Python基础图形绘制库——turtle
(1).介绍
turtle库也叫海龟库，是turtle绘图体系的Python实现。turtle库是Python语言的标准库之一，是入门级的图形绘制函数库。
turtle绘图体系：也叫海龟绘图系统，它是在1969年诞生，主要用于程序设计入门的一种绘图方式。
Python计算生态 = 标准库 + 第三方库
标准库：随解释器直接安装到操作系统中的功能模块。
第三方库：需要经过安装才能使用的功能模块。
turtle官方文档：https://docs.python.org/3/library/turtle.html
(2).原理
turtle（海龟）是真实的存在，可以想象成一只海龟在窗体正中间，由程序控制在画布上游走，走过的轨迹形成了绘制的图形，可以变换海龟的颜色和宽度等。这里海龟就是我们的画笔。
(3).turtle的绘图窗体布局
绘制turtle图形首先需要一个绘图窗体，在操作系统上表现为一个窗口，它是turtle的一个画布空间。在窗口中使用的最小单位是像素，例如要绘制一个100单位长度的直线，就是指100像素长的直线。
在一个操作系统上，将显示器的左上角坐标定义为(0,0)，那么我们将窗体的左上角定义为turtle绘图窗体的坐标原点，相对于整个显示器坐标为(startx,starty)。这里可以使用turtle.setup(width,height,startx,starty)来设置启动窗体的位置和大小，当然setup()函数并不是必须的。而且在setup()函数中startx和starty参数是可选的，如果没有指定这两个参数，那么系统会默认该窗体在显示器的正中心。
参数说明：
width和height：如果是整数，则为像素大小；如果是浮点数则为屏幕的百分比。width默认为屏幕的50%，height默认为屏幕的70%。
startx和starty：如果为正，则为距屏幕左侧或顶部的像素长度；如果为负，则为举例屏幕右侧或底部的像素长度；如果为None，则水平或垂直居中。
更多窗体控制请查看turtle官方文档：https://docs.python.org/3/library/turtle.html。
(4).turtle空间坐标体系
在turtle窗体内部形成了一个空间坐标体系，包含绝对坐标和海龟坐标两种。
1）绝对坐标
对于绝对坐标来讲，turtle也就是海龟最开始出现的地方，即画布的正中心作为绝对坐标的(0,0)。海龟的运行方向向着画布的右侧，所以整个窗体的右方向为x轴，上方向为y轴，由此构成了绝对坐标系。
绝对坐标系在绘图时经常用到，与之相关的最重要的函数是turtle.goto(x,y)，该函数是让任意位置的海龟到达指定位置。
2）海龟坐标
对于海龟坐标来讲，无论海龟朝向什么方向，海龟当前行进方向都叫前进方向，反方向是后退方向，左侧是左侧方向，右侧是右侧方向
与之相关的常用函数有：turtle.fd(d)，前进d像素距离；turtle.bk(d)，后退d像素距离，海龟方向不变；turtle.circle(r,angle)，以海龟左侧为原点，半径为r像素，行进angle度圆形弧度，并且海龟方向改变angle度，如果没有angle，那么行进一个完整的圆。注意：d、r、angle允许负数，意为反方向
(5).turtle角度坐标体系
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。
1）绝对角度
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。
与之相关的常用函数为turtle.seth(angle)，用于改变海龟行进方向，只改变方向不行进。
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。
与之相关的函数有：turtle.left(angle)和turtle.right(angle)，分别让海龟向左或向右改变行进方向。
(6).turtle的RGB色彩体系
turtle库中采用了计算机最常见的RGB色彩体系，取值范围可以是0-255的整数，也可以是0-1的小数。
常用的RGB色彩如下：
| 英文名称 | RGB整数值 | RGB小数值 | 中文名称 |
| white | 255,255,255 | 1,1,1 | 白色 |
| yellow | 255,255,0 | 1,1,0 | 黄色 |
| magenta | 255,0,255 | 1,0,1 | 洋红 |
| cyan | 0,255,255 | 0,1,1 | 青色 |
| blue | 0,0,255 | 0,0,1 | 蓝色 |
| black | 0,0,0 | 0,0,0 | 黑色 |
| seashell | 255,245,238 | 1,0.96,0.93 | 海贝色 |
| gold | 255,215,0 | 1,0.84,0 | 金色 |
| pink | 255,192,203 | 1,0.75,0.80 | 粉红色 |
| brown | 165,42,42 | 0.65,0.16,0.16 | 棕色 |
| purple | 160,32,240 | 0.63,0.13,0.94 | 紫色 |
| tomato | 255,99,71 | 1,0.39,0.28 | 番茄色 |
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。
(7).turtle常用函数
注意：设置参数后，如果没有取消或重新设置，那么当前程序内一直有效。
1）画笔控制函数
turtle.penup()、turtle.pu()、turtle.up()：抬笔，移动时不绘图
turtle.pendown()、turtle.pd()、turtle.down()：落笔，移动时绘图
turtle.pensize(width)、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)
2）运动控制函数
turtle.forward(distance)、turtle.fd(distance)：前进distance像素
turtle.backward(distance)、turtle.bk(distance)、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
3）方向控制函数
turtle.setheading(angle)、turtle.seth(angle)：以绝对角度改变方向
turtle.left(angle)、turtle.lt(angle)：以海龟角度向左改变方向
turtle.right(angle)、turtle.rt(angle)：以海龟角度向右改变方向
