1. turtle库-概念

1.1 turtle库-对turtle库的定义

1.1.1 turtle库-什么是turtle库？

专业版：turtle库是Python语言的一个第三方模块，是由1966年Wally Feurzig和Seymour Papert开发出的一种简单易用的编程语言，现在已经成为Python语言中一个很流行的绘制图像的函数库。
 
通俗版： turtle库，是Python用来画图的一个库，这个库里面有很多画图的命令（工具）。用turtle库画图就是去控制画笔的运动，画笔运动的轨迹就是画出来的图形。

1.2 turtle库-turtle库坐标系统

1.2.1 turtle库-standard坐标角度系统

1.2.2 turtle库-logo坐标角度系统

# 切换坐标、角度系统
# mode('standard')
mode('logo')
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2. turtle库-使用

2.1 turtle库-引入turtle库的三种方式

2.1.1 方式①：import turtle (直接引用)

import turtle

turtle.forward(100) # 画笔向所指定方向(默认向右)前进 100 px(px即pixel,分辨率单位，代表像素)
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2.1.2 方式②：import turtle as t （替代式引用）

import turtle as t

t.forward(100)
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2.1.3 方式③：from turtle import * （省略式引用）

from turtle import *

forward(100)
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2.2 turtle库-画布与窗口

   简单来说，screensize()函数用来设置画布的大小,setup()函数用来设置窗口的大小。而画布和窗口的关系是，窗口包含画布。
   当窗口大于画布，那么画布会填充窗口。
   当窗口小于画布，会出现滚动条。

2.2.1 画布-screensize() 函数设置画布大小及背景色

   一开始窗口的大小只有400px长，300px宽，默认背景色为白色，所以当我们将画布设置为800px长,400px宽的绿色画布时，我们也只能看到(400px，300px)的绿色画布，而此时会出现滚动条，即窗口小于画布，会出现滚动条。

import turtle


# turtle.screensize()即画布默认值=长:400，宽:300，背景颜色:白色
turtle.screensize()
turtle.done()  			# 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭

# 写出参数名称
turtle.screensize(canvwidth=800, canvheight=400, bg="green")
turtle.done()               # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭

# 省略参数名称
turtle.screensize(800, 400, "red")
turtle.done()               # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭
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2.2.2 窗口(窗体)-turtle.setup() 函数设置窗口大小及位置

因为设置完画布以后，窗口的大小是不会改变的，如果要改变只能通过setup()函数来进行设置

import turtle

turtle.screensize(800,400,"blue") # 此时窗口大小仍为(400,300),画布大小变为(800,400)
turtle.setup(800,400)		      # 此时窗口大小变为为(800,300)，位于屏幕中心
turtle.done()                     # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭
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当不设置画布参数时，即认为使用默认画布，当窗口大于画布，那么画布会填充窗口。

import turtle


# 宽高使用整数时
turtle.setup(800,400)       # 此时窗口大小变为为(800,400)，位于屏幕中心
turtle.done()               # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭

turtle.setup(800,400,0,0)   # 此时窗口大小变为为(800,400)，位于屏幕左上角
turtle.done()               # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭
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import turtle


# 宽高使用小数时
turtle.setup(1.0,1.0)       # 使用默认画布设置，窗口占据整个屏幕
turtle.done()               # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭
turtle.setup(1.0,0.5)       # 使用默认画布设置，窗口横向占据半个屏幕
turtle.done()               # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭
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2.3 turtle库-画笔参数

  在画布上，默认有一个坐标原点为画布中心的坐标轴，坐标原点上有一只面朝x轴正方向小乌龟。这里我们描述小乌龟时使用了两个词语：坐标原点(位置)，面朝x轴正方向(方向)， turtle绘图中，就是使用位置方向描述小乌龟(画笔)的状态。

