pgm12½ — Черепа-а-а-ашка!

Библиотека turtle – это расширения языка Питон, позволяющее рисовать на экране несложные рисунки. Представьте себе, что по экрану компьютера ползает маленькая черепашка (turtle). Вы можете управлять движением черепашки, отдавая ей различные команды вида "Проползти вперед на 10 пикселей", "Повернуть направо", "Повернуть налево". После того, как вы отдадите ей команду "Начать рисовать", черепашка будет оставлять за собой след, пока не получит команду "Кончить рисовать". Управлять черепашкой можно при помощи инструкций Питона. Вот как, например, выглядит программа, рисующая квадрат:

import turtle           # Подключаем модуль turtle

turtle.reset()          # Очищаем экран, приводим черепашку в начальное положение

turtle.pendown()        # Опускаем перо перо (начало рисования)

turtle.forward(50)      # Проползти 50 пикселей вперед
turtle.left(90)         # Поворот влево на 90 градусов
turtle.forward(50)      # Рисуем вторую сторону квадрата
turtle.left(90)
turtle.forward(50)      # Рисуем третью сторону квадрата
turtle.left(90)
turtle.forward(50)      # Рисуем четвертую сторону квадрата

turtle.penup()          # Поднять перо (закончить рисовать)

turtle.forward(100)     # Отвести черепашку от рисунка в сторону

turtle.mainloop()       # Задержать окно на экране

Документация

Находится на странице //docs.python.org/3/library/turtle.html.

Основные команды для управления черепашкой

Ползаем

forward(distance): Проползти вперёд на distance пикселей;
backward(distance): Проползти назад на distance пикселей;
right(angle): Повернуться налево на angle градусов;
left(angle): Повернуться направо на angle градусов;
goto(x, y): Переместить черепашку в точку с координатами (x,y);
setx(x): Установить x координату черепашки;
sety(y): Установить y координату черепашки;
setheading(to_angle): Повернуть черепашку под углом to_angle к вертикали (0 — наверх, 90 — направо);
home(): Вернуть черепашку домой — в точку, с координатами (0,0);
circle(radius): Нарисовать окружность радиуса |r|, центр которой находится слева от черепашки, если r>0 и справа, если r<1;
dot(size, color): Нарисовать точку диаметра size цвета color. Параметр color необязателен;
undo(): Откатить предыдущее действие черепашки;
speed(speed): Установить скорость черепашки. speed должно быть от 1 (медленно) до 10 (быстро), или 0 (мгновенно);

Рисуем

pendown(): Начать рисовать;
penup(): Закончить рисовать;
pensize(width): Установить диаметр пера в width;
pencolor(colorstring): Установить цвет линии, которая рисует черепашка (например, 'brown' или '#32c18f');
fillcolor(colorstring): Установить цвет заполнения;
begin_fill(): Начать следить за черепашкой для заполнения области;
end_fill(): Заполнить цветом fillcolor область, пройденную черепашкой начиная с begin_fill();
showturtle(): Показать черепашку;
hideturtle(): Спрятать черепашку;
write(text): Вывести текст text;

Узнать про черепашку

position(): Получить текущие координаты черепашки;
towards(x, y): Получить угол между текущим направление черепашки и прямой от черепашки к точке (x,y);
xcor(): Получить x координату черепашки;
ycor(): Получить y координату черепашки;
heading(): Получить текущий угол к вертикали;
distance(x, y): Получить расстояние до точки (x,y);
isdown(): Узнать, рисует ли сейчас черепашка;
isvisible(): Узнать, видима ли сейчас черепашка;

Интерактив

onkey(function, key): Выполнить функцию function (принимающей два аргумента, x и y — координаты черепашки) после нажатия кнопки key (например, 'a', 'Up', 'space');
listen(): Начать следить на нажатиями клавиш и кликами мыши;
ontimer(function, time): Выполнить функцию function через time миллисекунд;
textinput(title, prompt): Вывести окно с заголовком title и текстом prompt, вернуть введённое значение;

