Python内置模块turtle绘图详解

urtle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RGB3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

3.1turtle.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.实例

1、太阳花

# coding=utf-8 
import turtle 
import time 
 
# 同时设置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、时钟程序

# coding=utf-8 
import turtle 
from 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Turtle 
  turtle.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Turtle 
  printer = 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.year 
  m = t.month 
  d = t.day 
  return "%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 * 0.000001 
  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后继续调用tick 
  turtle.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()

画一个边长为60的正方形，并填充为红色，边框为蓝色

#-*- coding: utf-8 -*-
import turtle
turtle.reset()
a= 60
turtle.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)

最后一个实例：

from numpy import *
from random import random
import turtle
turtle.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 = 1
while 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()

总结

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