2.3.1 宽度-pensize()函数设置画笔的粗细

import turtle           # 导入tuetle库


# 设置画笔粗细(若未指定fan方向，画笔默认向右)
turtle.pensize(10)       # 画笔的尺寸为10
turtle.pensize(50)		      
turtle.pensize(100)		
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2.3.2 颜色-pencolor()函数设置画笔的颜色

import turtle           # 导入tuetle库


turtle.pencolor()  		# 画笔默认颜色为黑色
turtle.pencolor("red")  
turtle.pencolor("blue")  
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2.3.3 移速-turtle.speed()函数设置画笔移动速度

turtle.speed(speed)：设置画笔移动速度（画笔绘制的速度范围[0,10]整数，数字越大越快）

import turtle           # 导入tuetle库


turtle.speed(1)			 # 画笔移动速度为1
turtle.speed(speed=5)
turtle.speed(speed=10)
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2.4 turtle库-常用绘图函数

2.4.1 done()函数-停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭

在turtle库中，done()函数的作用是停止画笔，并且阻止绘画窗口关闭，如果接下来的代码还需要用到画笔，画笔也不会再启动。

import turtle

turtle.forward(100)
turtle.done()
turtle.left(60)
turtle.forward(100)
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2.4.2 forward()函数-向当前画笔方向移动distance个像素长度

import turtle           # 导入tuetle库

turtle.forward(distance=100)     # 画笔以默认向右的方向绘制长度为100px
turtle.forward(100)     		 # 省略参数名称
turtle.done()                    # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭
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2.4.3 backward()函数-向当前画笔相反方向移动distance个像素长度

import turtle
turtle.backward(distance=100)
turtle.backward(100)			# 省略参数名称
turtle.done()                   # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭
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2.4.4 right()函数-顺时针移动degree度

import turtle

turtle.right(60)			# 以标准坐标系为参照，箭头先方向顺时针旋转60°
turtle.forward(100)			# 再移动100px的长度
turtle.done()               # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭
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2.4.5 left()函数-逆时针移动degree度

import turtle

turtle.left(60)			    # 以标准坐标系为参照，箭头先方向逆时针旋转60°
turtle.forward(100)			# 再移动100px的长度
turtle.done()               # 停止画笔绘制，但绘图窗口不关闭
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2.4.6 seth()函数-绝对坐标系下偏转绝对角度

import turtle

turtle.pd()
turtle.seth(30)
turtle.fd(100)
turtle.pu()

turtle.pd()
turtle.seth(60)
turtle.fd(100)
turtle.pu()

turtle.pd()
turtle.seth(120)
turtle.fd(100)
turtle.pu()

turtle.done()
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2.4.7 penup()函数-抬起画笔不显示移动轨迹

抬起画笔后，移动时不会绘制线条。

import turtle

turtle.penup()  # 抬起画笔
turtle.forward(100)
turtle.done()
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2.4.8 pendown()函数-落下画笔显示移动轨迹

  常与penup()函数成对使用，画笔落下后，移动时会再次显示移动轨迹。
  简单来说先用pendown()函数落笔，画完一个图形后则用penup()函数提笔，现在已经画完了一个图形，那么我们再用pendown()函数落笔开始画第二个图形，画完第二个图形后penuo()函数提笔，依次类推。

import turtle


turtle.forward(50)


turtle.penup()          # 抬起画笔
turtle.forward(50)


turtle.pendown()        # 落下画笔
turtle.forward(50)


turtle.done()
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2.4.9 goto()函数-从原点移动轨迹到指定坐标

import turtle


turtle.goto(100,200)
turtle.done()
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2.4.10 circle(r )函数-画出半径为r的圆

圆半径为正，则圆心在画笔的左边(y正半轴) 画圆
圆半径为负，则圆心在画笔的右边(y负半轴) 画圆

import turtle

turtle.pendown()
turtle.circle(r=100)	# 省略名称后则可以直接写turtle.circle(100)
turtle.penup()

turtle.pendown()
turtle.circle(r=-100)
turtle.penup()
turtle.done()

