Python標準庫 之 turtle（海龜繪圖）

turtle庫介紹

首先，turtle庫是一個點線面的簡單圖像庫（也被人們成爲海龜繪圖），在Python2.6以後被引入進來，可以完成一些比較簡單的幾何圖像可視化。它就像一個小烏龜，在一個橫軸爲x、縱軸爲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，在這個平面座標系中移動，從而在它爬行的路徑上繪製了圖形。

turtle庫基礎知識

1.畫布(canvas)

畫布就是turtle爲咱們展開用於繪圖區域默認大小(400, 300)，咱們能夠設置它的大小和初始位置。

1.1設置畫布大小：

turtle.screensize(canvwidth=None, canvheight=None, bg=None)，參數分別爲畫布的寬(單位像素), 高, 背景顏色。
如：
turtle.screensize(800,600, "green")
turtle.screensize() #返回默認大小(400, 300)
turtle.setup(width=0.5, height=0.75, startx=None, starty=None)，參數：width, height: 輸入寬和高爲整數時, 表示像素; 爲小數時, 表示佔據電腦屏幕的比例，(startx, starty): 這一座標表示矩形窗口左上角頂點的位置, 若是爲空,則窗口位於屏幕中心。

如：

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

2.畫筆（pen）

2.1 畫筆的狀態
在畫布上，默認有一個座標原點爲畫布中心的座標軸，座標原點上有一隻面朝x軸正方向小烏龜。這裏咱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()：設置畫筆的寬度；

2) turtle.pencolor()：沒有參數傳入，返回當前畫筆顏色，傳入參數設置畫筆顏色，能夠是字符串如"green", "red",也能夠是RGB 3元組。

3) turtle.speed(speed)：設置畫筆移動速度，畫筆繪製的速度範圍[0,10]整數，數字越大越快。

2.3 繪圖命令
操縱海龜繪圖有着許多的命令，這些命令能夠劃分爲3種：一種爲運動命令，一種爲畫筆控制命令，還有一種是全局控制命令。

2.3.1 畫筆運動命令:

命令	說明
turtle.home()	將turtle移動到起點（0,0）和向東
turtle.speed(speed)	畫筆繪製的速度範圍[0,10]整數
turtle.forward(distance)	向當前畫筆方向移動distance像素長
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()	移動時繪製圖形放下筆,,默認繪製
turtle.penup()	移動時不繪製圖形,提起筆，用於另起一個地方繪製時用
turtle.circle(r,extent,step)	繪製一個指定半徑、弧度範圍、階數(正多邊形)的圓
turtle.dot(diameter,color)	繪製一個指定直徑和顏色的圓

 

  2.3.2 畫筆控制命令:

命令	說明
turtle.pencolor()	畫筆顏色
turtle.pensize(width)	畫筆寬度（繪製圖形時的寬度）
turtle.color(color1, color2	同時設置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

 

  2.3.3 全局控制命令

命令	說明
turtle.clear()	清空turtle窗口，可是turtle的位置和狀態不會改變
turtle.reset()	清空窗口，重置turtle狀態爲起始狀態
turtle.undo()	取消最後一個圖的操做
turtle.isvisible()	返回當前turtle是否可見
turtle.stamp()	複製當前圖形
turtle.write(s , [font=("font-name",font_size,"font_type")])	寫文本，s爲文本內容，font是字體的參數，分別爲字體名稱，大小和類型；font爲可選項，font參數也是可選項

  

  2.3.4 其餘命令

命令	說明
turtle.mainloop()或turtle.done()	啓動事件循環 -調用Tkinter的mainloop函數。必須是烏龜圖形程序中的最後一個語句。
turtle.mode(mode=None)	設置烏龜模式（「standard」，「logo(向北或向上)」或「world()」）並執行重置。若是沒有給出模式，則返回當前模式。
turtle.undo()	取消最後一個圖的操做
turtle.isvisible()	返回當前turtle是否可見
turtle.stamp()	複製當前圖形
turtle.write(s , [font=("font-name",font_size,"font_type")])	寫文本，s爲文本內容，font是字體的參數，分別爲字體名稱，大小和類型；font爲可選項，font參數也是可選項

