Python Turtle 画图知识点详解

1. Turtle 基础

1.1 什么是 Turtle 模块？

Turtle 是 Python 内置的一个简单绘图模块，它模拟了一个小海龟在画布上移动并留下轨迹的过程。

根据 Python 官方文档（https://docs.python.org/3/library/turtle.html）：

"Turtle 模块提供了一个绘图板和一个小海龟，你可以通过命令控制海龟的移动来绘制图形。"

下面是一个简单的 Turtle 程序：

python

import turtle

# 创建画布和海龟对象
screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 移动海龟绘制图形
t.forward(100)  # 向前移动100像素
t.right(90)     # 右转90度
t.forward(100)
t.right(90)
t.forward(100)
t.right(90)
t.forward(100)

# 完成后关闭窗口
screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

1.2 画布和海龟的基本操作

python

import turtle

# 创建画布和海龟
screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 设置画布属性
screen.title("我的海龟绘图")
screen.bgcolor("lightblue")  # 设置背景颜色

# 设置海龟属性
t.shape("turtle")  # 设置海龟形状：turtle, arrow, circle, square, triangle等
t.color("green")   # 设置海龟颜色
t.pensize(3)       # 设置画笔粗细

# 移动海龟
t.forward(100)     # 向前移动
t.backward(50)     # 向后移动
t.left(45)         # 左转45度
t.right(90)        # 右转90度

# 控制画笔
t.penup()          # 提起画笔，移动时不绘制
t.goto(0, 0)       # 移动到指定坐标
t.pendown()        # 放下画笔，继续绘制

# 完成后关闭窗口
screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

2. 基本图形绘制

2.1 绘制直线和简单图形

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 绘制正方形
for _ in range(4):
  t.forward(100)
  t.right(90)

# 绘制三角形
t.penup()
t.goto(-150, 0)
t.pendown()
for _ in range(3):
  t.forward(100)
  t.left(120)

# 绘制五角星
t.penup()
t.goto(150, 0)
t.pendown()
for _ in range(5):
  t.forward(100)
  t.right(144)

screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

2.2 绘制圆形和弧线

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 绘制圆形
t.penup()
t.goto(-100, 0)
t.pendown()
t.circle(50)  # 半径为50的圆

# 绘制半圆
t.penup()
t.goto(100, 0)
t.pendown()
t.circle(50, 180)  # 半径为50，角度为180度的圆弧

# 绘制螺旋线
t.penup()
t.goto(0, -100)
t.pendown()
for i in range(100):
  t.circle(i * 0.5)
  t.left(10)

screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

3. 颜色和填充

3.1 使用颜色

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 设置画笔颜色
t.color("red")
t.forward(100)

# 设置填充颜色
t.penup()
t.goto(-100, 0)
t.pendown()
t.fillcolor("blue")
t.begin_fill()
for _ in range(4):
  t.forward(50)
  t.right(90)
t.end_fill()

# 使用RGB颜色
screen.colormode(255)  # 设置RGB模式 (0-255)
t.penup()
t.goto(0, -100)
t.pendown()
t.color(255, 165, 0)  # 橙色
t.circle(40)

screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

3.2 填充复杂图形

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 绘制填充的五角星
t.fillcolor("yellow")
t.begin_fill()
for _ in range(5):
  t.forward(100)
  t.right(144)
t.end_fill()

# 绘制填充的花朵
t.penup()
t.goto(150, 0)
t.pendown()
t.fillcolor("pink")
t.begin_fill()
for _ in range(10):
  t.circle(30, 180)
  t.left(180)
t.end_fill()

screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

4. 动画和速度控制

4.1 控制海龟速度

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 设置不同的速度
t.speed(1)  # 最慢
t.forward(50)

t.speed(3)  # 慢速
t.forward(50)

t.speed(5)  # 正常速度 (默认)
t.forward(50)

t.speed(7)  # 快速
t.forward(50)

t.speed(10)  # 最快
t.forward(50)

t.speed(0)  # 无动画，最快
t.forward(50)

screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

4.2 创建简单动画

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 创建一个简单的动画
for i in range(100):
  t.forward(i)
  t.right(91)

# 清除屏幕并重置海龟
t.clear()
t.penup()
t.home()  # 回到原点
t.pendown()

# 更复杂的动画：绘制彩色螺旋
colors = ["red", "orange", "yellow", "green", "blue", "purple"]
for i in range(360):
  t.pencolor(colors[i % 6])
  t.forward(i)
  t.left(59)

screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

5. 高级绘图技巧

5.1 使用循环绘制复杂图形

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 绘制分形树
def draw_tree(branch_length, t):
  if branch_length > 5:
      # 绘制主干
      t.forward(branch_length)
      
      # 右转并绘制右分支
      t.right(20)
      draw_tree(branch_length - 15, t)
      
      # 左转并绘制左分支
      t.left(40)
      draw_tree(branch_length - 15, t)
      
      # 回到原来的方向
      t.right(20)
      t.backward(branch_length)

# 设置初始状态
t.left(90)
t.penup()
t.backward(200)
t.pendown()
t.pensize(2)
t.speed(0)  # 最快速度

# 绘制树
draw_tree(100, t)

screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

5.2 绘制多边形

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 绘制多边形函数
def draw_polygon(t, sides, size):
  angle = 360 / sides
  for _ in range(sides):
      t.forward(size)
      t.left(angle)

