【编程课堂】海龟作图

0、前言

turtle  是 python 内置的一个比较有趣味的模块，俗称 海龟作图，它是基于 tkinter 模块打造，提供一些简单的绘图工具，海龟作图最初源自 20 世纪 60 年代的 Logo 编程语言，之后一些很酷的 Python 程序员构建了 turtle 库，让其他程序员只需要 import turtle，就可以在 Python 中使用海龟作图。

1、基本功能介绍

在海龟作图中，我们可以编写指令让一个虚拟的（想象中的）海龟在屏幕上来回移动。这个海龟带着一只钢笔，我们可以让海龟无论移动到哪都使用这只钢笔来绘制线条。通过编写代码，以各种很酷的模式移动海龟，我们可以绘制出令人惊奇的图片。使用海龟作图，我们不仅能够只用几行代码就创建出令人印象深刻的视觉效果，而且还可以跟随海龟看看每行代码如何影响到它的移动。这能够帮助我们理解代码的逻辑。所以海龟作图也常被用作新手学习 Python 的一种方式。

1.1 Turtle motion （运动控制）

本节中包含了运动控制中常用的一些函数

turtle.goto(x,y)
画笔定位到坐标(x,y)
turtle.forward(distance)
向正方向运动 distance 长的距离
turtle.backward(distance)
向负方向运动 distance 长的距离
turtle.right(angle)
向右偏 angle 度
turtle.left(angle)
向左偏 angle 度
turtle.home()
回到原点
turtle.circle(radius, extent=None, steps=None)
画圆形 radius 为半径，extent 为圆的角度
turtle.speed(speed)
以 speed 速度运动

看到这么多函数肯定已经头大了，我们以例题来讲解。

首先画一个边长为100的正方形，然后再以半径为50画出其3/4圆。

# 控制画笔的速度
turtle.speed(5)
# 将画笔定位到原点
turtle.goto(0,0)
# 从原点开始，画出一个边长为100的正方形
for i in range(4):
   # 正向运动 100 的距离    turtle.forward(100)
   # 向右偏 90 度    turtle.right(90)
# 将画笔定位到原点
turtle.home()
# 画出一个半径为100，占3/4的圆
turtle.circle(50,270)

最后得到以下结果：

1.2 Pen control (画笔控制)

本节包含了对画笔的控制函数，常用的如下：

turtle.pendown()
落笔，在此状态下会画出运动的轨迹
turtle.penup()
起笔，在此状态下不会画出运动的轨迹
turtle.pensize(width=None
画笔粗细
turtle.pencolor(*args
画笔颜色
turtle.fillcolor(*args)
填充颜色
turtle.begin_fill()
开始填充
turtle.end_fill()
结束填充
turtle.write(arg, move=False, align=”left”, font=(“Arial”, 8, “normal”))
写文字

同样，我们以一个例题来讲解。

画一个正方形并填充，最后写一些文字

# 控制画笔颜色
turtle.pencolor('red')
# 落笔
turtle.pendown()
# 设置填充颜色
turtle.fillcolor('blue')
# 开始填充
turtle.begin_fill()
# 从原点开始，画出一个边长为100的正方形
for i in range(4):
   # 正向运动 100 的距离    turtle.forward(200)
   # 向右偏 90 度    turtle.right(90)
   # 结束填充turtle.end_fill() turtle.penup() turtle.goto(100,-100) turtle.write('Crossin编程教室')

最后的结果是这样

同时，我们还可以设置画笔打粗细、画笔的速度等属性。

1.2 Window control (视窗控制)

这里有两个常用的函数

turtle.bgcolor(*args)
设置背景颜色
turtle.bgpic(picname=None)
背景图片填充

设置代码如下

turtle.bgcolor('red') turtle.bgpic(r'yourpic.png')

2、海龟作图实例

我们用几个简单的例子讲解海龟作图的用法。

2.1 用正方形画圆

import turtle
for i in range(360):    turtle.setheading(i)
   for i in range(4):        turtle.forward(100)        turtle.left(90)

360 个正方形每隔 1 度排列，短短几行代码可以生成一个漂亮规则的图形。

2.2 红色的五角星

使用填充功能画出一个大红星

import turtle turtle.color('red','red') turtle.begin_fill()
for i in range(5):    turtle.forward(100)    turtle.right(144) turtle.end_fill()

结果如图：

2.3 更多案例

讲的再多也不如自己动手做一做，我们在网上挑选了几张使用 turtle 做的有意思的图片，大家可以欣赏并试着做一下。

3、后记

更丰富详细的功能及知识可以参考：

官方文档：https://docs.python.org/3/library/turtle.html
海龟作图—用 Python 绘图：http://www.epubit.com.cn/book/onlinechapter/37788
Simple drawing with turtle：https://opentechschool.github.io/python-beginners/en/simple_drawing.html
Hello, little turtles!：http://openbookproject.net/thinkcs/python/english3e/hello_little_turtles.html
Turtle examples：https://michael0x2a.com/blog/turtle-examples
Easy Designs - Turtle Graphics Python：http://www.instructables.com/id/Easy-Designs-Turtle-Graphics-Python/

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