用Python也能画图？用Python来画个“python”

Death is so final， whereas life is so full of possibilities。死了可什么都没了，而活着就有无限的可能。《权力的游戏》

往日回顾：来学Python啦，用Python详细讲解温度转换器

这次咱们开头先详细了解一下Python及其它编程语言，关于编程语言有很多，据说超过六百多种。可真正常用的也就那么几十种，毕竟谁更好用谁就更强大嘛，可谓说在编程界也有优胜劣汰的法则。

那么大家接触最多的可能就是C语言了。在C语言中，我们主要学习了它的指针和内存，作为底层语言，它最主要解决的问题是计算机系统的性能问题，也适合做计算机系统的底层程序开发。

话说C语言可能也是顺应时代，因为它刚好诞生在计算机系统时代。那么还有一种语言也是，Java诞生在网络和Windows时代，当时需要解决的是跨平台问题，而Java作为面向对象的高级语言，提出了用跨平台的方法去解决跨平台的问题，于是Java顺势便火了起来，也一直火到现在，在学Java时，我们通常会学到跨平台，对象，运行时等，主要也是为了解决跨平台问题。

说到了C语言，那么还有一个C++，它是在C的基础上发展演变过来的，它有面向对象的特点，又和底层语言C有着相似的地方，一般用来写大型软件的开发，小编在Pr中发现了C++，虽然不知道Pr的全部开发是否为C++，但是至少有C++的成分。在学习C++时我们大概会学对象，多态，继承等。

还有一类前端语言，上面所说的称为后端语言，前端语言包括HTML，CSS，JS等，精通前后端的我们称为全栈工程师。前端语言主要处理的是网页，小程序，网站建设等。

聊完这些语言后，我们来开始画“Python”咯

。

前有用Python实现温度转换，这有画图功能，感觉Python功能挺多的，不知道下次还会有什么好玩的

。

Python之所以能实现画图是因为具有超多的库（听说有超过13w+多的库），而这些库是能够被我们直接拿来用的，全球的开发者都为Python库的扩大做了许多贡献。

Python的库分为标准库和第三方库，标准库是随解释器安装到系统中的功能模块，而第三方库就得看自己需求独自进行安装了。而下面所说的库是Python的基本标准库。下面所说的库，以及以后会遇到的包，模块等，一般我们现在统称为模块。

下面我们先看一下它的源代码：

#PythonDraw.py
import turtle as t
t.setup(650,350,200,200)
t.penup()
t.fd(-250)
t.pendown()
t.pensize(25)
t.pencolor("red")
t.seth(-40)
for i in range(4):
    t.circle(40,80)
    t.circle(-40,80)
t.circle(40,80/2)
t.fd(40)
t.circle(16,180)
t.fd(40*2/3)
t.done()

今天我们来学习一下如何用Python的库来画图。

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GO！

#PythonDraw.py

首先我们用了#这个符号来为此程序命名，而#后面的部分并不会写进程序的代码中，因为#和C语言中的//符号功能是一样的，叫注释功能。在#后面可以随便写，不过程序员一般都会用注释来解释程序代码，因为时间长了后可能会忘记部分代码是来干嘛的，毕竟大型程序的代码非常多。

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第一行

import turtle as t

此行代码有个保留字（上篇Python可能说到了关键字，小编查了一下关键字和保留字的区别，发现还是有些不同的，所以纠正一下哈。保留字是在语言已经定义过的字，使用者不能把这些字作为变量名或过程名使用；而关键字是在语言中有特定含义的，成为语法中一部分的那些字。而它们的区别便是某些保留字并没有运用到当前的语法中，区别不大，大家知道就行）import，它引入了一个标准库turtle，没错，它就叫turtle（海龟）。

import的主要功能是引入一个模块，在这个程序中引入了一个模块：绘图库turtle，至于为什么叫海龟，小编也不知啊

。

在turtle后面还有一个as,这是用来干嘛的呢，如果我们没有写as,那么在此行以下的所有语句中t都要改成turtle，是不是感觉很麻烦，所以as的功能便是用t来代替turtle。

