python综合实践-利用Python turtle模块画樱花丛

目录

一、方法步骤

二、代码实现

三、代码解释

 四、优化代码

五、Python turtle模块介绍

六、Python turtle模块使用方法

创建画布和画笔对象

控制画笔移动和旋转

控制画笔外观

绘制基本图形

控制画布参数

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这段代码使用Python turtle模块，利用递归的方式绘制出了5棵樱花树的效果，并在画布上添加了一段文字。主要实现过程如下：

• 定义了一个名为“Tree(branch, t)”的函数，该函数用于绘制樱花树的躯干和分支。在函数中，通过对画笔颜色、画笔粗细和旋转角度进行设置，使得每次调用自身（递归）时都会绘制出两个较小的分支，最终形成完整的樱花树形状。
• 初始化画笔对象t，并设置画布大小、背景图片等参数。然后，通过多次调用“Tree()”函数并调整画笔位置和角度，依次绘制出5棵樱花树。
• 最后，将画笔抬起并移动到适当的位置，使用“write()”函数在画布上写入一段文本。并通过监听画布点击事件，让程序等待用户点击画布后退出，结束整个绘图过程。

 

一、方法步骤

1. 首先导入需要用到的模块turtle、random、time。
2. 接着定义一个函数Tree(branch,t)，用于绘制樱花树的分支。函数中的branch参数表示分支长度，t参数表示Turtle实例。
3. 在Tree函数中，首先设置一个适当的绘制速度，每次绘制后递归调用自身前暂停一小段时间，避免绘制过快。然后根据分支长度设置不同的颜色和粗细。当分支长度在8-12之间时，有一定概率绘制白色分支，否则绘制淡珊瑚色分支；当分支长度小于8时，也有一定概率绘制白色分支，否则绘制淡珊瑚色分支；否则绘制赭色（树干）。
4. 接下来在Tree函数中绘制当前分支。根据随机产生的旋转角度和长度系数，递归调用自身绘制左右两个子分支。注意每次绘制后需要返回到上一层分支处。
5. 在主程序中，首先创建一个Turtle实例，并进行初始化操作。
6. 然后使用Turtle实例绘制背景图片，并隐藏画笔。
7. 设置画笔位置和方向，调用Tree函数绘制五棵樱花树。具体来说，我们将画笔移动到指定位置，下方留出一定空白区域，然后调用Tree函数绘制樱花树。
8. 绘制文本“愿我们向上生长，如花一般灿烂!!!”，并设置字体颜色和大小。可以使用Turtle实例的write方法在画布上输出文本。
9. 最后等待用户关闭画布。可以使用Screen类的exitonclick方法实现此功能。

二、代码实现

import turtle as T  # 引入 turtle 库并起一个别名 T
import random  # 引入 random 库
import time  # 引入 time 库

# 画樱花的躯干(60,t)
def Tree(branch, t):
    time.sleep(0.0005)  # 使程序暂停 0.0005 秒，以便视觉效果
    if branch > 3:
        if 8 <= branch <= 12:
            if random.randint(0, 2) == 0:
                t.color('snow')  # 白色
            else:
                t.color('lightcoral')  # 淡珊瑚色
            t.pensize(branch / 3)
        elif branch < 8:
            if random.randint(0, 1) == 0:
                t.color('snow')  # 白色
            else:
                t.color('lightcoral')  # 淡珊瑚色
            t.pensize(branch / 2)
        else:
            t.color('sienna')  # 赭(zhě)色
            t.pensize(branch / 10)  # 笔画宽度为枝干长度的 1/10
        t.forward(branch)  # 前进 branch 的距离
        a = 1.5 * random.random()  # 随机调整角度
        t.right(20 * a)  # 向右旋转一定角度
        b = 1.5 * random.random()  # 随机分支长度
        Tree(branch - 10 * b, t)  # 递归调用自身，绘制左侧小树枝
        t.left(40 * a)  # 向左旋转一定角度
        Tree(branch - 10 * b, t)  # 递归调用自身，绘制右侧小树枝
        t.right(20 * a)  # 向右旋转回原方向
        t.up()  # 抬起画笔
        t.backward(branch)  # 后退 branch 的距离
        t.down()  # 落下画笔，准备绘制下一个小树枝

