Python中的类库极其丰富,数据科学中经常会用到可视化技术。今天我们来一起学习一下Python中基本图形的绘制方法,本文我们将主要基于turtle
(小乌龟)库来画图~
为了方便后面进行交互性演示,这里我建议大家安装好Anaconda
,传送门是 https://www.anaconda.com/distribution/>,请根据自己电脑的操作系统(Windows/Mac/Linux)自行下载和安装,记得要选 Python3.7
的版本,因为Python 2.7官方不打算维护了。
后面我们需要用到其中的一个强大工具箱 jupyter notebook
。
Anaconda安装完毕之后呢,接下来,在电脑的命令行(终端)中输入如下命令:
jupyter notebook
来启动notebook
,这时会打开浏览器,进入网址http://localhost:8888/tree,其界面如下~
接下来,我们需要创建一个notebook
文件,按下图操作,点Files
-> New
-> Python 3
即可。
创建好之后,可以按下图对notebook
文件重命名:
画正方形
现在,我们先画一个正方形试试水~
想象一下,我们现在一个起点o,如何从这个起点o画一个正方形呢?好啦,考虑一下后发现是这样的:
- 先水平向右画一条直线,长度比如就为
100
像素吧 - 画完上一条边后,顺时针旋转90°角,再画一条等长度的边
- 循环上一步骤几次,正方形就画出来了
- 最后停止画笔
具体代码如下:
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画三角形
同理,我们现在一个起点o,如何从这个起点o画一个三角形呢?好啦,考虑一下后发现是这样的:
- 先水平向右画一条直线,长度比如就为
100
像素吧 - 画完上一条边后,逆时针旋转120°角,再画一条等长度的边
- 接着,顺时针旋转60°角,再画一条等长度的边
- 最后停止画笔
具体代码是:
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画六边形
画六边形和正方形有点像,我们只需把之前每次画新边时旋转的90°改为60°,并把循环次数改为6即可。
具体代码是:
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画两个六边形的叠边图
想象一下两个六边形对称性地错位,其特点是,有九条边,小乌龟最后会回到的自己的出发点,所以角度是360°的倍数,又因为有九条边所以我们可以得出每次转角为80°。
于是,画这个叠边图与画六边形有点像,我们只需把之前每次画新边时旋转的60°改为80°,并把循环次数改为9即可。
其具体的代码为:
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画同切圆
首先,同切圆是什么?直接给个图吧,就是这样(多个圆都切于同一条线,比如我们就用水平线):
怎么画一个同切圆呢?观察后发现可以这么干:
- 先以一定长度为半径,画一个圆,画完后默认会回到原起点
- 增大半径,再重复上一步骤
- 重复上一步骤
- 最后停止画笔
我们这就画有4个圆同切吧~
具体代码为:
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画五角星
在草稿纸上画了画之后,我们会发现五角星和正方形的画法类似,旋转角度为144°,边数为5。
其具体代码为:
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画奥运五环
奥运五环正式版我们就不要求完全一样了,我们只需要画出如下近似的即可~
观察之后,我们大概可以这样做:
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画一个完整的圆,此时画笔回到的起点
但我们需要将画笔搬到该点关于圆心对称的地方继续画,怎么办呢?这时我们可以使用
turtle
中的goto(x,y)函数,直接将画笔移动到坐标(x,y) -
从新的起点继续画完整的圆,画完后移动画笔,直到画完最开始的3个圆,并按要求为边上色
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用同样的方式画完最后两个圆,并按要求为边上色
其具体代码为:
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27# 画奥运五环 import turtle p = turtle p.pensize(3) p.color("blue") p.circle(30,360) p.pu() p.goto(60,0) p.pd() p.color("black") p.circle(30,360) p.pu() p.goto(120,0) p.pd() p.color("red") p.circle(30,360) p.pu() p.goto(90,-30) p.pd() p.color("green") p.circle(30,360) p.pu() p.goto(30,-30) p.pd() p.color("yellow") p.circle(30,360) p.done()
画风轮
最后呢,我们来画一个风轮,其中要求每个风轮内角为45度,风轮边长150像素。
结合画上一个图的经验,其实我们结合goto(x,y)
函数来画4个45°的扇形即可~
其具体的代码是:
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总结
今天我们用 turtle
库画了很多基础的图形,都比较简单,大家可以发挥自己的想象力多画一些更好玩的。