Python其实很简单 第二十六章 用Python也能绘图

在Python中绘图时，需要导入图形模块turtle。“turtle”的意思是“海龟”，所以这个模块又被称为海龟图形模块。有一个比较出名的集成编程环境叫海龟编辑器，以积木的形式表示命令，编程过程由“写代码”变成了“搭积木”，积木本身有“帽子”、“凹凸”等形状来限制拼接，就相当于自带逻辑限制一样，使用起来非常方便，很适合青少年和初学者入门学习，如果感兴趣可以自行下载学习。

26.1 海龟画图的原理

图形模块turtle启用了一个非常生动的对象——海龟，这只海龟可以在画布上按照指令走路，它携带那只画笔默认的为“落笔”状态，走路时会留下印痕。如果被置于“抬笔”状态，走路是不留印痕的，但可以通过“落笔”命令使画笔落下，这样，它所走过的轨迹就变成了我们想要的各种图形。可以设置画笔的各种属性如颜色、粗细等来改变图形的外观，也可以设置海龟的行为改变它的速度、方向等来改变图形的形状。

26.2 从画正方形开始

这里，仍然使用IDLE作为开发环境。

首先通过一个例子——“画正方形”来讲述如何使用Python绘图。

>>> import turtle as t #导入海龟图形模块

>>> t.forward(100) #海龟前进100步

运行上面的命令后，会在海龟图形窗口中出现如下图形：一段从窗口中心位置出发的带箭头的线段。窗口的中心位置即为海龟的初始位置，并且初始状态的海龟的头是水平向右的。默认的是落笔状态，所以前进时就会留下印痕。

我们并没有看到海龟，因为默认的是用箭头表示海龟，可以用如下命令显示出海龟的造型。

>>> t.shape('turtle') #将turtle的形状设置为“海龟”造型

此时，图形窗口中的箭头就变成了海龟的样子，如下所示：

海龟的头是水平向右的，和刚才箭头所指的方向是一致的。如果要再次切换为箭头造型，可以使用如下命令即可：

>>> t.shape('arrow')

接下来我们继续画正方形：

>>> t.right(90) #海龟右转90度

>>> t.forward(100) #海龟前进100步，画第二条边

>>> t.right(90)

>>> t.forward(100) #画第三条边

>>> t.right(90)

>>> t.forward(100) #画第四条边

至此，一个完整的正方形就画出来了。

26.3 画笔的常用设置

1、落笔函数pendown()

如：

>>> t.pendown()

无论当前画笔的状态如何，执行此命令后都将设置为落笔状态。

2、抬笔函数penup()

如：

>>> t.penup()

无论当前画笔的状态如何，执行此命令后都将设置为抬笔状态。

3、设置画笔的颜色pencolor(color)

如：

>>> t.pencolor('yellow')

若不带参数，则相当于查询画笔的当前颜色，如：

>>> t.pencolor()

'yellow'

4、设置画笔的粗细pensize(n)，默认值为1

如：

>>> t.pensize(10) #将画笔的粗细值设为10

若不带参数，则相当于查询画笔的当前颜色，如：

>>> t.pensize()

10

26.4 海龟设置

1、海龟速度用speed()函数来设置，可以设定的参数有：“slowest”（最慢）、“slow”（慢速）、“normal”（正常速度）、“fast”（快速）、“fastest”（最快）。例如：

>>> t.speed("slow")

>>> t.circle(100) #以当前位置为圆心，画半径为100的圆

执行后，由于速度设为了慢速，可以明显看到比较缓慢的轨迹。

2、藏龟、显龟、查询海龟显示状态

如前所说，海龟通常是用箭头表示，也可以表示为完整的海龟模样，甚至是其他。所谓的“藏龟”，就是将该标识隐藏掉，这样所绘的图形就看起来更完整。为了更清楚的掌握海龟所处的位置和方向以及画笔的颜色，可以通过“显龟”命令将其显示出来。

如：

>>> t.ht() #藏龟

>>> t.isvisible() #查询海龟显示状态

False

>>> t.st() #显龟

>>> t.isvisible() #查询海龟显示状态

True

3、查询海龟位置position()和将海龟移动到指定位置goto(x,y)

position()函数可以查询海龟当前位置，goto(x,y)函数可以将海龟移动到指定位置，x、y为坐标值。

如：

>>> t.position() #查询海龟当前位置

(-0.00,-0.00)

>>> t.goto(100,100) #将海龟移动到指定位置

>>> t.position() #查询海龟当前位置

(100.00,100.00)

26.5 画布设置

画布就是可以用来绘图的区域。

1、函数screensize()可以设置画布的宽度、高度、背景。

格式：turtle.screensize(canvwidth=None,canvheight=None,bg=None)参数：canvwidth：画布的宽度，canvheight：画布的高度，bg：画布的背景。

2、函数setup()可以设置画布的位置，它的大小既可以根据占屏比来确定，也可以设置为用像素表示的绝对值。

格式：turtle.setup(width=0.5,height=0.75,startx=None,starty=None)width和height：宽和高，整数表示像素，小数表示占据屏幕的比例；startx和starty：表示矩形窗口左上角顶点的位置，为空，则位于屏幕中心。

26.6 设置窗口背景颜色bgcolor(color)

如：

>>> t.bgcolor('blue')

执行后窗口背景变为蓝色。

26.7 实例：画四个不同颜色的正多边形

最后，我们用一个实例结束本章内容：由四个不同颜色的正多边形组成的图形。

代码如下：

import turtle as t

t.screensize(canvwidth=600,canvheight=480,bg='Thistle') #设置窗口大小及颜色

t.reset() #初始化

t.ht() #藏龟

t.pensize(1) #设置画笔的颜色

t.penup() #抬笔

#以下定义了一个画正多边形的函数，参数包括起始点的坐标、边数、边长、颜色

def polygon(x,y,n,l,color):

t.goto(x,y) #海龟移动到指定位置

t.pendown() #落笔

t.color(color) #只有一个参数时，既是画笔颜色，又是填充颜色

t.begin_fill() #开始填充

for i in range(n):

t.forward(l) #海龟前进边长的步数

t.right(360/n) #右转一个外角的角度

t.end_fill() #结束填充

t.penup() #抬笔

polygon(-100,100,3,100,'red')

#在（-100,100）位置开始画边长为100的正三边形，颜色填充为红色

polygon(100,100,4,80,'blue')

#在（100,100）位置开始画边长为80的正四边形，颜色填充为蓝色

polygon(100,-100,6,60,'Purple')

#在（100,-100）位置开始画边长为60的正六边形，颜色填充为紫色

polygon(-100,-100,36,10,'Pink')

#在（-100,-100）位置开始画边长为10的正三十六边形，颜色填充为粉色

运行后效果如下：

关于t.reset()

它的作用是初始化图形窗口，可以清除窗口，并且使海龟回到最初的状态（包括位置和方向）。所以，执行此命令后一切都将和刚刚打开图形窗口时一样。

类似的还有turtle.clear()和turtle.clearscreen()函数，也能起到清屏的作用。

关于t.right(360/n)

从如下三幅图可以看出，画正n边形时，当画完一条边之后，只需要将方向右转360/n就是下一条边的方向。

正三边形

正四边形

正六边形

关于正三十六边形

正三十六边形已经接近于一个圆了，所以可以采用画正多边形的方法来画圆。缺点是，一般只知道起始点，不知道圆心的位置，半径也不好计算。在已知圆心和半径时，还是采用circle(r)命令更好一些。