零基础学 Python 画生日蛋糕:Turtle 绘图教程 + 简单代码,附编程礼物制作思路

一、课程导入

哈喽，小朋友们！今天我们要进入一个甜蜜的编程世界啦！想象一下，你能通过代码画出一个漂亮的多层蛋糕，有巧克力层、草莓层，还有美味的糖霜，最后在顶部加上一颗闪亮的星星！是不是听起来很有趣？今天我们就用Python的turtle模块来制作一个这样的蛋糕，让我们一起开始这场甜蜜的编程冒险吧！

真正的课程导入语：同学们！有没有想过自己能成为一个编程小厨师，用代码制作出美味的蛋糕？今天的Python课堂，我们就要解锁超酷的"蛋糕绘制"程序！想象一下：你亲手编写代码，画出一层层的蛋糕，涂上不同的颜色，加上漂亮的糖霜，最后在顶部点缀一颗星星。这一切都能在Python里实现！通过这节课，我们会学会函数定义、字典使用、循环控制、坐标计算这些核心编程技巧，更能锻炼创造力和逻辑思维。接下来，就让我们一起化身小小编程厨师，用代码搭建属于自己的甜蜜蛋糕，看看谁能做出最漂亮的蛋糕！准备好开启这场编程美食之旅了吗？现在，Let's code！

(扫码运行代码体验)

二、作品效果

1. 程序运行后，会弹出一个蓝色背景的窗口

2. 在窗口中央，会出现一个白色的盘子

3. 盘子上会逐渐画出一个多层蛋糕：

• 底层是巧克力色的蛋糕

• 上面是粉色的草莓层

• 再上面是白色的糖霜

• 然后是另一层巧克力蛋糕

• 再是草莓层和糖霜

• 最上面是更小的巧克力层和草莓层，再加上糖霜

4. 蛋糕的中心会竖起一根绿色的柱子

5. 柱子顶部会有一颗白色的五角星

6. 整个蛋糕看起来就像一个漂亮的生日蛋糕！

三、用到的模块

1. turtle模块：用来画出蛋糕的各个部分，就像我们的画笔一样

2. math模块：用来计算糖霜的波浪形状，让蛋糕看起来更美味

四、逻辑分析

蛋糕绘制程序逻辑├── 程序初始化│   ├── 导入turtle和math模块│   ├── 创建turtle画笔对象│   └── 设置画布背景为蓝色├── 函数定义│   ├── draw_circle()：画圆形│   ├── draw_rectangle()：画矩形（蛋糕层）│   ├── draw_star()：画五角星（蛋糕顶装饰）│   └── addIcing()：画糖霜（波浪形状）├── 食材颜色字典│   ├── 定义不同食材的颜色│   ├── 草莓层是粉色│   ├── 巧克力层是棕色│   ├── 抹茶层是绿色│   └── 糖霜是白色├── 蛋糕绘制│   ├── 画白色的盘子│   ├── 画第一层巧克力蛋糕│   ├── 画第一层草莓蛋糕│   ├── 画第一层糖霜│   ├── 画第二层巧克力蛋糕│   ├── 画第二层草莓蛋糕│   ├── 画第二层糖霜│   ├── 画第三层巧克力蛋糕│   ├── 画第三层草莓蛋糕│   ├── 画第三层糖霜│   ├── 画抹茶柱子│   └── 画顶部的五角星└── 程序结束    └── 等待用户关闭窗口

五、具体操作

1. 代码结构

文件结构：

• 第一部分：导入模块和定义函数

• 第二部分：初始化画笔和画布

• 第三部分：定义食材颜色字典

• 第四部分：绘制蛋糕的各个部分

• 第五部分：结束程序

2. 函数详解

函数：draw_circle()

功能：画一个圆形

参数：

• turtle：使用的画笔

• color：圆形的颜色

• x, y：圆心的坐标

• radius：圆的半径

代码解析：

• 抬起画笔，移动到圆心位置，放下画笔，开始填充颜色，画一个圆形，结束填充

为什么这样写：这样我们就可以在任何位置画不同颜色和大小的圆形了，比如可以用来画樱桃或者其他装饰。

函数：draw_rectangle()

