：只需在正方形填充代碼中修改幾個(gè)參數(shù)即可）畫(huà)筆的一些設(shè)置在繪圖過(guò)程中，經(jīng)常需要對(duì)畫(huà)筆進(jìn)行設(shè)置，例如設(shè)置畫(huà)筆的粗細(xì)、顏色，移動(dòng)畫(huà)筆等，在turtle庫(kù)中針對(duì)這些操作提供了相應(yīng)的方法。turtle.pensize(畫(huà)筆粗細(xì))（別名turtle.width）：設(shè)置畫(huà)筆粗細(xì)，默認(rèn)為1；turtle.penup()（別名turtle.pu、turtle.up）：提起畫(huà)筆，此時(shí)對(duì)畫(huà)筆的操作不會(huì)在繪圖區(qū)域留下痕跡，常用于從一個(gè)新的地方開(kāi)始繪圖；turtle.pendown()（別名turtle.pd、turtle.down）：放下畫(huà)筆，此時(shí)，對(duì)畫(huà)筆的操作將會(huì)在繪圖區(qū)域留下痕跡；turtle.shape(形狀)：用于指定指針的形狀，取值為：‘a(chǎn)rrow’,‘blank’,‘circle’,‘classic’,‘square’,‘triangle’,‘turtle’，默認(rèn)為classic”；（可通過(guò)turtle.getshapes()方法獲?。?/p>

turtle.hideturtle()（別名turtle.ht）：隱藏畫(huà)筆的指針形狀；turtle.showturtle()（別名turtle.st）：顯示畫(huà)筆的指針形狀；嘗試實(shí)現(xiàn)上圖所示效果，界面上有兩個(gè)大小和樣式一樣的五角星，只是位置不同，繪制結(jié)束后不顯示指針。（提示：兩個(gè)五角星之間存在一定的間距，需要移動(dòng)畫(huà)筆）繪制不連續(xù)圖形案例turtle.color('red','blue')#設(shè)置畫(huà)筆和填充顏色

turtle.pensize(3)#設(shè)置畫(huà)筆粗細(xì)，單位為像素

turtle.begin_fill()#開(kāi)始填充

foriinrange(5):#執(zhí)行5次循環(huán)，繪制五角星

turtle.fd(80)#向前80

turtle.rt(144)#右轉(zhuǎn)144度

turtle.penup()#提前畫(huà)筆

turtle.goto(-100,0)#移動(dòng)到一個(gè)新的位置

turtle.pendown()#放下畫(huà)筆

turtle.begin_fill()#開(kāi)始填充

foriinrange(5):#執(zhí)行5次循環(huán)

turtle.fd(80)#向前200

turtle.rt(144)#右轉(zhuǎn)144度

turtle.end_fill()#結(jié)束填充

turtle.hideturtle()#隱藏指針

turtle.done()#完成繪圖，停留在界面，沒(méi)有該方法會(huì)直接退出嘗試實(shí)現(xiàn)上圖所示效果，界面上有兩個(gè)大小和樣式一樣的五角星，只是位置不同，五角星邊長(zhǎng)為80，邊框顏色為紅色，填充色為藍(lán)色，邊框粗細(xì)為3，繪制結(jié)束后不顯示指針。（提示：兩個(gè)五角星之間存在一定的間距，需要移動(dòng)畫(huà)筆）關(guān)鍵代碼參考一些基本形狀繪制turtle.dot(直徑,顏色)：繪制一個(gè)指定直徑和顏色的圓點(diǎn)，不帶邊框。turtle.circle(半徑,extent=角度,steps=內(nèi)切正多邊形邊數(shù)):半徑為正數(shù)時(shí)，表示沿當(dāng)前方向逆時(shí)針畫(huà)圓，半徑為負(fù)數(shù)時(shí)，表示沿當(dāng)前方向順時(shí)針畫(huà)圓；指定角度時(shí)，則畫(huà)弧度，steps參數(shù)用于指定圓內(nèi)切多邊形，當(dāng)為弧度時(shí)，多邊形不封閉；turtle.begin_poly()：開(kāi)始記錄多邊形的頂點(diǎn)。當(dāng)前的烏龜位置是多邊形的第一個(gè)頂點(diǎn)；turtle.end_poly()：停止記錄多邊形的頂點(diǎn)。當(dāng)前的烏龜位置是多邊形的最后一個(gè)頂點(diǎn)，將會(huì)和開(kāi)始頂點(diǎn)連接；turtle.get_poly()：返回最后記錄的多邊形；turtle.clear()：清空turtle窗口，但turtle的位置和狀態(tài)不會(huì)改變；turtle.reset()：清空窗口，重置turtle狀態(tài)為起始狀態(tài)；turtle.undo()：撤銷(xiāo)上一個(gè)turtle動(dòng)作；嘗試實(shí)現(xiàn)下圖所示效果，繪制多個(gè)圓內(nèi)切正多邊形，從三邊形一直到九邊形。圓的半徑為40，繪制完成一個(gè)形狀后前進(jìn)100。turtle.pensize(3)#設(shè)置畫(huà)筆寬度為3