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2.4.11 circle(r,extent)函数-绘制一个半径为 r，角度为extent的圆或弧形

import turtle

turtle.circle(r=100,e=180)  # 绘制一个半径为100，角度为180°的弧形
turtle.done()
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2.4.12 turtle.dot(r, e)函数-绘制一个半径为r,颜色为e的圆

import turtle

turtle.hideturtle()
turtle.dot(200, "yellow")		# 半径为200的黄色圆
turtle.done()
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2.4.13 turtle.shape()函数-画笔箭头变成小乌龟

import turtle

turtle.shape("turtle")
turtle.forward(100)
turtle.done()
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2.4.14 hideturtle()函数-隐藏画笔箭头

import turtle

turtle.hideturtle()
turtle.forward(100)
turtle.done()
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2.4.15 showturtle()函数-显示画笔箭头

import turtle

# 隐藏箭头，显示轨迹
turtle.pendown() 
turtle.hideturtle()
turtle.forward(100)

# 隐藏箭头，隐藏轨迹
turtle.penup()
turtle.forward(100)

# 显示箭头，显示轨迹
turtle.pendown()
turtle.showturtle()
turtle.forward(100)

turtle.done()
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2.4.16 fillcolor()函数、begin_fill()函数、end_fill()函数-给绘制的图形填充颜色

import turtle 


turtle.fillcolor('green')  # 设置填充的颜色

turtle.begin_fill()        # 开始填充颜色
for j in range(4):
    turtle.forward(100)
    turtle.left(90)
turtle.end_fill()          # 结束填充颜色
turtle.done()
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2.4.17 turtle.color(color1, color2)函数-同时设置画笔颜色、填充颜色

import turtle 


turtle.color("red","blue")  # 画笔颜色设置为红色，填充颜色设置为蓝色

turtle.begin_fill()  # 开始填充颜色
for j in range(4):
    turtle.forward(100)
    turtle.left(90)
turtle.end_fill()  # 结束填充颜色
turtle.done()
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2.4.18 turtle.write()函数-写文字

import turtle

import turtle

turtle.write(arg="他朝若是同淋雪，此生也算共白头", move=False, align='left', font=('Arial', 16, 'normal'))
turtle.hideturtle()
turtle.done()
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2.4.19 turtle.home()函数-将画笔移动到原点

# import package
import turtle


# set turtle speed to fastest
# for bettrt understandings
turtle.speed(10)

# method to draw a part


def fxn():

  # motion
  turtle.circle(50, 180)
  turtle.right(90)
  turtle.circle(50, 180)


# loop to draw pattern
for i in range(12):
  fxn()

  # set turtle at home
  turtle.up()
  turtle.home()
  turtle.down()

  # set position
  turtle.left(30*(i+1))
turtle.done()
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2.4.20 turtle.bgcolor()函数-设置背景颜色

import turtle as t

t.bgcolor('black')
t.done()
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2.5 turtle库-实例演示

2.5.1 实例演示-五色填正方形组合图案

import turtle 


def drawRect():
    turtle.hideturtle()
    turtle.pendown()
    for i in range(4):
        turtle.forward(100)
        turtle.left(90)
        turtle.speed(10)
    turtle.penup()


def main():
    clrs = ['red', 'green', 'blue', 'gray', 'brown']  # 颜色列表
    for i in range(10):
        turtle.fillcolor(clrs[i % 5])                      # 从列表中选择颜色
        turtle.begin_fill()                                # 开始填充
        drawRect()
        turtle.end_fill()                                  # 结束填充
        turtle.right(36)

    turtle.done()


if __name__ == '__main__':
    main()

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2.5.2 实例演示-五角星

# coding=utf-8
import turtle
import time

turtle.pensize(5)
turtle.pencolor("yellow")
turtle.fillcolor("red")

turtle.begin_fill()
for _ in range(5):
  turtle.forward(200)
  turtle.right(144)
turtle.end_fill()
time.sleep(2)

turtle.penup()
turtle.goto(-150, -120)
turtle.color("violet")
turtle.write("Done", font=('Arial', 40, 'normal'))

turtle.done()

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2.5.3 实例演示-将文字显示为一个圆圈

#将文字显示为一个圆圈
import turtle
text = "醉后不知天在水，满船清梦压星河"
turtle.penup()          # 可简写为pu
x = len(text)
for i in text:
    turtle.write(i, font='consolas')
    turtle.right(360/x)  # 可简写为rt
    turtle.penup()
    turtle.forward(30)   # 可简写为fd
turtle.hideturtle()
turtle.done()
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2.5.4 实例演示-时钟

