绘制图形

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在前3节的实例中，我们一直绘制的都是直线，实际上，海龟绘图还可以绘制其他形状的图形，如圆形、多边形等，下面分别进行介绍。

1  绘制线条

在海龟绘图中，画笔处在落笔状态时，只要海龟移动时就会绘制出移动轨迹线条。通过改变移动的方向和位置可以绘制出各种线条。在绘制线条时，主要通过15.1.2小节介绍的控制方向和位置的方法实现。下面通过一个实例来演示如何绘制复杂的线条。

      实例15.3   绘制台阶     

通过逆时针旋转90度，向前移动，再顺时针旋转90度，并向前移动，可以实现一级台阶的绘制，重复多次这样的操作，就可以绘制出多级台阶的形状，代码如下：

import turtle # 导入海龟绘图模块

turtle.color('blue') # 设置画笔颜色为蓝色

turtle.forward(40) # 向前移动

turtle.left(90) # 逆时针旋转90度

turtle.forward(20) # 向前移动

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.forward(20) # 向前移动

turtle.left(90) # 逆时针旋转90度

turtle.forward(20) # 向前移动

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.forward(20) # 向前移动

turtle.left(90) # 逆时针旋转90度

turtle.forward(20) # 向前移动

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.forward(20) # 向前移动

turtle.left(90) # 逆时针旋转90度

turtle.forward(20) # 向前移动

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.forward(20) # 向前移动

turtle.left(90) # 逆时针旋转90度

turtle.forward(20) # 向前移动

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.forward(40) # 向前移动

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行程序，将在屏幕上绘制5级台阶，如图15.21所示。

图15.21  绘制5级台阶

在绘制线条时，结合循环可以绘制出很多复杂、有趣的图案，例如下面的实例。

实例15.4   绘制回文图案

使用海龟绘图结合for循环可以实现回文图案。实现方法：在循环中，不断地增加移动的距离，并向一个方法旋转指定角度即可实现。具体代码如下：

import turtle # 导入海龟绘图模块

turtle.color('green') # 画笔颜色为绿色

# 输出回文图案

for i in range(32): # 循环32次

turtle.forward(i*2) # 向前移动

turtle.left(90) # 逆时针旋转90度

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行程序，将显示如图15.22所示的图案。

图15.22  绘制回文图案

2  绘制矩形

在海龟绘图中，没有提供绘制矩形的方法，不过可以使用旋转+移动位置来实现。下面看一个具

体的实例。

      实例15.5   绘制彩色边框的矩形

绘制一个长150像素，宽200像素的矩形，并且每条边的颜色不一样。代码如下：

import turtle # 导入海龟绘图模块

turtle.shape('turtle') # 改变海龟光标的形状为海龟

turtle.width(3) # 画笔粗细

turtle.color('orange') # 画笔颜色为橙色

turtle.forward(200) # 画一条200像素的线

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.color('red') # 画笔颜色为红色

turtle.forward(100) # 画一条100像素的线

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.color('green') # 画笔颜色为绿色

turtle.forward(200) # 画一条200像素的线

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.color('purple') # 画笔颜色为紫色

turtle.forward(100) # 画一条100像素的线

turtle.ht() # 隐藏海龟光标

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行程序，屏幕中逐渐绘制一个彩色边框的矩形，绘制完成后海龟光标将隐藏，如图15.23所示。

图15.23  绘制彩色边框的矩形

如果将图15.23所示的矩形重复旋转多次将得到一个圆形图案。修改后的代码如下：

import turtle # 导入海龟绘图模块

def drawrect(num):

for i in range(1,num+1):

turtle.left(5)

turtle.width(3) # 画笔粗细

turtle.color('orange') # 画笔颜色为橙色

turtle.forward(200) # 画一条200像素的线

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.color('red') # 画笔颜色为红色

turtle.forward(100) # 画一条100像素的线

320

Python 从入门到实践

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.color('green') # 画笔颜色为绿色

turtle.forward(200) # 画一条200像素的线

turtle.right(90) # 顺时针旋转90度

turtle.color('purple') # 画笔颜色为紫色

turtle.forward(100) # 画一条100像素的线

turtle.ht() # 隐藏海龟光标可以提升速度

drawrect(100)

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行程序，将看到不断地绘制彩色边框的矩形，最终停留在如图15.24所示的图案上。

图15.24  绘制圆形图案

3  绘制圆或弧形

在海龟绘图中，使用circle()方法可以绘制圆或者弧形。circle()方法的语法如下：

turtle.circle(radius, extent=None, steps=None)

参数说明：

l  radius ：必选参数，用于指定半径，其参数值为数值。圆心在海龟光标左边一个半径值的位置。

l  如果值为正数，则按照逆时针方向绘制圆弧，否则按照顺时针方向绘制。

l  extent ：可选参数，用于指定夹角的大小，数值（或None），如果设置为None或者省略，则绘制整个圆。另外，如果指定的值不是完整圆周，将以当前画笔位置为一个端点绘制圆弧。

l  steps ：可选参数，用于指定边数。对于圆实际上是以其内切正多边形来近似表示的，这里的 steps就是指定的正多边形的边数。如果extent参数省略时，则该参数需要通过关键字参数的形式指定（即需要使用steps = 边数）。