# 绘图区域
t = T.Turtle()  # 初始化画笔 t
# 画布大小
w = T.Screen()  # 初始化画布 w
t.hideturtle()  # 隐藏画笔
t.getscreen().tracer(5, 0)  # 设置画笔的行进速度和动画开关状态，使得画笔更加流畅
w.bgpic('6a89450a1da14f33a44582542240f48b(1).png')  # 使用背景图片作为画布的背景
t.left(90)  # 向左旋转 90 度
t.up()  # 抬起画笔
t.backward(150)  # 后退 150 的距离
t.down()  # 落下画笔
t.color('sienna')  # 设置画笔颜色为赭(zhě)色
# 画第一棵樱花树
Tree(70, t)  # 枝干长度为 70
Tree(60, t)  # 枝干长度为 60
Tree(40, t)  # 枝干长度为 40
# 画第二棵樱花树
t.up()  # 抬起画笔
t.goto(-350, -300)  # 定位画笔位置
t.setheading(90)  # 设置画笔朝向
t.color('sienna')  # 设置画笔颜色为赭(zhě)色
t.down()  # 落下画笔
Tree(60, t)  # 枝干长度为 60
# 画第三棵樱花树
t.up()  # 抬起画笔
t.goto(350, -300)  # 定位画笔位置
t.setheading(90)  # 设置画笔朝向
t.color('sienna')  # 设置画笔颜色为赭(zhě)色
t.down()  # 落下画笔
Tree(40, t)  # 枝干长度为 40
# 画第四棵樱花树
t.up()  # 抬起画笔
t.goto(300, -300)  # 定位画笔位置
t.setheading(90)  # 设置画笔朝向
t.color('sienna')  # 设置画笔颜色为赭(zhě)色
t.down()  # 落下画笔
Tree(40, t)  # 枝干长度为 40
Tree(20, t)  # 枝干长度为 20
# 画第五棵樱花树
t.up()  # 抬起画笔
t.goto(300, -300)  # 定位画笔位置
t.setheading(90)  # 设置画笔朝向
t.color('sienna')  # 设置画笔颜色为赭(zhě)色
t.down()  # 落下画笔
Tree(20, t)  # 枝干长度为 20
# 绘制文本
t.up()  # 抬起画笔
t.goto(0, -300)  # 定位文本位置
t.color('white')  # 设置文本颜色为白色
t.write("愿我们向上生长，如花一般灿烂!!!", align="center", font=("华文楷体", 30, "bold"))  # 绘制文本
w.exitonclick()  # 点击画布可退出程序

三、代码解释

第 1 行引入 turtle 库并起一个别名 T。

第 2 行引入 random 库。

第 3 行引入 time 库。

第 5~17 行定义函数 Tree(branch, t)，接受两个参数：branch 是樱花树的躯干长度，t 是画笔对象。函数中使用递归绘制樱花树的枝干和花朵，其中 time.sleep(0.0005) 使程序暂停 0.0005 秒，以便视觉效果；if 和 elif 语句用于设置不同长度的樱花枝干的颜色、粗细和随机生长方向；最后使用 up() 和 down() 方法控制画笔的行进方向，使得樱花树画完后画笔回到原点。

第 20 行初始化画笔 t。

第 22 行初始化画布 w，并设置画笔的行进速度和动画开关状态。

第 23 行使用 bgpic() 方法设置背景图片作为画布的背景。

第 24~28 行左转 90 度、将画笔提起并向后移动 150、放下画笔、设置画笔颜色，分别控制第一棵樱花树的绘制。

第 29~32 行使用 up() 和 down() 方法、setheading() 方法和颜色设置，控制第二棵樱花树的绘制。

第 33~36 行使用 up() 和 down() 方法、setheading() 方法和颜色设置，控制第三棵樱花树的绘制。

第 37~41 行使用 up() 和 down() 方法、setheading() 方法和颜色设置，控制第四棵樱花树的绘制。

第 42~44 行使用 up() 和 down() 方法、setheading() 方法和颜色设置，控制第五棵樱花树的绘制。

最后三行使用 up() 和 goto() 方法定位文本位置，使用 write() 方法绘制文本，使用 exitonclick() 方法使得点击画布可以退出程序。

 四、优化代码

import turtle as T
import random
import time

# 画樱花的躯干(60,t)
def Tree(branch, t):
    time.sleep(0.0005)
    if branch > 3:
        if 8 <= branch <= 12:
            if random.randint(0, 2) == 0:
                t.color('snow')  # 白
            else:
                t.color('lightcoral')  # 淡珊瑚色
            t.pensize(branch / 3)
        elif branch < 8:
            if random.randint(0, 1) == 0:
                t.color('snow')
            else:
                t.color('lightcoral')  # 淡珊瑚色
            t.pensize(branch / 2)
        else:
            t.color('sienna')  # 赭(zhě)色
            t.pensize(branch / 10)  # 6
        t.forward(branch)
        a = 1.5 * random.random()
        t.right(20 * a)
        b = 1.5 * random.random()
        Tree(branch - 10 * b, t)
        t.left(40 * a)
        Tree(branch - 10 * b, t)
        t.right(20 * a)
        t.up()
        t.backward(branch)
        t.down()