其实用import引入库最开始的编码风格是这样的，如下：

import<库名>
<库名>.<函数名>(函数参数)

import还有一些用法，比如用from和import两个保留字一起组合，那么在后面调用函数时便不需要写成<库名>.<函数名>的形式。是不是要比上面的那种方法简单一点呢，不过这也是有缺点的，如果写的程序比较大，用到的函数比较多，那么就很有可能会造成重名的现象，使程序变得混杂。

from<库名>import<函数名>   #或者from<库名>import*
<函数名>

上面两种都不太方便，第一种写得有点多，第二种容易重名，所以小编用了import+<库名>+as+(自定义名称)的形式，这个自定义名称可以是自己随便起的，这样也会方便很多。

据说turtle库诞生的时间还蛮早，好像是1969年，它也是入门级的图形绘制函数库。如下图便是用turtle绘制出来的，相信你看完此文后能自己画出更好看的图片。

在turtle库中，我们可以了解turtle库的基本使用方法，如绘图的窗体布局，绘图的坐标系（有空间坐标体系和角度坐标体系），还有大家在买电脑遇到的RGB色域。那么RGB是啥呢，今天我们来简单认识一下它。

RGB由三种基础色（红，蓝，绿）组合构成了万物色，在RGB色彩模式中，RGB每色取值范围为0~255或者0~1之间的小数，那么我们怎么用它呢，在turtle中提供了turtle.colormode(mode)来设置模式，如turtle.colormode(1.0)则表示用的是RGB的小数值模式，用turtle.colormode(255)表示使用的是RGB的整数值模式。下面给出了一些基本的颜色数值，还有更多的颜色RGB数值就得靠小伙伴自己去搜索咯。

在我们在开始讲turtle库的更多函数时，我们先来个简单分类，turtle程序语法元素有：

turtle画笔控制函数；

turtle运动控制函数；

turtle方向控制函数等，因为这个程序大概就讲的这几类控制函数，程序中还有其它的关于循环的语句。

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第二行

t.setup(650,350,200,200)

在用turtle写的代码中，运行后我们会看到一个窗体，它是turtle的一个画布空间，在这个空间中我们使用的最小单位为像素，既然有空间，那么我们就会有坐标来规范它。在我们电脑的屏幕中，最左上角的位置便是（0，0），在画布空间中亦是如此。如果我们自己不设置窗口的位置，那么它会自动默认为在电脑屏幕中间的位置。

在turtle库中，有turtle.setup函数来控制窗口的位置以及窗口的大小。它的基本形式为turtle.setup(width,height,startx,starty),前两个为宽度和高度，以及窗口的x,y坐标，x和y可以不填，系统会默认为在电脑屏幕中间位置。其实setup并不是绘图必须要有的，只有当我们需要控制窗口的大小和位置时才会拿出来。

所以上面语句我们可以理解为在电脑屏幕中生成一个宽度为650像素，高是350像素，窗体的左上角在电脑屏幕中（200，200）的位置。

在画布窗口这个窗口中，它也是有坐标来规范的，在这个窗口的坐标体系中，有绝对坐标和海龟坐标两种。在绝对坐标中，海龟在窗口的正中心，那么正中心的坐标就为（0，0），海龟的头向着窗口的右侧。如图：

那么海龟怎样运动呢？运动又怎么用代码表示呢？turtle提供了一个函数为turtle.goto(x,y)。如图小编做了一个例子，下图中划有圈圈的地方为坐标原点（0，0）,我们可以看到海龟（实际上看到的是个点）从中心位置出发，顺着箭头到达最终指向的坐标。

那么海龟运动的方向又是咋样的呢？我们在下图可以看到海龟的运动方向。那么海龟的运动有木有函数可用呢，当然是有的啦，比如海龟向正前方运行就有turtle.forward(d),别名为turtle.fd,向反方向就有turtle.bk(d),还有一个稍微复杂一点的函数表示海龟的运动方向，叫 turtle.circle（r,angle)，它表示的是以左侧的某一点为圆心，进行曲线运动，上面的正反方向均为直线运动。

前面说到有空间坐标系和角度坐标系两种，了解了空间坐标系，那么我们来康康角度坐标系把（如下图）。在角度坐标系中，x轴正方向表示0°和360°，y轴正方向表示90°和-270°，这样的一个坐标体系我们称之为绝对坐标。