例如，绘制一个红色的，半径为80的圆，代码如下：

import turtle

turtle.color('red') # 设置画笔的颜色

radius = 80 # 定义半径

turtle.circle(radius,None) # 绘制圆

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行上面的代码，将绘制如图15.25所示的圆。

再例如，绘制一个绿色，半径为80的半圆弧，代码如下：

import turtle

turtle.color('green') # 设置画笔颜色

radius = 80 # 定义半径

turtle.circle(radius,180) # 绘制半圆弧

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行上面的代码，将绘制如图15.26所示的半圆弧。

图15.25  绘制圆

                 

                                                                                                    

图15.26  绘制弧

      实例15.6   绘制五环图案     

通过循环绘制5个半径为100的不同颜色的圆形，通过调整位置组成五环图案。代码如下：

import turtle # 导入海龟绘图模块

turtle.resizemode('auto') # 改变模式为自动

radius = 100 # 圆的半径

turtle.width(10) # 画笔粗细

colorlist = ['royalblue','black','red','yellow','green'] # 颜色列表

turtle.penup() # 抬笔

turtle.back(radius*2) # 移动一个圆的距离

turtle.pendown() # 落笔

for i in range(5): # 循环5次

turtle.color(colorlist[i]) # 设置画笔颜色

turtle.circle(radius) # 绘制圆

if i != 2: # 不是第三个圆时

turtle.penup() # 抬笔

turtle.forward(radius*2) # 移动一个圆的距离

turtle.pendown() # 落笔

else:

turtle.penup() # 抬笔

turtle.goto(radius*-1,radius*-1) # 移动到第二行的第一个圆的位置

turtle.pendown() # 落笔

322

Python 从入门到实践

turtle.ht() # 隐藏画笔

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行程序，将在屏幕上绘制由5个圆组成的五环图案，效果如图15.27所示。

图15.27  绘制五环图案

另外，在海龟绘图中，还提供了绘制圆点的dot()方法。通过该方法可以在屏幕上绘制指定大小和颜色的实心圆点。dot()方法的语法如下：

turtle.dot(size=None, *color)

参数说明：

l  size ：用于指定圆点的直径，参数值为>=1的整型数，省略则取pensize+4和2*pensize中的较大值。

l  color ：用于指定圆点的颜色，其参数值为颜色字符串或颜色数值元组。

例如，在屏幕上绘制一个蓝色的、直径为50的圆点，代码如下：

import turtle # 导入海龟绘图模块

turtle.dot(50, "blue")

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行上面的代码，将在屏幕上绘制如图15.28所示的圆点。

图15.28  绘制圆点

4  绘制多边形

在海龟绘图中，绘制多边形通常有两种方式。一种是通过circle()方法实现，另一种是通过循环旋转、移动实现。下面分别进行介绍。

l  通过circle()方法实现

将circle()方法的参数steps设置为想要的多边形的边数，即可绘制指定边数的正多边形，例如，绘制一个正8边形的代码如下：

import turtle # 导入海龟绘图模块

turtle.color('red')

turtle.circle(100,steps=8) # 绘制正8边形

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行上面的代码，将绘制一个正八边形，如图15.29所示。

图15.29  绘制正八边形

l  通过循环旋转、移动实现多边形

在15.4.2小节绘制矩形时，我们通过移动指定距离（表示边长）并旋转（90度）4次绘制出了一个矩形。那么如果把矩形换成正方形，就可以通过循环4次的操作来实现。通过这种方式也可以实现绘制其他的正多边形。关键要素如下：

Ø  循环次数=边数。

Ø  旋转角度=180-内角的度数，内角的度数计算公式为：内角=（边数-2）*180/边数。即旋转角度=180-（边数-2）*180/边数）。

Ø  移动的距离=边长。

例如，要绘制一个彩色边框的正8边形，代码如下：

import turtle # 导入海龟绘图模块

colorlist = ['pink','purple','skyblue','cyan','green','lime','orange','red']

turtle.width(2) # 线粗2像素

side = 8 # 边数

for i in range(side):

turtle.color(colorlist[i]) # 设置边框的颜色

turtle.forward(60) # 边长

turtle.left(180-(side-2)*180/side) # 旋转角度

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行上面的代码，将绘制一个彩色边框的正八边形，如图15.30所示。

图15.30  绘制彩色边框的正八边形

5  绘制填充图形

在海龟绘图中，默认绘制的图形只显示轮廓，不会填充，这时可以使用begin_fill()和end_fill()方法绘制填充图形。其中begin_fill()方法放置在绘制要填充的形状之前调用，而end_fill()方法设置在绘制完要填充的形状之后调用，并且要保证前面已经调用了begin_fill()方法。

例如，将15.4.4小节通过circle()方法绘制的正八边形填上绿色，代码如下：

import turtle # 导入海龟绘图模块

turtle.color('green') # 填充颜色

turtle.begin_fill() # 标记填充开始

turtle.circle(100,steps=8) # 绘制正8边形

turtle.end_fill() # 标记填充结束

turtle.ht() # 隐藏画笔

turtle.done() # 海龟绘图程序的结束语句（开始主循环）

运行上面的代码，将显示如图15.31所示的绿色实心正八边形。


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