Ещё нетривиальные примеры

Рисуем простую фигуру

from turtle import *
ANGLE = 170
SIZE = 200
pencolor('red')
fillcolor('yellow')
speed(10)
begin_fill()
while True:
    forward(SIZE)
    left(ANGLE)
    if abs(pos()) < 1:
        break
end_fill()
mainloop()

Скрыть пример

Знак радиоактивности

from turtle import *

def square(length):
    for i in range(4):
        forward(length)
        left(90)

def sector(radius, angle):
    forward(radius)
    left(90)
    circle(radius, angle)
    left(90)
    forward(radius)
    left(180-angle)

def move(x, y):
    up()
    forward(x)
    left(90)
    forward(y)
    right(90)
    down()

def radioactive(radius1, radius2, side, angle=60, outlinecol="black", fillcol="yellow"):
    color(outlinecol)
    move(-(side/2), -(side/2))
    
    begin_fill()
    square(side)
    color(fillcol)
    end_fill()
    move((side/2), (side/2))
    color(outlinecol)
    right(90 + angle/2)

    for i in range(3):
        begin_fill()
        sector(radius1,angle)
        left(120)
        color(outlinecol)
        end_fill()

    up()
    forward(radius2)
    left(90)
    down()

    color(fillcol)
    begin_fill()
    circle(radius2)
    color(outlinecol)
    end_fill()

    up()
    left(90)
    forward(radius2)
    width(1)

reset()
width(5)
speed(1)
radioactive(160, 36, 400)
mainloop()

Скрыть пример

Оптическая иллюзия

from turtle import *

bgcolor("gray60")

pu()
speed(0)
ht()
shape("square")
shapesize(3.2, 3.5)

shift = [10, 0, 10, 28, 10, 0, 10, 28, 10]

tracer(False)
for i in range(9):
    goto(-365 + shift[i], 267-66*i)
    color("black")
    for i in range(11):
        stamp()
        fd(70)
        if pencolor() == "white":
            color("black")
        else:
            color("white")
mainloop()

Скрыть пример

Гравитация — комета-черепашка вокруг солнца

from turtle import *

color("orange")
dot(10)
center = pos()
color("blue")
shape("turtle")
speed(0)
penup()
goto(200, 0)
pendown()

G = 800
v = Vec2D(0, 1)
t = 0
dt = 1
while t < 1100:
    goto(pos() + v * dt)
    setheading(towards(center))
    r = distance(center)
    acc = (-G / r ** 3) * pos()
    v += acc * dt
    t += dt

mainloop()

Скрыть пример

Управляем космическим кораблём

from turtle import *
from math import sin, cos, pi

FORCE_UNIT = 0.1 # Ускорение двигателя
HEIGHT = 350
WIDTH = 250

def one_step(): # Одна итерация движения
    global speed_x, speed_y # Глобальные переменные, в которых хранится текущая скорость
    cur_x, cur_y = position() # Получаем текущие координат
    cur_x += speed_x # Двигаем "корабль"
    cur_y += speed_y
    setpos(cur_x, cur_y)
    if abs(cur_x) > WIDTH: # Проверяем, что не улетели слишком далеко
        speed_x *= -1
    if abs(cur_y) > HEIGHT:
        speed_y *= -1

def turn_left(): # Была нажата клавиша "Налево"
    left(10)

def turn_right(): # Была нажата клавиша "Направо"
    right(10)

def exit(): # Была нажата клавиша Escape, завершаем работу
    global continue_game
    continue_game = False

def speed_up(): # Была нажата клавиша "Вверх"
    global speed_x, speed_y # Глобальные переменные, в которых хранится текущая скорость
    alpha = heading() * pi / 180.0 # Получаем текущий угол в радианах
    speed_x += FORCE_UNIT * cos(alpha) # Ускоряемся
    speed_y += FORCE_UNIT * sin(alpha)