恰好前面说到有海龟运动方向，那么在角度坐标系中我们该如何改变海龟的行进方向呢，turtle提供了一个turtle.seth(angle)函数来改变海龟的行进方向，我们也看到括号内只有angle一个参数，所以它只改变行进方向，并不会改变运动距离。

在海龟运动的角度坐标体系中，还有其它的函数来表示海龟的运动角度，如：turtle.left(angle)表示让当前的海龟向左，turtle.right(angle)表示让当前的海龟向右。

前面说了这么多函数，其实把程序中的有些语句已经包含了，那么我们现在以代码块的形式来为大家讲解。

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画笔控制函数

t.penup()
###t.fd(-250)
t.pendown()
t.pensize(25)
t.pencolor("red")

接下来我们以语法元素为模块来为大家讲解，上面的语句（忽略第二行，它不是画笔控制函数）。在除开第二行的这四句语句中，我们可以发现它们都有个共同点，那就是前面都有个pen（笔）。在画笔控制函数中，一般penup和pendown是成对出现，既然画笔能up(在上面飞)，那么肯定也会有down（掉下来的时候呀）。turtle.penup和turtle.down也有别名叫turtle.pu和turtle.pd，也就是英文首字母的缩写 。

那么pensize又是用来干嘛的呢，从英文我们也容易看出是和大小有关的，没错，它就是用来控制画笔宽度的，别名为turtle.width。在此程序中，我们将画笔的大小设置为25，程序运行后根据图像来看还是有点大的。

pencolor也容易看出是与颜色相关的，我们这里用的是颜色字符串(切记颜色字符串必须是小写哦)来为海龟（画笔）涂上一层颜色，还可以用前面讲到的RGB的小数值来表示，如：t.pencolor(0.63,0.13,0.94)，甚至还可以直接将这些小数打包为一个元组值，直接放入pencolor函数中，如t.pencolor((0.63,0.13,0.94))。

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运动控制函数

t.fd(-250)

这句可理解为海龟倒退行进250个像素。

t.circle(40,80)

控制运动函数在讲解第二行代码时已经讲了一些，这里再补充一下。前面有说到turtle.circle（r,angle)函数，还有一种写法是turtle.circle（r,extent=None)，意思是根据半径为r绘制extent角度的弧形。

一般默认为圆心在海龟的左侧，但如果是负数，那么圆心便在海龟的右侧，如图为程序实例：

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方向控制函数

t.seth(-40)

这个函数前面也讲到了，不过我们还是来复习一下，turtle提供了一个turtle.setheading(angle)函数来改变海龟的行进方向，在括号内只有angle一个参数，所以它只改变行进方向，并不会改变运动距离。turtle.setheading(angle)函数的别名便是turtle.seth(angle)。

方向控制函数还有用来表示海龟的运动角度，如：turtle.left(angle)表示让当前的海龟向左，turtle.right(angle)表示让当前的海龟向右。

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循环语句

for i in range(4):#i从0开始计数

        t.circle(40,80)
        t.circle(-40,80)

最后我们来讲解一下循环语句和range函数。循环语句我们用到的是for...in结构（可认为一个固定搭配），其中还包含有一个range函数。循环语句的基本结构为：

for<变量>range(参数)#参数为循环的次数，若次数固定，则循环次数为0~（次数-1）
        循环执行语句

下面演示一个简单程序实例：

那么range函数在里面起什么作用呢，它的作用是产生循环序列计数。range包含两种使用方法，第一种是range(N),用来产生0~N-1个整数序列；还有一种相差不大，为range(M，N),用来产生从M到N-1个整数序列，共N-M个。

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运行程序

t.done()

这里最后还有一句语句，它的作用是不让窗口关闭，若没有此语句，那么窗口在完成绘制“Python”后便会自动关闭。

下图表示“Python”绘制成功啦。

是不是看起来不怎么像，其实也还好啦

最后想说的是，大家一定要把英语学好，这个程序中许多函数的名称和英文有很大关系，英语会，程序理解起来也更方便。