Python教程(20)turtle库综合案例:五彩斑斓写意画

在前面的海龟库学习中，我们知道了：

• turtle.fd() 向前走

• turtle.bk() 向后走

• turtle.right() 右转

• turtle.left() 左转

如果让小海龟在画布上任意直走，然后转弯，再直走，再转弯……循环下去，会发生什么？

脑补一下，会出现什么情况？

从随机漫步说起

如果直走的步数和转弯的角度都是固定的，比如每次都是往前走50步，每次都右转90度，那就画出一个正方形，我们已经会了。

但如果步数和角度都是随机的呢？

运行后，你会发现小海龟像喝醉了一样，在画布上走出了一条蜿蜒曲折的线。每走一步，方向都在变，步长也在变。

最后形成了一幅抽象写意画。

这就是五彩斑斓写意画的雏形。

补充说明：因为每次都需要循环1000次，要等着程序全部运行完看效果非常浪费时间，所以可以加上这两行语句。

解释：

tracer 的默认参数是 True，也就是每执行一条绘图指令，就立刻在屏幕上显示出来。这样我们能看见每一步的绘制过程

tracer(False) 相当于告诉海龟：“你先别急着画，等全部画完了再一起显示。”这样就能瞬间看到完整效果，不用盯着看1000步慢慢画。

用了 tracer(False) 之后，最后一定要加一句 turtle.update()，否则画面不会显示。

前面是让海龟走直线，显得非常生硬，那么如何让海龟走出更加柔和的曲线呢？

先来看下面这个程序

每一步只走2个像素，只转1度，360步之后正好走完一圈。你能看出它是由360条直线组成的吗？看不出来。因为线段太短了，拼接在一起就变成了圆。

曲线是怎么画出来的？本质上就是用无数条极短的直线拼出来的。

当你把每条线段画得足够短、每次转角足够小时，看起来就是一条光滑的曲线。

• 每次走的步数变小了，从[1,50]的随机数变成[1,3]的随机数
• 每次随机转的角度变大了，可以左右转也能掉头
• 循环次数变得多得多了（因为每次只走1~3步，需要循环更多次）

• 当angle的范围在(0,180]，表示海龟向右转angle°
• 当angle的范围在[-180,0)，表示海龟向左转angle°
• 当angle的值恰好为0时，表示直走，不转了

细心的你，会发现还有需要解决的问题

• 怎么没有铺满屏幕，感觉没有循环50万次吧

• 怎么全是黑色，不是说好的五彩斑斓呢？

下面，我们逐一来解决

为什么没有铺满屏幕

细心的你可能会发现：程序运行了很久，但画面并没有铺满整个屏幕 ——好像都集中在一个区域，四周空荡荡的。

原因很简单： 海龟有时走出屏幕之外了。它可能在屏幕外面走了很久，然后转着转着又回来了。在屏幕外面的内容是看不见的，所以那些区域永远是空的。

怎么解决呢？

可以设置一个安全区（显示范围），当海龟即将超出这个范围时，让它立马回到原点，再接着画。

这就需要用到if 语句来判断海龟是否在安全区了。

将下面的程序代码

改成👇

主要有三个变化：

• 增加了设置窗口大小的语句，如①所示，这就是显示范围

• 增加了设置边界语句，如②所示，定义安全区的边界，比窗口略小，留出余量

• 增加判断海龟是否超出安全区的语句，如③所示，超出则回到原点

获取海龟当前的位置坐标

• turtle.xcor()：返回海龟当前的 x 坐标（水平位置）

• turtle.ycor()：返回海龟当前的 y 坐标（垂直位置）

画笔的抬起和落下

• turtle.up()     # 抬笔

• turtle.down()  # 落笔

程序运行后，如下图所示，是不是显示的内容变多了？