Day21 · Turtle 入门与基础绘图
Day21 · Turtle 入门与基础绘图
阶段：阶段一 · 核心基础 | 前置：Day20（面向对象） | 技术基准：Python 3.15.0
学习目标
- 学会导入标准库
turtle，用turtle.Turtle()创建一只"海龟"画笔 - 理解 Turtle 窗口的直角坐标系：原点 (0, 0)、x 轴向右为正、y 轴向上为正
- 掌握基本移动命令
forward/backward/left/right与坐标定位goto/setx/sety - 会用
penup/pendown/pensize/pencolor/speed控制画笔状态 - 认识
circle/dot画圆与画点，学会用color/fillcolor/begin_fill/end_fill给图形填色 - 弄清收尾函数
turtle.done()与turtle.exitonclick()的区别，让窗口行为可控
一、turtle 是什么
前面我们学完了面向对象（Day19、Day20），一直和文字输出打交道。今天换个口味：用 Python 自带的 turtle（小海龟）模块在窗口里画图。
turtle 是 Python 标准库内置的，不需要 pip install，import turtle 就能用。它的隐喻很形象：想象一只小海龟趴在窗口中央，尾巴蘸着墨水，你命令它"往前走多少步、转多少度"，它走过的路线就留在画布上，变成线条。
1.1、导入模块与创建海龟
标准写法分两步：先 import turtle，再用 turtle.Turtle() 创建一个海龟对象（这正是 Day19 学的"类 + 实例"）：
import turtle
# 创建一只海龟画笔，默认出现在窗口正中央，朝右
t = turtle.Turtle()
t.forward(100) # 让它向前走 100 像素
turtle.done() # 收尾：把窗口留住（第八节细讲）
小嘉提醒：本课程约定把海龟实例命名为
t（短、好敲），后续所有示例都沿用这个名字。你也可以创建多只海龟，每只各走各的线，今天先从一只开始。
1.2、创建画布窗口 Screen
turtle 第一次被调用时会自动弹出一个默认窗口。想自定义窗口大小、标题、底色，可以先拿到 Screen 对象再设置：
import turtle
screen = turtle.Screen()
screen.setup(width=600, height=400) # 画布宽 600、高 400（像素）
screen.title("我的第一个 Turtle 窗口")
screen.bgcolor("#f5f5f5") # 浅灰底色，十六进制颜色串
t = turtle.Turtle()
t.forward(100)
turtle.done()
| Screen 常用方法 | 作用 |
|---|---|
screen.setup(width, height) |
设置画布宽高，也可再加 startx、starty 指定窗口位置 |
screen.title("文字") |
设置窗口标题栏文字 |
screen.bgcolor("颜色") |
设置画布背景色 |
screen.exitonclick() |
点击窗口即关闭（第八节讲） |
二、坐标系：海龟站在哪里
2.1、原点与四个方向
Turtle 采用标准直角坐标系，和数学课本里的平面直角坐标系一致：
- 原点 (0, 0) 在窗口正中央，海龟默认就站在这里。
- x 轴：向右为正方向，向左为负。
- y 轴：向上为正方向，向下为负。
- 海龟默认朝右（东），这个朝向称为航向（heading），角度为
0。逆时针旋转角度增加（左转为正），顺时针角度减小。
在交互模式下可以直接查看海龟当前位置与朝向：
import turtle
t = turtle.Turtle()
print(t.position()) # 输出：(0.00,0.00)
print(t.heading()) # 输出：0.0（默认朝右）
2.2、角度约定
| 朝向 | heading 角度 |
|---|---|
| 右（东） | 0° |
| 上（北） | 90° |
| 左（西） | 180° |
| 下（南） | 270°（或 -90°） |
小嘉提醒：Turtle 的坐标系和多数屏幕绘图库"左上角为原点、y 向下"不同，它是 y 向上的数学坐标系，画图时心里要先有这把尺子，别把上下搞反。
三、基本移动：forward / backward / left / right
3.1、前进与后退
| 方法 | 别名 | 作用 |
|---|---|---|
t.forward(距离) |
t.fd(距离) |
沿当前朝向前进 |
t.backward(距离) |
t.bk(距离) / t.back(距离) |
沿当前朝向倒退，朝向不变 |
注意：backward 不会先转身，而是"背对着走"，所以它画的线方向与当前朝向相反，但海龟脸还是朝着原来的方向。
3.2、左转与右转
| 方法 | 别名 | 作用 |
|---|---|---|
t.left(角度) |
t.lt(角度) |
逆时针左转指定角度 |
t.right(角度) |
t.rt(角度) |
顺时针右转指定角度 |
下面这段代码走一个"L"形折线，先向前、再左转 90° 向上：
import turtle
t = turtle.Turtle()
t.forward(150) # 向右走 150
t.left(90) # 原地左转 90°，脸朝上
t.forward(120) # 向上走 120
t.backward(60) # 倒退 60（脸仍然朝上，线往下退）
t.right(90) # 右转 90°，脸朝右
t.forward(80)