實例

五角星圖形

#五角星圖形
from turtle import Turtle

p = Turtle()
p.speed(3)
p.pensize(5)
p.color("black", 'yellow')
#p.fillcolor("red")
p.begin_fill()
for i in range(5):
    p.forward(200)  #將箭頭移到某一指定座標 
    p.right(144)    #當前方向上向右轉動角度
p.end_fill()

​

樹的繪製

​

觀察：對稱樹， 從主杆出發以必定角度向左向右生成對稱的枝丫， 且每一棵枝杈上以相同的角度生成更小的左右枝杈，如此往復。
聯繫：所學內容，易想到利用遞歸程序實現；

# drawtree.py

from turtle import Turtle, mainloop

def tree(plist, l, a, f):
    """ plist is list of pens
    l is length of branch
    a is half of the angle between 2 branches
    f is factor by which branch is shortened
    from level to level."""
    if l > 5: #
        lst = []
        for p in plist:
            p.forward(l)#沿着當前的方向畫畫Move the turtle forward by the specified distance, in the direction the turtle is headed.
            q = p.clone()#Create and return a clone of the turtle with same position, heading and turtle properties.
            p.left(a) #Turn turtle left by angle units
            q.right(a)#Turn turtle right by angle units, nits are by default degrees, but can be set via the degrees() and radians() functions.
            lst.append(p)#將元素增長到列表的最後
            lst.append(q)
        tree(lst, l*f, a, f)



def main():
    p = Turtle()
    p.color("green")
    p.pensize(5)
    #p.setundobuffer(None)
    p.hideturtle() #Make the turtle invisible. It’s a good idea to do this while you’re in the middle of doing some complex drawing,
                   #because hiding the turtle speeds up the drawing observably.

    p.getscreen().tracer(10,0)
        #Return the TurtleScreen object the turtle is drawing on.
        #TurtleScreen methods can then be called for that object.
    #p.speed(10)
    p.left(90)  #Turn turtle left by angle units. direction 調整畫筆

    p.penup() #Pull the pen up – no drawing when moving.
    p.goto(0,-200)#Move turtle to an absolute position. If the pen is down, draw line. Do not change the turtle’s orientation.
    p.pendown()# Pull the pen down – drawing when moving. 這三條語句是一個組合至關於先把筆收起來再移動到指定位置，再把筆放下開始畫
    #不然turtle一移動就會自動的把線畫出來

    #t = tree([p], 200, 65, 0.6375)
    t = tree([p], 200, 65, 0.6375)

main()

森林的繪製

如何畫出多棵樹，甚至整片森林呢？ 
答案很簡單，只要在畫每棵樹以前調整畫筆的位置，調用畫樹程序，就能夠重新位置生成一顆新樹了。 
利用模塊化的函數思想，調整代碼： 
將每棵樹的繪製以maketree函數封裝，參數x,y爲畫樹的起點位置即樹根位置。在main函數中只要以不一樣的參數設置來調用maketree函數就能夠完成多棵樹的繪製了

# drawtree.py
from turtle import Turtle, mainloop

def tree(plist, l, a, f):
    """ plist is list of pens
    l is length of branch
    a is half of the angle between 2 branches
    f is factor by which branch is shortened
    from level to level."""
    if l > 5: #
        lst = []
        for p in plist:
            p.forward(l)#沿着當前的方向畫畫Move the turtle forward by the specified distance, in the direction the turtle is headed.
            q = p.clone()#Create and return a clone of the turtle with same position, heading and turtle properties.
            p.left(a) #Turn turtle left by angle units
            q.right(a)#Turn turtle right by angle units, nits are by default degrees, but can be set via the degrees() and radians() functions.
            lst.append(p)#將元素增長到列表的最後
            lst.append(q)
        tree(lst, l*f, a, f)

def maketree(x, y):
    p = Turtle()
    p.color("green")
    p.pensize(5)
    p.hideturtle()
    p.getscreen().tracer(30, 0)
    p.left(90)

    p.penup()
    p.goto(x, y)
    p.pendown()

    t = tree([p], 110, 65, 0.6375)
    print(len(p.getscreen().turtles())) #用了多少個turtle繪製

def main():
    maketree(-200, -200)
    maketree(0, 0)
    maketree(200, -200)

main()

​

做者：碼農大表哥
連接：

https://www.jianshu.com/p/df81a110cdfd
來源：簡書

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