# 绘制不同边数的多边形
t.penup()
t.goto(-200, 0)
t.pendown()
draw_polygon(t, 3, 50)  # 三角形

t.penup()
t.goto(-100, 0)
t.pendown()
draw_polygon(t, 4, 50)  # 正方形

t.penup()
t.goto(0, 0)
t.pendown()
draw_polygon(t, 5, 50)  # 五边形

t.penup()
t.goto(100, 0)
t.pendown()
draw_polygon(t, 6, 50)  # 六边形

screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

6. 交互式绘图

6.1 响应鼠标点击

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 定义点击处理函数
def draw_circle(x, y):
  t.penup()
  t.goto(x, y)
  t.pendown()
  t.circle(30)

# 绑定点击事件
screen.onclick(draw_circle)

# 显示提示
t.penup()
t.goto(0, 200)
t.pendown()
t.write("点击屏幕绘制圆形", align="center", font=("Arial", 16, "normal"))

# 开始事件循环
screen.mainloop()  # 保持窗口打开并响应事件

6.2 键盘控制

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 定义移动函数
def move_forward():
  t.forward(10)

def move_backward():
  t.backward(10)

def turn_left():
  t.left(10)

def turn_right():
  t.right(10)

def clear_screen():
  t.clear()
  t.penup()
  t.home()
  t.pendown()

# 绑定键盘事件
screen.listen()
screen.onkey(move_forward, "Up")
screen.onkey(move_backward, "Down")
screen.onkey(turn_left, "Left")
screen.onkey(turn_right, "Right")
screen.onkey(clear_screen, "c")

# 显示提示
t.penup()
t.goto(0, 200)
t.pendown()
t.write("使用方向键控制海龟移动，按 'c' 清除屏幕", align="center", font=("Arial", 12, "normal"))

# 开始事件循环
screen.mainloop()  # 保持窗口打开并响应事件

7. 绘制艺术图案

7.1 绘制螺旋图案

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 设置速度和颜色
t.speed(0)  # 最快速度
colors = ["red", "purple", "blue", "green", "orange", "yellow"]

# 绘制螺旋图案
for i in range(360):
  t.pencolor(colors[i % 6])
  t.width(i / 100 + 1)
  t.forward(i)
  t.left(59)

screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

7.2 绘制雪花图案

python

import turtle

screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

# 绘制雪花分支
def draw_snowflake_branch(t, size):
  if size < 10:
      t.forward(size)
      t.backward(size)
      return
  
  draw_snowflake_branch(t, size / 3)
  t.left(60)
  draw_snowflake_branch(t, size / 3)
  t.right(120)
  draw_snowflake_branch(t, size / 3)
  t.left(60)
  draw_snowflake_branch(t, size / 3)

# 绘制完整雪花
def draw_snowflake(t, size):
  for _ in range(6):
      draw_snowflake_branch(t, size)
      t.right(60)

# 设置属性
t.speed(0)  # 最快速度
t.penup()
t.goto(0, 0)
t.pendown()

# 绘制多个雪花
for _ in range(10):
  size = random.randint(30, 100)
  x = random.randint(-200, 200)
  y = random.randint(-200, 200)
  
  t.penup()
  t.goto(x, y)
  t.pendown()
  draw_snowflake(t, size)

screen.exitonclick()  # 点击窗口关闭

8. 总结

Python Turtle 模块提供了一个简单而有趣的方式来学习编程和计算机图形学：

基本操作：控制海龟移动、转向和画笔状态
图形绘制：绘制直线、圆形、多边形等基本图形
颜色应用：设置画笔颜色和填充颜色
动画技巧：控制速度和创建简单动画
高级技术：使用递归绘制分形图形
交互功能：响应鼠标点击和键盘输入

Turtle 是学习编程的理想工具，特别是对初学者来说。通过 Turtle，你可以直观地看到代码的执行结果，从而更好地理解编程概念。

在使用 Turtle 时，建议：

保持代码简洁，使用函数封装重复操作
合理设置速度，避免动画过快或过慢
利用循环和递归创建复杂图形
尝试添加交互功能使绘图更有趣

通过 Turtle，你可以创建从简单几何图形到复杂分形艺术的各种作品，享受编程和图形设计的乐趣！

05turtle

Python Turtle 画图知识点详解

1. Turtle 基础

1.1 什么是 Turtle 模块？

1.2 画布和海龟的基本操作

2. 基本图形绘制

2.1 绘制直线和简单图形

2.2 绘制圆形和弧线

3. 颜色和填充

3.1 使用颜色

3.2 填充复杂图形

4. 动画和速度控制

4.1 控制海龟速度

4.2 创建简单动画

5. 高级绘图技巧

5.1 使用循环绘制复杂图形

5.2 绘制多边形

6. 交互式绘图

6.1 响应鼠标点击

6.2 键盘控制

7. 绘制艺术图案

7.1 绘制螺旋图案

7.2 绘制雪花图案

8. 总结