【Python学习笔记】78、海龟绘图

快易开发学习笔记 2020-08-29

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在1966年，Seymour Papert和Wally Feurzig发明了一种专门给儿童学习编程的语言——LOGO语言，它的特色就是通过编程指挥一个小海龟（turtle）在屏幕上绘图。

海龟绘图（Turtle Graphics）后来被移植到各种高级语言中，Python内置了turtle库，基本上100%复制了原始的Turtle Graphics的所有功能。

我们来看一个指挥小海龟绘制一个长方形的简单代码：

# 导入turtle包的所有内容:
from turtle import *


# 设置笔刷宽度:
width(4)


# 前进:
forward(200)
# 右转90度:
right(90)


# 笔刷颜色:
pencolor('red')
forward(100)
right(90)


pencolor('green')
forward(200)
right(90)


pencolor('blue')
forward(100)
right(90)


# 调用done()使得窗口等待被关闭，否则将立刻关闭窗口:
done()

在命令行运行上述代码，会自动弹出一个绘图窗口，然后绘制出一个长方形：

从程序代码可以看出，海龟绘图就是指挥海龟前进、转向，海龟移动的轨迹就是绘制的线条。要绘制一个长方形，只需要让海龟前进、右转90度，反复4次。

调用width()
函数可以设置笔刷宽度，调用pencolor()
函数可以设置颜色。更多操作请参考turtle库的说明。

绘图完成后，记得调用done()
函数，让窗口进入消息循环，等待被关闭。否则，由于Python进程会立刻结束，将导致窗口被立刻关闭。

turtle
包本身只是一个绘图库，但是配合Python代码，就可以绘制各种复杂的图形。例如，通过循环绘制5个五角星：

from turtle import *


def drawStar(x, y):
    pu()
    goto(x, y)
    pd()
    # set heading: 0
    seth(0)
    for i in range(5):
        fd(40)
        rt(144)


for x in range(0, 250, 50):
    drawStar(x, 0)


done()

使用递归，可以绘制出非常复杂的图形。例如，下面的代码可以绘制一棵分型树：

from turtle import *


# 设置色彩模式是RGB:
colormode(255)


lt(90)


lv = 14
l = 120
s = 45


width(lv)


# 初始化RGB颜色:
r = 0
g = 0
b = 0
pencolor(r, g, b)


penup()
bk(l)
pendown()
fd(l)


def draw_tree(l, level):
    global r, g, b
    # save the current pen width
    w = width()


    # narrow the pen width
    width(w * 3.0 / 4.0)
    # set color:
    r = r + 1
    g = g + 2
    b = b + 3
    pencolor(r % 200, g % 200, b % 200)


    l = 3.0 / 4.0 * l


    lt(s)
    fd(l)


    if level < lv:
        draw_tree(l, level + 1)
    bk(l)
    rt(2 * s)
    fd(l)


    if level < lv:
        draw_tree(l, level + 1)
    bk(l)
    lt(s)


    # restore the previous pen width
    width(w)


speed("fastest")


draw_tree(l, 4)


done()

python

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