功能：画一个矩形，用来做蛋糕的每一层

参数：

• turtle：使用的画笔

• color：矩形的颜色

• x, y：矩形左下角的坐标

• width：矩形的宽度

• height：矩形的高度

代码解析：

• 隐藏画笔，抬起画笔，移动到起始位置，放下画笔，开始填充颜色，画一个矩形（通过循环移动和转向），结束填充，将画笔方向重置为初始方向

为什么这样写：这样我们就可以画出不同颜色、不同大小的蛋糕层了，每一层都是一个矩形。

函数：draw_star()

功能：画一个五角星，用来装饰蛋糕顶部

参数：

• turtle：使用的画笔

• color：五角星的颜色

• x, y：五角星中心的坐标

• size：五角星的大小

代码解析：

• 抬起画笔，移动到起始位置，放下画笔，开始填充颜色，通过循环画五条边，结束填充，将画笔方向重置为初始方向

为什么这样写：五角星是一个特殊的形状，需要通过特定的角度和边长来绘制，这样我们就可以在蛋糕顶部加上一个漂亮的星星装饰了。

函数：addIcing()

功能：画糖霜，让蛋糕看起来更美味

参数：

• turtle：使用的画笔

• color：糖霜的颜色

• x, y：糖霜的中心位置

代码解析：

• 抬起画笔，移动到糖霜的左端，放下画笔，开始填充颜色，通过循环计算每个点的位置，画出波浪形的糖霜，移动到糖霜的右端，再移动回左端，结束填充

为什么这样写：糖霜不是平的，而是有波浪形的，这样看起来更真实、更美味。我们用数学计算来画出这个波浪形状。

3. 主程序详解

初始化部分：

• 创建一个画笔对象，名字叫myPen

• 设置画笔的形状为小海龟

• 设置画笔的速度为10（最快）

• 隐藏画笔（这样画图时不会看到画笔移动）

• 创建一个窗口，背景颜色设置为蓝色（就像天空一样）

• 设置初始的y坐标为-140（蛋糕的底部位置）

食材颜色字典：

• 创建一个空字典，然后添加不同食材的颜色

• 草莓是粉色，牛奶巧克力是棕色，抹茶是绿色，糖霜是白色

• 这样我们就可以通过食材的名字来获取对应的颜色，比如ingredients["strawberry"]就是粉色

蛋糕绘制过程：

1. 画盘子：调用draw_rectangle函数画一个白色的矩形作为盘子

2. 第一层：画一个巧克力色的矩形，然后画一个草莓色的矩形在上面

3. 加第一层糖霜：调用addIcing函数画波浪形的糖霜

4. 第二层：画一个更小的巧克力色矩形，然后画一个草莓色的矩形在上面

5. 加第二层糖霜：再次调用addIcing函数

6. 第三层：画一个更小的巧克力色矩形，然后画一个草莓色的矩形在上面

7. 加第三层糖霜：再次调用addIcing函数

8. 画抹茶柱子：在蛋糕中心画一个绿色的矩形作为柱子

9. 画星星：在柱子顶部画一个白色的五角星

结束程序：

• 调用done()函数，让窗口保持打开状态，直到用户关闭它

六、代码详解

1. 导入模块

fromturtleimport*importmath

解析：

• from turtle import *：导入turtle模块的所有功能，这样我们就可以直接使用turtle的函数，不用写turtle.前缀

• import math：导入math模块，用来计算糖霜的波浪形状

2. 定义draw_circle函数

defdraw_circle(turtle, color, x, y, radius):turtle.penup()turtle.color(color)turtle.fillcolor(color)turtle.goto(x, y)turtle.pendown()turtle.begin_fill()turtle.circle(radius)turtle.end_fill()

解析：

• def draw_circle(...):：定义一个函数，名字叫draw_circle，有5个参数

• turtle.penup()：抬起画笔，这样移动时不会留下痕迹

• turtle.color(color)：设置画笔的颜色

• turtle.fillcolor(color)：设置填充的颜色

• turtle.goto(x, y)：移动到指定的坐标

• turtle.pendown()：放下画笔，准备开始画画

• turtle.begin_fill()：开始填充颜色

• turtle.circle(radius)：画一个半径为radius的圆形

• turtle.end_fill()：结束填充颜色

3. 定义draw_rectangle函数

defdraw_rectangle(turtle, color, x, y, width, height):turtle.hideturtle()turtle.penup()turtle.color(color)turtle.fillcolor(color)turtle.goto(x, y)turtle.pendown()turtle.begin_fill()foriinrange(2):turtle.forward(width)turtle.left(90)turtle.forward(height)turtle.left(90)turtle.end_fill()turtle.setheading(0)