# coding=utf-8

import turtle
from datetime import *

# 抬起画笔，向前运动一段距离放下


def Skip(step):
    turtle.penup()
    turtle.forward(step)
    turtle.pendown()


def mkHand(name, length):
    # 注册Turtle形状，建立表针Turtle
    turtle.reset()
    Skip(-length * 0.1)
    # 开始记录多边形的顶点。当前的乌龟位置是多边形的第一个顶点。
    turtle.begin_poly()
    turtle.forward(length * 1.1)
    # 停止记录多边形的顶点。当前的乌龟位置是多边形的最后一个顶点。将与第一个顶点相连。
    turtle.end_poly()
    # 返回最后记录的多边形。
    handForm = turtle.get_poly()
    turtle.register_shape(name, handForm)


def Init():
    global secHand, minHand, hurHand, printer
    # 重置Turtle指向北
    turtle.mode("logo")
    # 建立三个表针Turtle并初始化
    mkHand("secHand", 135)
    mkHand("minHand", 125)
    mkHand("hurHand", 90)
    secHand = turtle.Turtle()
    secHand.shape("secHand")
    minHand = turtle.Turtle()
    minHand.shape("minHand")
    hurHand = turtle.Turtle()
    hurHand.shape("hurHand")

    for hand in secHand, minHand, hurHand:
        hand.shapesize(1, 1, 3)
        hand.speed(0)

    # 建立输出文字Turtle
    printer = turtle.Turtle()
    # 隐藏画笔的turtle形状
    printer.hideturtle()
    printer.penup()


def SetupClock(radius):
    # 建立表的外框
    turtle.reset()
    turtle.pensize(7)
    for i in range(60):
        Skip(radius)
        if i % 5 == 0:
            turtle.forward(20)
            Skip(-radius - 20)

            Skip(radius + 20)
            if i == 0:
                turtle.write(int(12), align="center",
                             font=("Courier", 14, "bold"))
            elif i == 30:
                Skip(25)
                turtle.write(int(i/5), align="center",
                             font=("Courier", 14, "bold"))
                Skip(-25)
            elif (i == 25 or i == 35):
                Skip(20)
                turtle.write(int(i/5), align="center",
                             font=("Courier", 14, "bold"))
                Skip(-20)
            else:
                turtle.write(int(i/5), align="center",
                             font=("Courier", 14, "bold"))
            Skip(-radius - 20)
        else:
            turtle.dot(5)
            Skip(-radius)
        turtle.right(6)


def Week(t):
    week = ["星期一", "星期二", "星期三",
            "星期四", "星期五", "星期六", "星期日"]
    return week[t.weekday()]


def Date(t):
    y = t.year
    m = t.month
    d = t.day
    return "%s %d%d" % (y, m, d)


def Tick():
    # 绘制表针的动态显示
    t = datetime.today()
    second = t.second + t.microsecond * 0.000001
    minute = t.minute + second / 60.0
    hour = t.hour + minute / 60.0
    secHand.setheading(6 * second)
    minHand.setheading(6 * minute)
    hurHand.setheading(30 * hour)

    turtle.tracer(False)
    printer.forward(65)
    printer.write(Week(t), align="center",
                  font=("Courier", 14, "bold"))
    printer.back(130)
    printer.write(Date(t), align="center",
                  font=("Courier", 14, "bold"))
    printer.home()
    turtle.tracer(True)

    # 100ms后继续调用tick
    turtle.ontimer(Tick, 100)


def main():
    # 打开/关闭龟动画，并为更新图纸设置延迟。
    turtle.tracer(False)
    Init()
    SetupClock(160)
    turtle.tracer(True)
    Tick()
    turtle.mainloop()


if __name__ == "__main__":
    main()

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3. 参考文献

《Python绘图Turtle库详解》:https://blog.csdn.net/zengxiantao1994/article/details/76588580
《Python易学就会(三)turtle绘图》:https://blog.csdn.net/weixin_34050427/article/details/88677104
《python—turtle库的基本介绍》：https://zhuanlan.zhihu.com/p/64594462
《Turtle代码功能详解一》：https://blog.csdn.net/weixin_44527588/article/details/98302740
《setup和screensize》：https://blog.csdn.net/piglite/article/details/105332460
《Python turtle.write()用法及代码示例》：https://vimsky.com/examples/usage/turtle-write-function-in-python.html
《turtle.write方法使用说明》：https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/113915180