turtle.done()
小嘉提醒：
left/right只改变朝向，不画线；真正留下轨迹的是forward/backward/goto。先转身再迈步，和人走路是一个道理。
四、坐标定位：goto / setx / sety
"相对行走"（前进、转弯）适合画连续线条；如果想直接把海龟送到某个具体坐标，就用"绝对定位"。
| 方法 | 作用 |
|---|---|
t.goto(x, y) |
直接移动到坐标 (x, y)（也可写 t.setpos(x, y) / t.setposition(x, y)） |
t.setx(x) |
只修改 x 坐标，y 保持不变 |
t.sety(y) |
只修改 y 坐标，x 保持不变 |
t.position() / t.pos() |
读取当前坐标（返回一个二元组） |
import turtle
t = turtle.Turtle()
t.pensize(2)
# 先抬笔飞到 (-150, 100)，不画线
t.penup()
t.goto(-150, 100)
t.pendown()
t.goto(150, 100) # 画一条水平线到右上角附近
t.goto(0, -150) # 再画斜线到下方
t.setx(150) # x 改成 150，y 仍为 -150（画水平线）
turtle.done()
小嘉提醒：
goto是"直线瞬移过去"，移动路径会被画出来。想不画线地换位置，必须先penup()（抬笔），到地方再pendown()（落笔）——这就是下一节的内容。
五、画笔控制
5.1、抬笔与落笔
| 方法 | 别名 | 作用 |
|---|---|---|
t.penup() |
t.up() / t.pu() |
抬起画笔，之后移动不画线 |
t.pendown() |
t.down() / t.pd() |
放下画笔，之后移动恢复画线 |
5.2、笔宽、颜色与速度
| 方法 | 作用 |
|---|---|
t.pensize(宽度) / t.width(宽度) |
设置线条粗细（像素），默认 1 |
t.pencolor("颜色") |
设置画笔（线条）颜色 |
t.speed(n) |
设置绘制速度，取值 0~10，见下表 |
速度等级：
speed(n) |
效果 |
|---|---|
| 1 | 最慢，一步一步走，适合观察过程 |
| 3~6 | 普通速度，默认约为 3 |
| 10 | 快 |
| 0 | 最快，直接闪现，不做动画 |
颜色可以用英文颜色名（"red"、"blue"、"gold"），也可以用十六进制串（"#3a7bd5"）。下面画两条不同粗细、不同颜色的线，中间用抬笔跳过空隙：
import turtle
t = turtle.Turtle()
t.speed(5)
# 第一条：粗蓝线
t.pensize(4)
t.pencolor("blue")
t.penup()
t.goto(-150, 50)
t.pendown()
t.forward(300)
# 抬笔走到第二条起点，中间不画线
t.penup()
t.goto(-150, -50)
t.pendown()
# 第二条：细灰线
t.pensize(1)
t.pencolor("gray")
t.forward(300)
turtle.done()
六、circle 与 dot：画圆和画点
6.1、t.circle(半径, 角度=None)
t.circle(r) 以海龟当前位置为"圆周上的一点"，向左转一个半径为圆心，逆时针画一个整圆。circle(r, 180) 则只画 180° 的半圆（圆弧）。
import turtle
t = turtle.Turtle()
t.pensize(2)
t.circle(60) # 半径 60 的整圆
t.penup()
t.goto(0, -120)
t.pendown()
t.circle(40, 180) # 半径 40 的上半圆
turtle.done()
6.2、t.dot(直径, 颜色=None)
dot 直接在当前位置画一个实心圆点，不需要移动：
import turtle
t = turtle.Turtle()
t.dot(30, "red") # 直径 30 的红点
t.penup()
t.goto(80, 0)
t.pendown()
t.dot(20, "gold") # 直径 20 的金点
turtle.done()
小嘉提醒：
circle的圆心在海龟左侧（半径方向垂直于当前朝向），所以刚画完一个圆，海龟还在原来的起点上、朝向不变；想换位置画第二个圆，记得先penup()再goto。
七、颜色与填充
7.1、color、pencolor、fillcolor
| 方法 | 作用 |
|---|---|
t.pencolor("颜色") |
只设线条颜色 |
t.fillcolor("颜色") |
只设填充颜色 |
t.color("线条色", "填充色") |
一次同时设置两者；只传一个参数则两者都设为该色 |
7.2、begin_fill() 与 end_fill()
给闭合图形填色的固定套路：先 begin_fill()，再沿着图形边界画一圈（路径要闭合），最后 end_fill()，中间围起来的区域就被填充色铺满：
import turtle
t = turtle.Turtle()
t.pensize(2)
t.color("black", "gold") # 黑线、金填充
t.begin_fill() # 准备填充
for _ in range(4): # （for 循环 Day22 细讲，这里先看效果）
t.forward(100)
t.left(90)
t.end_fill() # 结束填充，正方形被金色铺满
turtle.done()
7.3、完整小例：一座小房子