解析：

• turtle.hideturtle()：隐藏画笔的形状

• for i in range(2):：循环2次，因为矩形有4条边，每次画2条边

• turtle.forward(width)：向前移动width的距离

• turtle.left(90)：向左转90度

• turtle.setheading(0)：将画笔方向设置为向右（初始方向）

4. 定义draw_star函数

defdraw_star(turtle, color, x, y, size):turtle.penup()turtle.color(color)turtle.fillcolor(color)turtle.goto(x, y)turtle.pendown()turtle.begin_fill()turtle.right(144)foriinrange(5):turtle.forward(size)turtle.right(144)turtle.forward(size)turtle.end_fill()turtle.setheading(0)

解析：

• turtle.right(144)：一开始向右转144度，这是为了让五角星的尖角朝上

• for i in range(5):：循环5次，因为五角星有5个角

• 每次循环画两条边，所以总共画10条边，形成五角星的形状

5. 定义addIcing函数

defaddIcing(turtle, color, x, y):turtle.penup()turtle.color(color)turtle.fillcolor(color)turtle.goto(-x-2, y+10)turtle.pendown()turtle.begin_fill()forzinrange(-x-3, x+3):turtle.goto(z, y-10-10*math.cos((z/100) *2*math.pi))turtle.goto(x+3, y+10)turtle.goto(-x-3, y+10)turtle.end_fill()

解析：

• turtle.goto(-x - 2, y + 10)：移动到糖霜的左端

• for z in range(-x - 3, x + 3):：从左端到右端循环，每次移动一个单位

• turtle.goto(z, y - 10 - 10 * math.cos((z / 100) * 2 * math.pi))：计算每个点的y坐标，使用cos函数生成波浪形

• math.cos((z / 100) * 2 * math.pi)：这是一个余弦函数，会生成一个波浪形的曲线

6. 主程序初始化

myPen = Turtle()myPen.shape("turtle")myPen.speed(10)myPen.hideturtle()window = Screen()window.bgcolor("#69D9FF")y = -140

解析：

• 创建一个turtle对象叫myPen

• 设置它的形状为小海龟

• 设置速度为10（最快）

• 隐藏画笔

• 创建一个窗口，背景颜色设置为浅蓝色

• 设置y坐标为-140（蛋糕底部的位置）

7. 食材颜色字典

ingredients = {}ingredients["strawberry"] = "pink"ingredients["milk chocolate"] = "#BF671F"ingredients["matcha"] = "#93c572"ingredients["icing sugar"] = "#FFFFFF"

解析：

• 创建一个空字典叫ingredients

• 添加键值对，键是食材的名字，值是对应的颜色

• 这样我们就可以通过食材的名字来获取颜色，比如ingredients["strawberry"]就是"pink"

8. 绘制蛋糕

# let's draw the platedraw_rectangle(myPen, "white", -150, y-10, +300, 10)# Iterate through each layer of the listdraw_rectangle(myPen, ingredients["milk chocolate"], -120, y, 240, 30)y += 30draw_rectangle(myPen, ingredients["strawberry"], -120, y, 240, 35)y += 35addIcing(myPen, ingredients["icing sugar"], 120, y)y += 10draw_rectangle(myPen, ingredients["milk chocolate"], -100, y, 200, 20)y += 20draw_rectangle(myPen, ingredients["strawberry"], -100, y, 200, 40)y += 40addIcing(myPen, ingredients["icing sugar"], 100, y)y += 10draw_rectangle(myPen, ingredients["milk chocolate"], -70, y, 140, 24)y += 24draw_rectangle(myPen, ingredients["strawberry"], -70, y, 140, 36)y += 36addIcing(myPen, ingredients["icing sugar"], 70, y)y += 10draw_rectangle(myPen, ingredients["matcha"], -4, y, 8, 60)y += 65draw_star(myPen, "white", 2, y, 10)

解析：

• 画盘子：调用draw_rectangle画一个白色的矩形

• 第一层：画一个巧克力色的矩形，然后画一个草莓色的矩形在上面

• 加第一层糖霜：调用addIcing函数画波浪形的糖霜

• 第二层：画一个更小的巧克力色矩形，然后画一个草莓色的矩形在上面

• 加第二层糖霜：再次调用addIcing函数

• 第三层：画一个更小的巧克力色矩形，然后画一个草莓色的矩形在上面

• 加第三层糖霜：再次调用addIcing函数

• 画抹茶柱子：在蛋糕中心画一个绿色的矩形作为柱子

• 画星星：在柱子顶部画一个白色的五角星

9. 结束程序

done()

