第1章　绘制基本几何图形

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第1章

绘制基本

几何图形

本章先编写简单且简短的程序来创建基本几何图形。Python提
供了易学易用的turtle库，可以帮我们方便地绘制图形。turtle库又
称为海龟作图，是能够进行绘图操作的一个标准库，包含许多用来
绘制图形的函数。利用海龟作图，我们可以编写代码，让一只海龟
在屏幕上移动，并留下它的运动轨迹，从而画出图形。还可以跟随
海龟看看每句代码如何影响到它的移动，这能帮助我们理解代码的
逻辑。



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1.2.1.2 绘制几何图形

首先要导入turtle库，才能调用库里的函数绘制图形。
turtle库是Python的标准库，导入之前无须安装库。常用的导
入库的方式有以下两种。

(1)import turtle

(2)from turtle import 函数名或子库名

第1种方式，用 import 语句导入整个库内的所有成员（包
括变量、函数、类等）；第2种方式，用 import 语句只导入库
内的指定函数或指定的子库，除非使用 from turtle import ＊，
可以导入所有成员。

使用第1种方式导入turtle库，调用函数时必须在前面添
加“turtle.”，例如：

import turtle

turtle.goto(0,100)

使用第2种方式导入，无须任何前缀，例如：

from turtle import *

goto(0,100)

导入turtle库后，我们就能开始海龟绘图了。下面是几种
简单几何图形的绘制举例。

1.绘制直线

例1.1 让我们使用海龟绘图来编写第一个程序。在IDLE
窗口中输入如下代码，并将其保存为StraightLine.py。

(1)from turtle import*

(2)pencolor("red")



(3)pensize(3)

(4)goto(100,100)

运行代码后，会在画布中画出一条直线（如图1-4所示）。



图1-4 一条直线

让我们一行一行地解析程序，看看直线是如何绘制的。

代码1，作用是导入turtle库，这样我们可以使用很多绘
图函数。库（Library）就是可以重复使用的代码的集合。一些
优秀的程序员创建了各种库，有了这些库，我们编写程序时可
以很方便地使用已有的代码，大大减轻了工作量。

代码2，作用是调用turtle库的函数pencolor将画笔颜色
设置为红色，默认的画笔颜色是黑色。

代码3，作用是设置画笔宽度，也可以调用函数width（3）
来设置，数字值越大，线越粗。

代码4是画出线段的关键，表示海龟从坐标系原点走到坐
标（100，100）的位置。坐标系原点在画布中心，这是海龟的
起始位置，所以绘制出一条斜线。

Python画图中，画布的坐标为：从中心起始点出发（即O点），



上值和右值为正值，下值和左值为负值。

2.绘制正方形

例1.2 让我们来绘制一个红色正方形，正方形位于第一
象限，左下角的顶点就是原点。在IDLE窗口中输入如下代码，
并将其保存为Square1.py。

(1)from turtle import*

(2)color("red")

(3)pensize(3)

(4)begin_fill( )

(5)goto(0,200)

(6)goto(200,200)

(7)goto(200,0)

(8)goto(0,0)

(9)end_fill( )

运行代码后，会在画布中画出一个红色正方形（如图1-5
所示）。



图1-5 一个红色正方形



通过例1.1的解析，我们知道goto(x,y)函数可以让海龟移
动到坐标(x,y)的位置，所以不难想出可以让海龟移动4次，
从而画出正方形。但是，如何用红色填充正方形呢？我们通
过对第2行、第4行和第9行这3行代码的解析来回答这个
问题。

代码2的作用是将画笔色和填充色都设置为红色，也可以
用下面两句代码来实现同样的功能：

pencolor("red") #设置画笔色

fillcolor("red") #设置填充色

当画笔色和填充色不同时，可以用两个参数来表示，如
color("red","blue")，可将画笔色设置为红色，填充色设置为蓝色，
相当于如下两句代码：

pencolor("red")

fillcolor("blue")

代码4和代码9的功能是实现对图形的颜色填充。在绘制
需要填充颜色的图形之前调用函数begin_fill( )，在图形绘制完
毕后调用函数end_fill( )，则可以完成填充。

例1.3 我们继续绘制一个正方形，与例1.2不同的是，这
个正方形位于画布正中。在IDLE窗口中输入如下代码，并将
其保存为Square2.py。

from turtle import*

color("blue","yellow")

pensize(3)

begin_fill( )



penup( ) #抬起画笔

goto(-100,100)

pendown( ) #放下画笔

goto(100,100)

goto(100,-100)

goto(-100,-100)

goto(-100,100)

end_fill( )

运行代码后，会在画布中画出如下正方形（如图1-6所示）。



图1-6 画布正中的正方形

例1.3和例1.2的主要区别在于正方形的位置。海龟的起
始位置在画布正中心，不论走到正方形哪个顶点，都会留下一
条斜线，但是图1-6中并没有出现这条线，原因是第5行和第
7行这两句代码penup( )、pendown( )。函数penup( )让海龟腾
空，腾空期间海龟移动不会留下痕迹，函数pendown( )让海龟
降落，降落后又可以继续画图。这两个函数也可以简写为up( )
和down( )。



