Python Turtle库详解

turtle的英文意思是“海龟”，今天学习的turtle库也叫作海龟绘图库。想象一下一只小海龟在海面上游泳，海龟游过的轨迹变成了一幅幅有趣的图案。

1. Turtle的绘图窗体布局

美术生作画时必不可少的两样东西：画纸和画笔。画纸在画板上，画板放在画架上。当我们需要使用Turtle来进行绘画时，画板就是我们的电脑显示器，画纸就是我们的Turtle窗口，画笔就是那一条小海龟，海龟游啊游啊一幅画就形成了。

我们将显示器左上角的坐标定义为 (0, 0)，将Turtle绘图窗口的左上角定义为我们绘图时的原点，它相对于整个显示器的坐标为（startx, starty)。

可以使用 Turtle.setup(width, height, startx, starty) 函数来设置启动Turtle绘图窗口的位置和大小，以下是参数解释：

• width：Turtle 绘图窗口的宽度。
• height：Turtle 绘图窗口的宽度
• startx：Turtle 绘图窗口距显示器左侧的距离
• starty：Turtle 绘图窗口距显示器顶部的距离

注：

• width 和 height 如果值是整数，则表示该窗口占据多少个像素的宽度；如果为小数，则为宽度占据显示器的百分比，默认width占据 50%，height占据70%。
• 如果 startx 和 starty 省略，则窗口默认处于显示器的正中心。

2. Turtle空间坐标体系

2.1 绝对坐标

如下图所示，我们将画布的正中心当做绝对坐标（0,0）。海龟默认是向右侧运动的，所以我们将Turtle绘图窗体的右方向定义为 x 轴，上方向定义为 y 轴。
绝对坐标里常用函数：

• turtle.goto(x, y)：指定 x 和 y 的值，海龟将会到达坐标为（x, y）的位置。
  

2.2 海龟坐标

站在海龟的角度，无论海龟当前的行进方向是朝向哪个角度的，都叫做前进方向，反向就后退方向，海龟运行的左侧叫做左侧方向，右侧叫做右侧方向。

下面是常用的用于控制海龟的函数：

• turtle.forward(distance)：控制海龟前进 distance 个单位像素的距离。forwad 可以简写为 fd，即 turtle.forward(distance) 和 turtle.fd(distance) 的效果是一样的。
• turtle.backward(distance)：控制海龟后退 distance 个单位像素的距离。backward可以简写为 ，即 turtle.backward(distance) 和 turtle.bk(distance) 的效果是一样的。
• turtle.circle(r,angle)：以海龟当前位置，左侧的某一个点为圆心，半径为 r 的距离，画一个角度值为angle 的弧形。如果没有指定 angle 的值，则默认为360度，也就是画一个圆。r 和 angle 的值可以为负数，意为反方向。注意，顺时针旋转的角度度数值为负数，逆时针的为正数。
  

3. Turtle 的角度坐标体系

3.1 绝对角度

turtle建立了一个空间坐标体系，那么在空间坐标中，海龟行进的方向也有一个角度，同样分为绝对角度和海龟角度。
对于绝对角度来讲，绝对坐标的x正轴表示0度或360度，y正轴表示90度或-270度，x负轴表示180度或-180度，y负轴表示270度或-90度。
相关的函数有：
turtle.seth(angle)：设置 angel 的值用于改变海龟行进方向，只改变方向不行进。

3.2 海龟角度

对于海龟角度来讲，为了更好的改变海龟的行进方向，使用左右的方式来改变它的行进角度。
相关的函数有：
turtle.left(angle)：让海龟向左改变 angle 个角度
turtle.right(angle)：让海龟向右改变 angle 个角度

4. Turtle 的 RGB 色彩体系

RGB即Red、Green、Blue三种颜色的组合，这三种颜色的组合能够覆盖视力所能感知到的素有颜色。RGB每种颜色的取值范围为0-255之间的整数或者0-1之间的小数。常用的RGB颜色：

更多更好看的颜色，可以访问以下链接：

https://www.runoob.com/html/html-colorvalues.html

turtle库默认采用RGB的小数值来表示颜色，当然也可以使用函数turtle.colormode(mode)来切换RGB数值模式。当mode为1.0时表示采用小数值来表现RGB，当mode为255时表示采用整数值来表现RGB。

与颜色设置相关的函数：turtle.color()、turtle.pencolor()、turtle.fillcolor()，由于设置画笔颜色和填充色；还有turtle.bgcolor()，设置窗体背景色。

5. Turtle常用函数

5.1 画笔控制函数

• turtle.penup() 或者 turtle.pu() 或者 turtle.up()：抬笔，移动时不绘图

• turtle.pendown() 或者 turtle.pd() 或者 turtle.down()：落笔，移动时绘图

• turtle.pensize(width)：设置画笔尺寸

• turtle.width(width)：画笔宽度

• turtle.pencolor(*args)：如果不给参数，则返回当前画笔颜色，给出参数则是设定画笔颜色。设置颜色有三种方式的参数，pencolor(colorstring)、pencolor((r,g,b))和pencolor(r,g,b)

5.2 运动控制函数

• turtle.forward(distance) 或者 turtle.fd(distance)：前进distance像素

• turtle.backward(distance) 或者 turtle.bk(distance) 或者 turtle.back(distance)：后退distance像素

• turtle.circle(r,angle)：以画笔（海龟）左侧为圆心，半径为r像素，画angle度的圆形。注意：海龟方向同时发生angle度变化

• turtle.goto(x,y)、setpos(x,y)、setposition(x,y)：由当前坐标前往指定坐标，这里使用绝对坐标，但画笔方向不会改变

5.3 方向控制函数

• turtle.setheading(angle) 或者 turtle.seth(angle)：以绝对角度改变方向

• turtle.left(angle) 或者 turtle.lt(angle)：以海龟角度向左改变方向

• turtle.right(angle) 或者 turtle.rt(angle)：以海龟角度向右改变方向

6. 绘图实例

6.1 绘制一个正方形

import turtle
turtle.pensize(2)
for i in range(4):
    turtle.fd(150)
    turtle.left(90)
turtle.done()

6.2 绘制一个正六边形

import turtle
turtle.pensize(2)
for i in range(6):
    turtle.fd(150)
    turtle.left(60)
turtle.done()

END：声明

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