自学编程第10课:Python的turtle综合运用:画多彩的万花筒图案

昨天 Tyree 学第9课的时候，可开心了。那个旋转正方形花的程序，他改了又改：把36个正方形改成72个，又把左转角度从10°改成5°。

然后趴在屏幕前看着海龟一圈一圈地转，嘴里喊：“妈你看，这个花越来越密了，像一个大彩盘！”

不过他也有卡住的地方。写嵌套循环的时候，他又忘了在 for 后面加冒号。

程序一运行就报错，他“哎呀”一声，拍了下脑袋说：“又是冒号！”现在他已经养成习惯了：只要手指打完 for，就自动去按冒号键。这个冒号，他总算是记住了。

其实很多刚开始接触的小伙伴都会这种忘了打冒号的时候，或者忘了第二行缩进。

这需要平时多加练习，多敲键盘，多默写去敲。这样反复多练，时间久了就会形成肌肉记忆了，想犯错都难了。

还有一个：他改背景颜色的时候，想用绿色，结果写成了 "geren"。运行后绿色没出来，他盯着屏幕看了半天，最后指着报错信息跟我说：“妈妈，这里说 "<string>，line8，in dgcolor“是不是我颜色名字写错了？”

我让他把单词跟前面的 "green" 对比一下，他自己找出了拼写错误，改过来之后，绿色一下子跳出来了。他跟我说：“原来报错不是和我作对，是在纠正我。”

今天第10课，要画万花筒了。Tyree 说他很早就想试试“螺旋”效果，让图形一边转一边变大，看看最后能变成什么样。

我猜他一会儿肯定会把循环次数调到200，然后电脑跑半天，他在旁边傻乐。

好了，不多说了。我们直接开始第10课，痛痛快快地玩一把万花筒。

01 什么是万花筒图案？

万花筒的特点是：对称、重复、色彩丰富。

我们用 外层循环、控制旋转角度（每次画完一个图形，转一点角度），内层循环画一个基本图形（比如正方形、五角星），再加上颜色变化和边长逐渐变大，就能做出万花筒效果。

02 最简单的万花筒：旋转正方形花

我们来先看代码，然后一行一行来解释：

import turtle                 # 第1行：导入海龟绘图工具箱
t = turtle.Turtle()           # 第2行：创建一只海龟，取名叫 t
t.speed(0)                    # 第3行：速度设为最快（0表示瞬间画完，不播动画）
t.pensize(2)                  # 第4行：画笔粗细为2像素
turtle.bgcolor("black")       # 第5行：把画布背景设为黑色（这样彩色线条更明显）
colors = ["red", "orange", "yellow", "green", "blue", "purple"]  # 第6行：颜色列表

for i in range(36):           # 第7行：外层循环，要画36个正方形
    t.pencolor(colors[i % 6]) # 第8行：从颜色列表里选一个颜色。
    for j in range(4):        # 第9行：内层循环，画一个正方形的4条边
        t.forward(100)        
        t.right(90)           # 第11行：右转90度（准备画下一条边）
    t.left(10)   # 第12行：画完一个正方形后，海龟左转10度
turtle.done()                 # 第13行：画完后保持窗口不关闭

为什么这样写呢，下面来看一下。（代码后面的#后的内容，是注释，程序不运行的，可以不写。）

第7行 for i in range(36)：我们想要一圈正方形，每个正方形只比前一个旋转一点点。一圈是360°，如果每个正方形旋转10°，就需要36个（360÷10=36）。

第8行 colors[i % 6]：颜色列表有6种颜色，i从0到35，i % 6 会得到0,1,2,3,4,5,0,1,2,... 这样颜色就能循环变化，不会只用完6次就没了。

第9-11行：内层循环画一个正方形。为什么是 range(4)？因为正方形有4条边。为什么右转90°？因为正方形的外角是90°。

第12行 t.left(10)：画完一个正方形后，让海龟左转10°，这样下一个正方形的方向就改变了，最终围成一圈。

同时我也在上面代码的，每一行后面都作了注释，不明白的可以反复的琢磨一下，会有惊喜的。

03 添加边长渐变（螺旋感）

现在让每个正方形的边长逐渐变大，这样图形就会向外螺旋展开：

import turtle
t = turtle.Turtle()
t.speed(0)
t.pensize(2)
turtle.bgcolor("black")
colors = ["red", "orange", "yellow", "green", "blue", "purple"]

for i in range(72):                      # 外层循环72次（每次转5°，一圈360°）
    t.pencolor(colors[i % 6])
    length = 50 + i * 1.5                # 边长 = 50 + i×1.5，i越大边长越大
    for j in range(4):
        t.forward(length)                # 用变化的边长画边
        t.right(90)
    t.left(5)                            # 每次左转5°，72次刚好一圈
turtle.done()

range(72) + t.left(5)：72×5=360°，刚好转一圈，图案会更密集（因为每个正方形只转5°，比之前的10°更细密）。

length = 50 + i * 1.5：i从0到71，i * 1.5从0到106.5，加上50后，边长从50逐渐长到156左右。这样画出的正方形会越画越大，像一朵向外绽放的花。

