编程入门06:Python海龟绘图
by 星辉
Posted on 2018年03月15日周四 at 09:23上午 in 教程
现在让我们开始尝试“图形用户界面”(GUI)程序的编写——Python标准库中有个turtle模块,可以生成标准的应用程序窗口进行图形绘制。turtle的绘图方式非常简单直观——想象有一只尾巴上蘸着颜料的小海龟在电脑屏幕上爬行,随着它的移动就能画出线条来,turtle程序窗口的绘图区域使用直角坐标系,海龟的初始位置在窗口绘图区正中的(0,0)点,头朝x轴的正方向。你可以先在交互模式中引入模块并练习其中的函数:
In [1]: import turtle as tt In [2]: tt.setup() # 设置画布,这将立即显示绘图窗口 In [3]: tt.forward(100) # 前进100像素,这将画出一条横向线段 In [4]: tt.right(90) # 右转90度,这将改变海龟的朝向 In [5]: tt.forward(100) # 这将画出一条纵向线段 In [6]: tt.goto(0,0) # 前往原点,这将完成一个等腰直角三角形 In [7]: tt.bye() # 关闭绘图窗口
利用tutle模块能够更生动地学习流程控制概念,以下程序可以画出一个五角星——画一条线段并右转144度,如此重复五次:
import turtle as tt tt.TurtleScreen._RUNNING = True # 启动绘图,在IDE中运行加这句可避免报错 cnt = 0 while cnt < 5: tt.forward(200) tt.right(144) cnt += 1 tt.done() # 结束绘图,这将不会关闭窗口
以下程序连续画了500条线段,每一条线段的颜色都随机,每一条线段都比前一条长1个像素,每画一条线段之后都向右转91度——于是我们得到了一个繁复的彩色螺旋图案:
import turtle as tt from random import randint tt.TurtleScreen._RUNNING = True tt.speed(0) # 绘图速度为最快 tt.bgcolor("black") # 背景色为黑色 tt.setpos(-25, 25) # 改变初始位置,这可以让图案居中 tt.colormode(255) # 颜色模式为真彩色 cnt = 0 while cnt < 500: r = randint(0, 255) g = randint(0, 255) b = randint(0, 255) tt.pencolor(r, g, b) # 画笔颜色每次随机 tt.forward(50 + cnt) tt.right(91) cnt += 1 tt.done()
接下来让我们灵活运用turtle模块的交互功能,把上次编写的命令行式猜数游戏改造成图形界面的——请把程序文件命名为guessnum.pyw,这样当你在操作系统中直接双击时就不会再打开黑色的命令行窗口。获取用户输入可以使用对话框,反馈信息则可以直接显示在窗口绘图区域中:
from random import randint import turtle as tt tt.TurtleScreen._RUNNING = True tt.setup(width=800, height=450, startx=None, starty=None) # 设置自定义的窗口大小 tt.hideturtle() # 隐藏画笔图标 tt.color("blue") # 画笔颜色为蓝色 tt.penup() # 抬起画笔,移动时不画线 tt.setpos(-300, 0) # 设置初始位置 myfont = ("黑体", 16, "normal") # 定义字体 target = randint(1, 100) tt.write("我想了一个1到100之间的整数,请你猜猜看吧:", font=myfont) # 输出文本 guess = 0 answer = "" while guess != target: # 使用对话框获取用户输入 guess = tt.simpledialog.askinteger("猜数游戏", "请输入一个整数:") if guess == target: answer = "你猜对了!游戏结束。" elif not guess: # 用户没有输入数字则中断循环 tt.clear() # 清空画布以便输出新文本 tt.write("你放弃了,游戏结束。", font=myfont) break elif guess > target: answer = "你猜大了,再猜一次:" else: answer = "你猜小了,再猜一次:" tt.clear() tt.write(answer, font=myfont) tt.done()
海龟绘图很有趣,你可以查看官方在线文档以了解turtle模块的更多细节 https://docs.python.org/zh-cn/3/library/turtle.html
编程小提示:模块的运行
Python标准库中还有一个turtledemo模块,这是turtle绘图功能演示程序,输入以下系统命令即可运行turtledemo模块:
python -m turtledemo
只要模块中定义了可运行对象(实现功能或用于测试),模块就是可运行的。实际上,你也可以输入以下系统命令来运行turtle模块:
python -m turtle