turtle.color(‘blue’,‘red’)

turtle.begin_fill()#開(kāi)始填充

turtle.forward(-400)

foriinrange(3,10):

turtle.circle(40,steps=i)

turtle.forward(100)#前進(jìn)100像素

turtle.circle(40)#畫(huà)圓

turtle.end_fill()#結(jié)束填充海龜

turtle.hideturtle()#隱藏海龜

turtle.done()#結(jié)束，停留在界面上其他一些實(shí)用方法turtle.write(文本內(nèi)容,align=“l(fā)eft”,font=(“Arial”,8,“normal”)

)：繪制字符串，align參數(shù)用于設(shè)置對(duì)其方式，font參數(shù)用于設(shè)置字體，包括字體名稱(chēng)、字體大小、字體樣式，align參數(shù)和font參數(shù)都有默認(rèn)值；turtle.position()（別名turtle.pos）：返回當(dāng)前的位置距離原點(diǎn)的距離。turtle.speed(速度)：設(shè)置畫(huà)筆移動(dòng)速度，取值范圍為[0,10]整數(shù)，數(shù)字越大越快；turtle.tracer(False)：關(guān)閉動(dòng)畫(huà)，默認(rèn)會(huì)有動(dòng)畫(huà)效果。實(shí)現(xiàn)下圖所示效果，在界面上顯示當(dāng)前的時(shí)間，并隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化。（提示：時(shí)間的格式化，內(nèi)容動(dòng)態(tài)更新）importturtle

importtime

turtle.pencolor("red")#設(shè)置畫(huà)筆顏色

turtle.hideturtle()#隱藏指針

turtle.tracer(False)#關(guān)閉動(dòng)畫(huà)，否則會(huì)看到明顯的刷新效果

whileTrue:#死循環(huán)

s_time=time.strftime("%Y-%m-%d%H:%M:%S")#時(shí)間格式化字符串

turtle.write(s_time,align="center",font=("Arial",24,"italic"))

#繪制字符串，居中顯示，同時(shí)設(shè)置字體大小和樣式

time.sleep(1)#休眠1秒

turtle.clear()#清空已有內(nèi)容

turtle.done()#繪制完成一些經(jīng)典案例效果繪制下圖所示18*18棋盤(pán)效果，思路：繪制19條橫線，19條豎線，相鄰橫線、相鄰豎線之間的間隔相同，繪制完一條橫線或豎線后要抬起畫(huà)筆，移動(dòng)到一個(gè)新的位置。importturtle

turtle.pensize(2)#設(shè)置畫(huà)筆大小

width=15#每個(gè)單元格的邊長(zhǎng)

turtle.speed("fastest")#設(shè)置畫(huà)筆速度

foriinrange(0,19):#循環(huán)畫(huà)橫線

turtle.penup()#抬起畫(huà)筆

turtle.goto(0,i*width)#調(diào)整位置

turtle.pendown()#按下畫(huà)筆

turtle.forward(18*width)#畫(huà)線

turtle.left(90)#左轉(zhuǎn)90度

foriinrange(0,19):#循環(huán)畫(huà)豎線

turtle.penup()#抬起畫(huà)筆

turtle.goto(i*width,0)#調(diào)整位置

turtle.pendown()#按下畫(huà)筆

turtle.forward(18*width)#畫(huà)線

turtle.hideturtle()#隱藏指針

turtle.done()#繪制完成，停留在界面上一些經(jīng)典案例效果繪制下圖所示太陽(yáng)花效果，思路：不斷畫(huà)等長(zhǎng)的線段，然后每次畫(huà)完后偏移一定的角度，直到有線段重合。（偏移的角度不同，最終的效果也會(huì)不同）importturtle

turtle.color('red','yellow')#設(shè)置畫(huà)筆顏色和填充顏色

turtle.begin_fill()#開(kāi)始填充圖形

turtle.pensize(2)#設(shè)置畫(huà)筆大小

turtle.speed("normal")#設(shè)置繪畫(huà)速度

whileTrue:#做循環(huán)

turtle.forward(200)#畫(huà)筆前進(jìn)200個(gè)像素

turtle.left(170)#左轉(zhuǎn)170度

ifabs(turtle.pos())<1:#判斷畫(huà)筆是否回到起點(diǎn)

break

turtle.end_fill()#結(jié)束填充圖形

turtle.hideturtle()#隱藏畫(huà)筆指針

turtle.done()#完成繪畫(huà)一些經(jīng)典案例效果繪制如圖所示七彩小蛇效果。分析：小蛇的身體扭來(lái)扭去主要是通過(guò)畫(huà)弧度實(shí)現(xiàn)，這里的半徑和弧度根據(jù)用戶(hù)偏好自行設(shè)置。（提示：小蛇身體的粗細(xì)通過(guò)設(shè)置畫(huà)筆粗細(xì)實(shí)現(xiàn)，不需要進(jìn)行填充）importturtle