04 变换基本图形：用五角星代替正方形

把内层循环的正方形改成五角星。五角星需要循环5次，每次右转144°。

import turtle
t = turtle.Turtle()
t.speed(0)
t.pensize(2)
turtle.bgcolor("black")
colors = ["red", "yellow", "green", "cyan", "blue", "magenta"]

for i in range(36):
    t.pencolor(colors[i % 6])
    length = 50 + i
    for j in range(5):                  # 五角星有5条边，所以循环5次
        t.forward(length)
        t.right(144)               # 五角星的外角是144°（不是90°）
    t.left(10)
turtle.done()

为什么是144°？

五角星的每个尖角是36°，海龟走到尖角时需要转一个“外角”，外角 = 180° - 36° = 144°。你可以在纸上画一个五角星，沿着边走路，每次转弯的角度就是144°。

05 画彩虹圆环万花筒（用圆形）

这次不用多边形，直接用 circle 画圆，并且半径逐渐增大。

import turtle
t = turtle.Turtle()
t.speed(0)
t.pensize(2)
turtle.bgcolor("black")
colors = ["red", "orange", "yellow", "green", "blue", "purple"]

for i in range(72):
    t.pencolor(colors[i % 6])
    t.circle(50 + i)        # 画一个半径=50+i的圆，半径越来越大
    t.left(5)               # 每次左转5度，72次转一圈
turtle.done()

为什么 t.circle(50+i) 能画出一圈圈圆？
t.circle(r) 会以海龟当前位置为起点，画一个半径为 r 的圆。画完后海龟会回到起点，但方向不变。

然后我们左转5°，再画下一个更大的圆，这些圆就会相互交叉，形成美丽的彩虹圆环。

06 终极万花筒：随机颜色与随机边长（选做）

引入 random 模块，让程序每次运行都产生不同的图案。我们将在下一节课画讲这个如何去写代码去生成的！

07 如何保存你画的图？

如果你画出了一个特别满意的图案，想把它存下来，可以加上这几行代码：

ts = t.getscreen()
ts.getcanvas().postscript(file="wanhuatong.eps")

完整示例（正方形螺旋万花筒+保存）：

python
import turtle
t = turtle.Turtle()
t.speed(0)
t.pensize(2)
turtle.bgcolor("black")
colors = ["red", "orange", "yellow", "green", "blue", "purple"]

for i in range(72):
    t.pencolor(colors[i % 6])
    length = 50 + i
    for j in range(4):
        t.forward(length)
        t.right(90)
    t.left(5)

ts = t.getscreen()
ts.getcanvas().postscript(file="wanhuatong.eps")   # 保存为.eps文件
turtle.done()

保存的文件在哪里呢？
文件会保存在你当前运行的 .py 文件所在的文件夹。

如果你还没保存过 .py 文件，建议先点击 Thonny 的“保存”按钮，把代码保存到桌面，然后再运行。这样 wanhuatong.eps 就会出现在桌面上。

.eps 是一种图片格式，可以用系统自带的“照片”应用打开，或者上传到在线转换工具转成 PNG/JPG。

08 课后小挑战（选做）

A 改变旋转方向：把 t.left 改成 t.right，图案会反向旋转，看看效果有什么不同。

B 增加填充色：在画每个图形前加 t.begin_fill()，并设置 t.fillcolor("某个颜色")，画完后加 t.end_fill()，图形就变成实心的了。

C 减少旋转步长：把 t.left(5) 改成 t.left(3)，图案会更密，可能需要更多循环次数才能转一圈。

D保存多张图片：画完一个阶段后，用 time.sleep(2) 暂停2秒，然后保存不同文件名的图片。

09 总结一下今天都学到了什么？

边长渐变 length = 50 + i * 1.5 让图形越画越大，产生螺旋感

替换内层图形 内层循环可以画正方形、五角星、圆、任意多边形，改变 sides 和 angle 即可

保存图片getcanvas().postscript(file="名字.eps") 将当前画布存为图片

好了，今天课程完成咯，记得多敲键盘哦！

到现在为止，我们阶段一（Python核心入门 + turtle画图） 的内容告一段落，重复的去练习是让我们记忆的捷径，记得多练！！

从第11课开始，我们将进入阶段二：用编程探索兴趣，学习字符串处理、文件读写、随机数，并动手制作 三体名言抽卡、水熊虫生存模拟等趣味项目。

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