解析：

• 调用done()函数，让窗口保持打开状态，直到用户关闭它

• 这样用户就可以欣赏自己画出的蛋糕了

七、程序原理总结

通过分析这个蛋糕绘制程序，我们学到了以下重要的编程概念：

1. 函数定义和调用

函数的作用：函数就像一个魔法盒子，你给它一些材料（参数），它就会按照里面的咒语（代码）变出一个结果。比如draw_rectangle函数，你给它颜色和坐标，它就会画出一个矩形。

为什么要用函数：如果我们每次画矩形都要写一遍相同的代码，会很麻烦。用函数可以把重复的代码封装起来，需要的时候只需要调用函数就可以了，就像我们有一个专门画矩形的魔法盒子，要用的时候拿出来用一下。

2. 字典的使用

字典的作用：字典就像一个小本子，上面记着不同东西的信息。比如我们的ingredients字典，记着不同食材的颜色，要找草莓的颜色，只要查一下本子（字典）就知道了。

为什么要用字典：如果不用字典，我们可能会忘记哪个食材对应什么颜色，用字典可以让我们通过名字快速找到颜色，就像查字典一样方便。

3. 循环的使用

循环的作用：循环就像我们每天早上的例行公事，比如刷牙、洗脸、吃早饭，这些步骤会重复做。在程序中，循环可以让我们重复执行一些操作，比如draw_star函数中的for循环，重复5次来画五角星的5个角。

为什么要用循环：如果没有循环，我们要画五角星就要写5次相同的代码，有了循环，只需要写一次代码，让它重复执行5次就可以了，既节省时间又减少错误。

4. 坐标的使用

坐标的作用：在turtle中，每个点都有一个坐标（x, y），就像我们在地图上找位置一样。x是左右位置，y是上下位置。

为什么要用坐标：通过设置不同的坐标，我们可以让蛋糕的每一层都画在正确的位置，看起来更整齐、更漂亮。

5. 数学函数的应用

cos函数的作用：在addIcing函数中，我们使用了math.cos函数来计算糖霜的波浪形状。cos函数可以生成一个平滑的波浪线，让糖霜看起来更自然、更美味。

为什么要用数学函数：数学函数可以帮助我们创建一些特殊的形状，比如波浪形、圆形、弧形等，让我们的蛋糕看起来更真实。

八、课程拓展

如果想让蛋糕更漂亮，你可以尝试添加以下功能：

1. 添加樱桃：在蛋糕顶部添加红色的圆形作为樱桃

2. 添加蜡烛：在蛋糕上添加几根蜡烛，甚至可以让蜡烛闪烁

3. 添加文字：在蛋糕上写出"Happy Birthday"或者其他祝福语

4. 添加更多层：尝试添加更多的蛋糕层，让蛋糕更高

5. 添加不同的颜色：尝试使用不同的颜色组合，创造出独一无二的蛋糕

6. 添加背景：在窗口中添加一些装饰，比如气球、彩带等

九、总结

今天我们通过Python的turtle模块制作了一个漂亮的多层蛋糕，学习了以下编程知识：

1. 函数定义：学会了如何创建和调用函数，让代码更简洁、更有条理

2. 字典使用：学会了如何使用字典来存储和获取信息，比如食材和颜色的对应关系

3. 循环控制：学会了如何使用for循环来重复执行操作，比如画五角星的5个角

4. 坐标计算：学会了如何使用坐标来定位图形的位置，让蛋糕的每一层都画在正确的地方

5. 数学函数：学会了如何使用cos函数来创建波浪形的糖霜，让蛋糕看起来更美味

6. 颜色搭配：学会了如何选择和搭配颜色，让蛋糕看起来更漂亮

最重要的是，我们学会了如何将创意通过代码实现出来，就像一个编程小厨师一样，用代码作为工具，制作出属于自己的甜蜜作品。希望小朋友们能够发挥想象力，创造出更多有趣的作品！

如果你有任何问题，或者想分享你的蛋糕作品，欢迎在评论区留言哦！我们下期再见～拜拜～

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