4）更多
更多函数请前往官方文档查看：https://docs.python.org/3/library/turtle.html
(8).实例
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()
效果图：
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()
效果图
3）绘制一个如图所示的风轮
import turtle
turtle.pensize(2)
for i in range(4):
turtle.fd(150)
turtle.left(90)
turtle.circle(150,-45)
turtle.goto(0,0)
turtle.left(45)
4）绘制一个如图所示的太阳花
from turtle import *
color('red', 'yellow') #设置画笔颜色为红色，填充色为黄色
begin_fill() #开始填充，必须与end_fill()一起使用
while True: #循环，这里是死循环，通过下方if语句控制跳出循环
forward(200) #前进200像素
left(170) #海龟角度，左转170度
if abs(pos()) < 1: #abs()返回绝对值，pos()返回当前坐标点，合起来是(0,0)到当前坐标的长度，用于判断是否回到(0,0)
break #跳出循环
end_fill() #结束填充，运行到这里才会填充颜色
done() #结束后停留在当前窗口
5）绘制一个玫瑰花
import turtle
turtle.speed(5)
# 设置初始位置
turtle.penup()
turtle.goto(0,200)
turtle.pendown()
# 花蕊
turtle.fillcolor("red")
turtle.begin_fill()
turtle.circle(10,180)
turtle.circle(25,110)
turtle.left(50)
turtle.circle(60,45)
turtle.circle(20,170)
turtle.right(24)
turtle.fd(30)
turtle.left(10)
turtle.circle(30,110)
turtle.fd(20)
turtle.left(40)
turtle.circle(90,70)
turtle.circle(30,150)
turtle.right(30)
turtle.fd(15)
turtle.circle(80,90)
turtle.left(15)
turtle.fd(45)
turtle.right(165)
turtle.fd(20)
turtle.left(155)
turtle.circle(150,80)
turtle.left(50)
turtle.circle(150,90)
turtle.end_fill()
# 花瓣1
turtle.left(150)
turtle.circle(-90,70)
turtle.left(20)
turtle.circle(75,105)
turtle.setheading(60)
turtle.circle(80,98)
turtle.circle(-90,40)
# 花瓣2
turtle.left(180)
turtle.circle(90,40)
turtle.circle(-80,98)
turtle.setheading(-83)
# 叶子1
turtle.fd(30)
turtle.left(90)
turtle.fd(25)
turtle.left(45)
turtle.fillcolor("green")
turtle.begin_fill()
turtle.circle(-80,90)
turtle.right(90)
turtle.circle(-80,90)
turtle.end_fill()
turtle.right(135)
turtle.fd(60)
turtle.left(180)
turtle.fd(85)
turtle.left(90)
turtle.fd(80)
# 叶子2
turtle.right(90)
turtle.right(45)
turtle.fillcolor("green")
turtle.begin_fill()
turtle.circle(80,90)
turtle.left(90)
turtle.circle(80,90)
turtle.end_fill()
turtle.left(135)
turtle.fd(60)
turtle.left(180)
turtle.fd(60)
turtle.right(90)
turtle.circle(200,60)
turtle.done()
效果图如下：
6）樱花树（大佬NB！！）
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()
# 掉落的花瓣
def Petal(m, t):
for i in range(m):
a = 200 - 400 * random.random()
b = 10 - 20 * random.random()
t.up()
t.forward(b)
t.left(90)
t.forward(a)
t.down()
t.color('lightcoral') # 淡珊瑚色
t.circle(1)
t.up()
t.backward(a)
t.right(90)
t.backward(b)
# 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.screensize(bg='wheat') # wheat小麦
t.left(90)
t.up()
t.backward(150)
t.down()
t.color('sienna')
# 画樱花的躯干
Tree(60, t)
# 掉落的花瓣
Petal(200, t)
w.exitonclick()
效果图如下：
参考：https://www.cnblogs.com/chen0307/articles/9645138.html
https://blog.csdn.net/as_csdn/article/details/93086075
https://blog.csdn.net/weixin_43943977/article/details/102691392
https://blog.csdn.net/sandalphon4869/article/details/99443949
