Python繪圖Turtle庫詳解

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Turtle庫是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數庫，想象一個小烏龜，在一個橫軸為x、縱軸為y的坐標系原點，(0,0)位置開始，它根據一組函數指令的控制，在這個平面坐標系中移動，從而在它爬行的路徑上繪制了圖形。
turtle繪圖的基礎知識：
1. 畫布(canvas)
? ? ? ? 畫布就是turtle為我們展開用于繪圖區域，我們可以設置它的大小和初始位置。
? ? ? ? 設置畫布大小
? ? ? ? ?turtle.screensize(canvwidth=None, canvheight=None, bg=None)，參數分別為畫布的寬(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: 輸入寬和高為整數時, 表示像素; 為小數時, 表示占據電腦屏幕的比例，(startx, starty): 這一坐標表示矩形窗口左上角頂點的位置, 如果為空,則窗口位于屏幕中心。
? ? ? ? 如：turtle.setup(width=0.6,height=0.6)
? ? ? ? ? ? ? ?turtle.setup(width=800,height=800, startx=100, starty=100)

2. 畫筆
2.1 畫筆的狀態
? ? ? ? 在畫布上，默認有一個坐標原點為畫布中心的坐標軸，坐標原點上有一只面朝x軸正方向小烏龜。這里我們描述小烏龜時使用了兩個詞語：坐標原點(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，可以是字符串如"green", "red",也可以是RGB 3元組。
? ? ? ? 3) turtle.speed(speed)：設置畫筆移動速度，畫筆繪制的速度范圍[0,10]整數，數字越大越快。
2.3 繪圖命令
? ? ? ? ?操縱海龜繪圖有著許多的命令，這些命令可以劃分為3種：一種為運動命令，一種為畫筆控制命令，還有一種是全局控制命令。
(1) ? ?畫筆運動命令

命令

說明

turtle.forward(distance)

向當前畫筆方向移動distance像素長度

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()

移動時繪制圖形，缺省時也為繪制

turtle.goto(x,y)

將畫筆移動到坐標為x,y的位置

turtle.penup()

提起筆移動，不繪制圖形，用于另起一個地方繪制

turtle.circle()

畫圓，半徑為正(負)，表示圓心在畫筆的左邊(右邊)畫圓

setx( )

將當前x軸移動到指定位置

sety( )

將當前y軸移動到指定位置

setheading(angle)

設置當前朝向為angle角度

home()

設置當前畫筆位置為原點，朝向東。

dot(r)

繪制一個指定直徑和顏色的圓點

?
(2) ? ? 畫筆控制命令

命令

說明

turtle.fillcolor(colorstring)

繪制圖形的填充顏色

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

?
(3) ? ?全局控制命令

命令

說明

turtle.clear()

清空turtle窗口，但是turtle的位置和狀態不會改變

turtle.reset()

清空窗口，重置turtle狀態為起始狀態

turtle.undo()

撤銷上一個turtle動作

turtle.isvisible()

返回當前turtle是否可見

stamp()

復制當前圖形

turtle.write(s [,font=("font-name",font_size,"font_type")])

寫文本，s為文本內容，font是字體的參數，分別為字體名稱，大小和類型；font為可選項，font參數也是可選項

?
(4) ? ?其他命令

命令

說明

turtle.mainloop()或turtle.done()

啟動事件循環 -調用Tkinter的mainloop函數。
必須是烏龜圖形程序中的最后一個語句。

turtle.mode(mode=None)

設置烏龜模式（“standard”，“logo”或“world”）并執行重置。如果沒有給出模式，則返回當前模式。

模式

初始龜標題

正角度

standard

向右（東）

逆時針

logo

向上（北）

順時針

?

turtle.delay(delay=None)

設置或返回以毫秒為單位的繪圖延遲。

turtle.begin_poly()

開始記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的第一個頂點。

turtle.end_poly()

停止記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的最后一個頂點。將與第一個頂點相連。

turtle.get_poly()

返回最后記錄的多邊形。

?
3. 命令詳解
? ? ? ? 3.1 turtle.circle(radius, extent=None, steps=None)
? ? ? ? 描述：以給定半徑畫圓
? ? ? ? 參數：
? ? ? ? radius(半徑)：半徑為正(負)，表示圓心在畫筆的左邊(右邊)畫圓；
? ? ? ? extent(弧度) (optional)；
? ? ? ? steps (optional) (做半徑為radius的圓的內切正多邊形，多邊形邊數為steps)。
舉例:
circle(50) # 整圓;
circle(50,steps=3) # 三角形;
circle(120, 180) # 半圓
?
實例：
1、太陽花
?

# coding=utf-8import turtleimport time# 同時設置pencolor=color1, fillcolor=color2turtle.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-8import turtleimport timeturtle.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、時鐘程序

# coding=utf-8import turtlefrom datetime import *# 抬起畫筆，向前運動一段距離放下def Skip(step):turtle.penup()turtle.forward(step)turtle.pendown()def mkHand(name, length):# 注冊Turtle形狀，建立表針Turtleturtle.reset()Skip(-length * 0.1)# 開始記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的第一個頂點。turtle.begin_poly()turtle.forward(length * 1.1)# 停止記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的最后一個頂點。將與第一個頂點相連。turtle.end_poly()# 返回最后記錄的多邊形。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")# 建立三個表針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)# 建立輸出文字Turtleprinter = turtle.Turtle()# 隱藏畫筆的turtle形狀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.yearm = t.monthd = t.dayreturn "%s %d%d" % (y, m, d)def Tick():# 繪制表針的動態顯示t = datetime.today()second = t.second + t.microsecond * 0.000001minute = t.minute + second / 60.0hour = t.hour + minute / 60.0secHand.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后繼續調用tickturtle.ontimer(Tick, 100)def main():# 打開/關閉龜動畫，并為更新圖紙設置延遲。turtle.tracer(False)Init()SetupClock(160)turtle.tracer(True)Tick()turtle.mainloop()if __name__ == "__main__":main()