turtle.penup()#提起畫(huà)筆

turtle.setx(-200)#設(shè)置初始時(shí)x的位置

turtle.pendown()#放下畫(huà)筆

turtle.pensize(20)#設(shè)置畫(huà)筆大小

turtle.right(40)#右轉(zhuǎn)40度

foriinrange(4):#循環(huán)畫(huà)身體

turtle.pencolor("red")#畫(huà)筆顏色為紅色

turtle.circle(40,80)#畫(huà)弧度

turtle.pencolor("green")#畫(huà)筆顏色為綠色

turtle.circle(-40,80)#畫(huà)弧度

turtle.circle(40,40)#畫(huà)弧度

turtle.pencolor("cyan")#畫(huà)筆顏色為青色

turtle.forward(40)#前進(jìn)

turtle.pencolor("black")#畫(huà)筆顏色為黑色

turtle.circle(16,180)#畫(huà)半圓

turtle.pencolor("purple")#畫(huà)筆顏色為紫色

turtle.fd(40/3)#前進(jìn)

turtle.done()#停留在最后頁(yè)面一些經(jīng)典案例效果繪制下方左圖所示心形效果，心形繪制原理如下方右圖圖所示，心形大致由兩條線段以及兩個(gè)半圓弧組成，線段的長(zhǎng)度剛好為半圓弧的直徑，在繪制過(guò)程中注意方向的變化。心形畫(huà)法分析圖實(shí)際效果圖importturtle

radius=80

turtle.color("red","pink")#設(shè)置畫(huà)筆顏色和填充色

turtle.pensize(2)#設(shè)置畫(huà)筆大小

turtle.begin_fill()#開(kāi)始填充

turtle.left(45)#左轉(zhuǎn)45度

turtle.fd(2*radius)#前進(jìn)

turtle.circle(radius,180)#畫(huà)半圓

turtle.right(90)#右轉(zhuǎn)90度

turtle.circle(radius,180)#畫(huà)半圓

turtle.fd(2*radius)#前進(jìn)200像素

turtle.end_fill()#結(jié)束填充

turtle.hideturtle()#隱藏指針

turtle.done()#結(jié)束，停留在當(dāng)前界面思考如何同時(shí)繪制多個(gè)心形？更多參考代碼關(guān)注微信公眾號(hào)：Python資源分享，回復(fù)turtle

即可獲取。一些經(jīng)典案例效果繪制如圖所示陰陽(yáng)八卦圖效果，分析：該圖主要是由一些圓弧組成，核心是畫(huà)圓和圓弧，關(guān)鍵是要把握方向，從效果圖來(lái)看，這是一個(gè)對(duì)稱(chēng)的圖，所以只要畫(huà)出了左半部分，右半部分只要改一下方向和位置即可。左半部分由兩部分組成：黑色填充和白色小圓，黑色填充部分由三部分線條圍成：小圓半圓弧、大圓半圓弧、小圓半圓弧。代碼參考如下。deffill_half(left=1):#繪制半個(gè)填充部分

turtle.home()#回到初始狀態(tài)

turtle.begin_fill()#開(kāi)始填充黑色

turtle.circle(radius/2,180)#畫(huà)小半圓

turtle.circle(radius,left*180)#畫(huà)大半圓

turtle.circle(radius/2,-180)#畫(huà)小半圓

turtle.end_fill()#結(jié)束填充defdraw_small_circle(up=1):#繪制中間的小圓

turtle.home()#回到初始狀態(tài)

turtle.begin_fill()#開(kāi)始填充黑色

turtle.penup()#抬起畫(huà)筆

turtle.sety(up*0.35*radius)#設(shè)置y軸坐標(biāo)

turtle.pendown()#放下畫(huà)筆

turtle.circle(up*0.15*radius)#畫(huà)圓

turtle.end_fill()#結(jié)束填充

turtle.hideturtle()#隱藏指針radius=200#大圓的半徑

turtle.width(3)#畫(huà)筆粗細(xì)

turtle.speed("fast")#設(shè)置畫(huà)筆速度

turtle.color("black")#畫(huà)筆和填充色都為黑色

fill_half(left=1)#繪制左半部分填充

turtle.color("white")#畫(huà)筆和填充色都為白色

draw_small_circle(up=1)#繪制左半部分中的圓

turtle.color("black","white")#畫(huà)筆和填充色都為黑色

fill_half(left=-1)#繪制下半部分填充

turtle.color("black")#畫(huà)筆和填充色都為黑色

draw_small_circle(up=-1)#繪制下半部分中的圓

turtle.done()#繪畫(huà)結(jié)束，停留在當(dāng)前界面