def main():
    reset()
    global speed_x, speed_y # Глобальные переменные, в которых хранится текущая скорость
    global continue_game
    speed_x = speed_y = 0
    continue_game = True
    speed(0) # Перемещаться будем мгновенно
    pensize(2) # И рисовать за собой линию
    shape("turtle") # Форма курсора
    fillcolor("blue") # Цвет черепашки
    pencolor("red") # Цвет линии

    onkeypress(turn_left, "Left") # По нажатию кнопки "Налево" вызвать функцию turnleft()
    onkeypress(turn_right, "Right") # ...
    onkeypress(speed_up, "Up") # ...
    onkey(exit, "Escape") # По нажатию кнопки Escape завершить работу
    listen() # Начинаем "слушать" нажатия клавиш
    while continue_game:
        one_step() # Запускаем основной цикл
    bye()


main()

Скрыть пример

Пример от разработчкиков turtle

from turtle import *

def switchpen():
        if isdown():
            pu()
        else:
            pd()

def demo2():
        """Demo of some new features."""
        speed(1)
        st()
        pensize(3)
        setheading(towards(0, 0))
        radius = distance(0, 0)/2.0
        rt(90)
        for _ in range(18):
            switchpen()
            circle(radius, 10)
        write("wait a moment...")
        while undobufferentries():
            undo()
        reset()
        lt(90)
        colormode(255)
        laenge = 10
        pencolor("green")
        pensize(3)
        lt(180)
        for i in range(-2, 16):
            if i > 0:
                begin_fill()
                fillcolor(255-15*i, 0, 15*i)
            for _ in range(3):
                fd(laenge)
                lt(120)
            end_fill()
            laenge += 10
            lt(15)
            speed((speed()+1)%12)
        #end_fill()

        lt(120)
        pu()
        fd(70)
        rt(30)
        pd()
        color("red","yellow")
        speed(0)
        begin_fill()
        for _ in range(4):
            circle(50, 90)
            rt(90)
            fd(30)
            rt(90)
        end_fill()
        lt(90)
        pu()
        fd(30)
        pd()
        shape("turtle")

        tri = getturtle()
        tri.resizemode("auto")
        turtle = Turtle()
        turtle.resizemode("auto")
        turtle.shape("turtle")
        turtle.reset()
        turtle.left(90)
        turtle.speed(0)
        turtle.up()
        turtle.goto(280, 40)
        turtle.lt(30)
        turtle.down()
        turtle.speed(6)
        turtle.color("blue","orange")
        turtle.pensize(2)
        tri.speed(6)
        setheading(towards(turtle))
        count = 1
        while tri.distance(turtle) > 4:
            turtle.fd(3.5)
            turtle.lt(0.6)
            tri.setheading(tri.towards(turtle))
            tri.fd(4)
            if count % 20 == 0:
                turtle.stamp()
                tri.stamp()
                switchpen()
            count += 1
        tri.write("CAUGHT! ", font=("Arial", 16, "bold"), align="right")
        tri.pencolor("black")
        tri.pencolor("red")

        def baba(xdummy, ydummy):
            clearscreen()
            bye()

        while undobufferentries():
            tri.undo()
            turtle.undo()
        tri.fd(50)
        tri.write("  Click me!", font = ("Courier", 12, "bold") )
        tri.onclick(baba, 1)

demo2()

Скрыть пример

Задачи

01: Нарисуйте спирали

Фракталы

Обычно фракталы рисуются при помощи рекурсивных алгоритмов. Как правило, у алгоритма два аргумента — размер объекта и глубина построения.

08: Баллистика

Напишите игру Баллистика. Правила? Придумайте сами!

Документация

Основные команды для управления черепашкой

Ползаем

Рисуем

Узнать про черепашку

Интерактив

Ещё нетривиальные примеры

Задачи

01: Нарисуйте спирали

Фракталы

02: Кривая Коха

03: Снежинка Коха

04: Треугольник Серпинского

05: Кривая Минковского

06: Ледяной треугольный фрактал

07: Кривая Дракона

08: Баллистика