10.1.1　画直线的小海龟turtle

1.小海龟画线段

打开Python程序的开发工具，使用Python Shell中的文件编辑器编写代码，并新建一个程序文件。

【例10.1】引入turtle库，在屏幕上绘制一条线段。

解析：turtle库绘制图形有一个基本框架：想运用Python画图时，导入turtle库，召唤小海龟，让小海龟在坐标系中爬行，其爬行轨迹形成了绘制图形。刚开始绘制时，小海龟位于画布正中央，此处坐标为（0，0），前进方向为水平右方。

单击“Run”→“Run Module”，保存文件，输入想保存的名字，例如turtle_1.py，然后运行程序，可以看到运行结果如图10-1所示。运行程序后，小海龟在屏幕上画了一条线段，然后朝左转了90度，停了下来，绘图结束。

程序代码中的相关知识：

本例题第一行代码import turtle是导入turtle库，为了使用Turtle函数库的功能，需要使用import语句将该函数库导入目前的程序中。使用import保留字对turtle库进行引用有如下3种方式，效果相同。

①import turtle，则对turtle库中函数调用采用turtle.<函数名>（）形式。

例如：import turtle

turtle.circle(200)

②from turtle import*，则对turtle库中函数调用采用<函数名>（）形式，不再使用turtle.作为前导。

图10-1　屏幕上绘制一条线

例如：from turtle import*

circle(200)

或者仅导入所使用的函数。

例如：from turtle import circle

circle(200)

③import turtle as t，保留字as将turtle库给予别名t，则对turtle库中函数的调用采用更简洁的t.<函数名>（）形式。

例如：import turtle as t

t.circle(200)

本例题第二行代码turtle.shape（"turtle"）是设置画笔的形状，在turtle.shape（）的括号里填入TurtleScreen的形状库，例如arrow（箭头）、turtle（小海龟）、circle（实心圆形●）、square（实心正方形■）、triangle（三角形▲）和classic（默认为箭头），括号里的内容决定了小海龟的样子。

导入相应的函数库之后，便可以使用该函数库提供的各类函数进行相应的绘图操作，例如：turtle.forward（distance），作用是沿着小海龟的朝向，向前移动指定的距离（distance）；turtle.right（angle），是改变画笔行进方向为当前方向向右旋转angle角度；turtle.left（angle），是向左旋转angle角度，angle是角度相对值，角度的整数值。本例题的第三行代码turtle.forward（100）控制小海龟向前走100个像素；第四行代码turtle.left（90），让小海龟左转90度；第五行代码turtle.done（），结束当前的绘制工作。

2.小海龟画正方形

【例10.2】通过不断地绘制线段和右转90度，在屏幕上绘制正方形。

解析：这里提出了一个最重要的格式控制——缩进（indentation），必须使用4个空格来表示向右缩进，支持Tab字符。缩进代表了程序段落之间的关系，例如下面程序中，因为for语句后的两条语句向右缩进了，所以它们表示这两条语句是循环真正需要执行的代码，即循环体。

单击“Run”→“Run Module”，保存文件并运行程序。通过for语句将向前和右转重复执行4次，便可以在屏幕上绘制一个如图10-2所示的正方形，也可在第6行代码前增加一行代码turtle.hideturtle（），隐藏掉小海龟，如图10-3所示。

图10-2　绘制的正方形

图10-3　隐藏小海龟的正方形

3.画正多边形

【例10.3】在屏幕上绘制正多边形。

解析：正多边形内角计算公式：内角=（边数-2）×180/边数，通过内角计算公式算出正多边的内角，再通过外角计算公式，算出外角，可以给定正多边形的边数和图形填充颜色，任意画出自己想要的正多边形。

运行程序后，输入正多边形具体边数和正多边形填充的颜色。

例如：Please input the num of the polygon：6

Please input the color of the fillcolor：yellow

运行结果如图10-4所示。

图10-4　根据给定的值绘制的正多边形

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4.小海龟绘制美丽的五角星

【例10.4】通过使用循环机制绘制五角星，并为五角星上色。

解析：通过bgcolor（）函数设置画布背景颜色；color（）函数中的参数可以是一个代表着不同颜色的英文单词，也可以是三个分别表示红色、绿色、蓝色的数值（该数值必须在十六进制数00～FF之间）；使用begin_fill（）函数和end_fill（）函数为五角星填充颜色。循环的次数设置为5次，是在屏幕上绘制5个相同的尖角；每一次的循环内容都是从海龟的当前位置出发，先绘制一条短边，然后向右转144°，再绘制另外一条短边，这样就构成了五角星的一个尖角。

运行上述程序，可以在屏幕上看到小海龟绘制一颗背景为黄色、笔触为红色的五角星，最后看到小海龟绘制的五角星填充颜色默认为笔触颜色红色，效果如图10-5所示。

图10-5　绘制美丽的五角星

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5.绘制大星星和小星星

【例10.5】通过函数的参数实现不同的函数调用效果。

解析：在定义函数的过程中，可以预先使用一组变量（x，y，c）来代表需要让海龟移动到的坐标信息和填充的颜色信息，然后在函数调用时再去传递一个确切的实际参数。函数定义中代表参数的变量，称为形式参数，在函数定义的过程中，它们并没有确切的值，而函数定义中传递给函数的参数则称为实际参数。

接下来的程序将会调用上面定义的函数进行星星的绘制。

使用def开始的代码即为定义函数的语句，从该行开始缩进的程序内容即为函数的函数体。一个函数定义完毕后，调用了一次drawstar（）函数，所以只会在屏幕上绘制一颗星星，如果要在屏幕上绘制更多的星星，则需要修改代码goto语句中的x、y参数，移动海龟到指定的位置绘制星星。运行上述程序，可以在屏幕上看到小海龟绘制五颗大小相同，颜色和位置不同的小星星，如图10-6所示。

图10-6　绘制五颗大小相同、颜色和位置不同的小星星

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6.绘制五星红旗

【例10.6】绘制五星红旗。

解析：中华人民共和国国旗是五星红旗，旗面为红色。国旗尺寸不是统一的，长宽比例为3∶2。左上方缀黄色五角星五颗，四颗小星环拱在一颗大星的右边，并各有一个角尖正对大星的中心点。

运行上述代码可以在屏幕上看到小海龟绘制了五颗背景为红色、笔触为黄色的大小不一的五角星，如图10-7所示。可以看到小海龟将绘制的五角星填充上黄色，构成了一面五星红旗。但单纯地使用turtle函数库很难做到四颗小星的角尖都对准大星的中心点，需要增加Python math模块提供了更多的数学运算。

图10-7　绘制五星红旗

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程序代码中的相关知识：

（1）turtle.setup（width=0.5，height=0.75，startx=None，starty=None）或turtle.setup（width=800，height=800，startx=100，starty=100）

作用：展开用于绘图的区域，可以设置主窗体的大小和初始位置。

参数：width，height：输入宽和高为整数时，表示像素；为小数时，表示占据电脑屏幕的比例。

startx，starty：这一坐标表示矩形窗口左上角顶点的位置；如果为空，则窗口位于屏幕中心。startx的值是空，窗口位于屏幕水平中央；starty的值是空，窗口位于屏幕垂直中央。

(2)turtle.setheading(angle)

作用：设置当前朝向为angle角度。turtle库的角度坐标体系以正东方向为绝对0°，这也是小海龟的初始爬行方向，正西方向为绝对180°。因此，可以利用这个绝对坐标体系随时更改小海龟的前进方向。