把今天学的移动、抬笔、定位、填充串起来，画一座带屋顶的小房子（墙体用手动走四条边，先不依赖循环）：
import turtle
def draw_house():
t = turtle.Turtle()
t.speed(3)
t.pensize(2)
# 墙体：正方形，浅米色填充
t.color("black", "#ffd9a0")
t.begin_fill()
t.forward(120)
t.left(90)
t.forward(120)
t.left(90)
t.forward(120)
t.left(90)
t.forward(120)
t.left(90)
t.end_fill()
# 屋顶：三角形，砖红色填充
t.penup()
t.goto(-20, 120)
t.setheading(0)
t.pendown()
t.color("black", "#e06666")
t.begin_fill()
t.goto(60, 210)
t.goto(140, 120)
t.goto(-20, 120)
t.end_fill()
t.hideturtle() # 画完把海龟箭头藏起来
if __name__ == "__main__":
draw_house()
turtle.done()
本机运行方式（在脚本所在目录打开命令行）：
py -3 house.py
八、收尾：done() 与 exitonclick() 的区别
turtle 的窗口是一个常驻图形窗口，脚本跑完后如果不收尾，窗口可能一闪而过。标准的收尾写法有两种，行为不同：
import turtle
t = turtle.Turtle()
t.forward(100)
# 方式一：turtle.done()
# 程序停在这一行，窗口一直保持打开，由你手动点右上角叉号关闭；
# 关闭后脚本才真正结束。适合慢慢欣赏成果。
turtle.done()
# 方式二：turtle.exitonclick()
# 绘制完成后，等待你在窗口里点击鼠标，点一下窗口自动关闭。
# 适合"点一下就走"的小演示。
# turtle.exitonclick()
| 收尾方式 | 窗口行为 | 适用场景 |
|---|---|---|
turtle.done() |
一直挂着，手动点叉关闭 | 默认、最稳妥，保存成果慢慢看 |
turtle.exitonclick() |
等待一次鼠标点击后自动关闭 | 交互演示，点一下即走 |
turtle.bye() |
立即关闭窗口、结束事件循环 | 自动化测试、批量出图（本课验证用） |
8.1、tracer(0) 加速：跳过动画
默认 turtle 会一步一步动画演示绘制过程，图形复杂时很慢。调用 turtle.tracer(0) 关闭逐帧刷新，画完再 turtle.update() 一次性显示：
import turtle
turtle.tracer(0) # 关闭动画刷新，所有绘制先在后台完成
t = turtle.Turtle()
# ...这里写一堆绘制命令...
turtle.update() # 一次性把画面推到屏幕上
turtle.done()
小嘉提醒：
tracer(0)之后必须调用update()才会看到画面，否则窗口可能一片空白，这是新手最常踩的坑。
练习题
- 创建一个 500×400 的窗口，标题为"我的画板"，背景色为
#eef5ff，让海龟向前走 100、左转 90° 再走 100。 - 用
goto画出一个等腰三角形的三条边（自己选三个坐标点），要求起点之间用抬笔移动，不要出现多余连线。 - 画两条平行线：一条粗 5、颜色
"green"；另一条粗 2、颜色"orange"，两条线之间留 40 像素空隙。 - 用
circle(50)画一个圆，再用dot(15, "white")在圆心上画一个白点，圆心位置自行用penup+goto对准。 - 用
begin_fill()/end_fill()画一个填充色为"lightblue"的正方形（边长 100），边框为深蓝色。 - 思考题：
backward(100)与left(180)后再forward(100)画出来的线位置一样吗？海龟的朝向有什么区别？动手试试并解释。
小结
import turtle后用t = turtle.Turtle()创建海龟；Screen对象负责窗口大小、标题、底色。- 坐标系：原点在窗口中央，x 向右为正、y 向上为正，默认朝右（0°）。
- 相对移动：
forward/backward走路，left/right转身；绝对定位：goto/setx/sety。 - 画笔：
penup抬笔不画线、pendown落笔画线，pensize控粗细、pencolor控色、speed控速度。 - 形状：
circle(半径)画圆（圆心在左侧），dot(直径, 颜色)画实心点。 - 填充：
begin_fill()起、end_fill()止，中间路径闭合即被fillcolor铺满。 - 收尾：
done()挂起等手动关闭，exitonclick()点一下关闭；tracer(0)+update()可关闭动画加速出图。
扩展阅读
- 官方 turtle 文档（中文）：https://docs.python.org/zh-cn/3/library/turtle.html
- 官方图形教程（Turtle 部分）：https://docs.python.org/3/tutorial/introduction.html#first-steps-towards-programming
- 颜色转换工具 colorsys（rgb/hsv 互转参考）：https://docs.python.org/3/library/colorsys.html
浙公网安备 33010602011771号