# 绘图区域
t = T.Turtle()
# 画布大小
w = T.Screen()
t.hideturtle()  # 隐藏画笔
t.getscreen().tracer(5, 0)
w.bgpic('6a89450a1da14f33a44582542240f48b(1).png')
t.left(90)
t.up()
t.backward(150)
t.down()
t.color('sienna')

# 定义绘制樱花树的函数
def draw_tree(x, height, t):
    t.up()
    t.goto(x, -300)
    t.setheading(90)
    t.color('sienna')
    t.down()
    Tree(height, t)
# 绘制五棵樱花树
draw_tree(-400, 65, t)
draw_tree(-250, 50, t)
draw_tree(-10, 30, t)
draw_tree(-50, 40, t)
draw_tree(0, 45, t)
draw_tree(100, 40, t)
draw_tree(200, 30, t)
draw_tree(300, 38, t)
draw_tree(400, 30, t)
draw_tree(500, 38, t)
draw_tree(600, 45, t)
# 绘制文本
t.up()
t.goto(0, -300)
t.color('white')
t.write("愿我们向上生长，如花一般灿烂!!!", align="center", font=("华文楷体", 30, "bold"))
w.exitonclick()

第二版代码在第一版的基础上做了以下修改：

1. 将绘制樱花树的代码抽象成一个函数，减少了代码的重复性，提高了代码的复用性。
2. 增加了更多的樱花树，让场景更加丰富。
3. 定义了更加清晰的函数参数，增强了代码的可读性。
4. 删除了一些冗余的代码，使得代码更加简洁明了。

五、Python turtle模块介绍

Python turtle模块是一个图形化编程工具，可以在屏幕上绘制各种图形。使用turtle模块可以方便快捷地实现基础的图形绘制和动画效果，非常适合用于教育、艺术设计等领域的开发和学习。

在turtle模块中，通过创建一个代表“画笔”的turtle对象，并使用该对象的各种方法来控制移动、旋转、绘制等行为，最终实现所需的图形效果。同时，turtle模块还提供了许多有用的功能，如颜色和线条粗细设置、图案填充、文本输出等等。

除了直接使用Python的turtle模块外，还可以使用一些基于turtle模块封装的第三方库，如pygal、turtle-graph、turtleplot等。这些库提供了更加丰富的功能和更加易于使用的接口，可以方便地实现各种复杂图形的绘制和动画效果。

六、Python turtle模块使用方法

• 创建画布和画笔对象

import turtle

# 创建屏幕和画笔对象
screen = turtle.Screen()
t = turtle.Turtle()

• 控制画笔移动和旋转

# 向前移动10个像素单位
t.forward(10)

# 向后移动10个像素单位
t.backward(10)

# 向左旋转90度
t.left(90)

# 向右旋转90度
t.right(90)

• 控制画笔外观

# 设置画笔颜色为红色
t.color("red")

# 设置画笔粗细为5个像素单位
t.pensize(5)

# 设置画笔填充颜色为蓝色
t.fillcolor("blue")

• 绘制基本图形

# 在屏幕上绘制一个正方形
for i in range(4):
    t.forward(100)
    t.left(90)

# 在屏幕上绘制一个圆形
t.circle(50)

• 控制画布参数

# 设置画布的背景颜色为白色
screen.bgcolor("white")

# 设置画布的大小为800x600像素单位
screen.setup(800, 600)

# 隐藏画笔
t.hideturtle()

本篇文章介绍了一种使用Python绘制樱花树的方法，主要使用了turtle模块。文章详细讲述了代码的实现过程，并提供了第二版代码和代码解释，以及Python turtle模块的介绍和使用方法。其中包括创建画布和画笔对象、控制画笔移动和旋转、控制画笔外观以及绘制基本图形等操作。同时，还介绍了一些控制画布参数的方法，如设置背景图片、隐藏画笔等。通过这篇文章，读者可以了解到如何使用turtle模块实现绘图，并能够尝试自己绘制出各种有趣的图形。