3.绘制三角形

例1.4 绘制边长为200的等边三角形。在IDLE窗口中输
入如下代码，并将其保存为triangle.py。

from turtle import*

pensize(3)

pencolor("red")

goto(200,0)

left(120) #海龟前进的方向左转120度

pencolor("green")

forward(200) #向前移动200像素点

left(120) #海龟前进的方向左转120度

pencolor("blue")

forward(200) #向前移动200像素点

运行代码后，会在画布中画出如下等边三角形（如图1-7
所示）。



图1-7 等边三角形

本题的已知条件是边长为200，可以计算出三角形3个顶



点的坐标，然后用函数goto(x,y)画出这个等边三角形，然而
用以上代码画出三角形，并不需要计算顶点坐标，关键在于
left( )和forward( )这两个函数。

在解释第5行代码left(120)之前，我们要先了解海龟的移
动方向。海龟默认的正前方是x轴正方向，如果让海龟向前走，
海龟会朝着x轴正方向前进。可以调用left( )或者right( )函数
来改变海龟的移动方向，第5行代码left(120)表示海龟前进的
方向左转120度，第7行代码forward(200)表示让海龟向前移
动200像素点，所以无须计算顶点坐标就可以画出等边三角形。

4.绘制圆形

例1.5 绘制圆、圆弧和多边形。在IDLE窗口中输入如下
代码，并将其保存为circle.py。

from turtle import*

circle(100) #绘制半径为100的圆

up( )

goto(-220,-220)

down( )

circle(100,180) #绘制半径为100的180度圆弧

up( )

goto(180,0)

down( )

circle(100,360,6) #绘制正六边形

运行代码后，会在画布中画出如下圆、圆弧和多边形（本
例为正六边形，如图1-8所示）。





图1-8 圆、圆弧和多边形

函数circle(radius,extent,steps)有3个参数：第1个参数是
圆半径，不可缺省；第2个参数是圆弧角度，如果缺省则默认
为360度；第3个参数是正多边形的边数，如果缺省则默认
画圆。

5.绘制圆点

例1.6 绘制两个同心的圆点。在IDLE窗口中输入如下代
码，并将其保存为dot.py。

from turtle import*

hideturtle( ) #隐藏海龟

dot(200) #绘制直径为200的黑色圆点

dot(100,"white") #绘制直径为100的白色圆点

运行代码后，会在画布中画出如下同心圆点（如图1-9
所示）。





图1-9 同心圆点

函数dot(diameter,color)有两个参数：第1个参数是圆点直
径，如果缺省则默认为1；第2个参数是圆点的颜色，如果缺
省则默认为黑色。

1.2.1.3 顺序结构

我们知道了几何图形的绘制方法，但是，在编写程序前，
还须了解程序的基本结构，才能正确地写出代码。程序有3种
基本结构：①顺序结构，程序的运行顺序和代码的排列顺序一
样，自上而下，依次执行；②选择结构，根据某个特定的条件
进行判断后，选择某部分代码执行；③循环结构，在程序中需
要反复执行某段代码，直到条件为假时停止循环。

本章，先学习顺序结构。顺序结构是最简单的程序结构，
程序中所有代码都会按照排列顺序依次执行，不会跳过任何一
句代码，每句代码执行一次。上文中的6个例题都是顺序结构
的程序。

顺序结构流程图如图1-10所示。



开始
执行语句A
执行语句B 
结束 

图1-10 顺序结构流程图

1.2.2 算法设计

绘制开心蛋程序流程图如图1-11所示。

开始
绘制身体，由4段圆弧构成
绘制眉毛，左右眉毛都由两段圆弧和一条线段构成
结束
绘制眼睛，眼眶由圆构成，瞳孔由一个
黑色的大圆点和一个白色的小圆点构成
绘制嘴唇，由3段圆弧构成
绘制牙齿，由4条线段构成
绘制手，手臂由圆弧构成，手掌由圆点构成
绘制腿脚，腿由线段构成，脚由圆点构成

图1-11 绘制开心蛋程序流程图



#绘制眉毛，左右眉毛都由两段圆弧和一条线段构成

#左眉毛

up()

goto(-20,130)

down()

fillcolor("black")

begin_fill()#眉毛用黑色填充

left(100)

fd(12) #向前移动12

left(90)

circle(22,80)

up()

goto(-20, 130)

down()

right(80)

circle(40,35)

end_fill()

#右眉毛

up()

goto(45,125)

down()

begin_fill()

left(230)

circle(20,85)

up()



goto(45,125)

down()

right(35)

circle(40,35)

right(98)

fd(12)

end_fill()

#绘制眼睛，眼眶由圆构成，瞳孔由一个黑色的大圆点和一个白色的小圆点构成

#左眼

width(2)

up()

goto(8,80)

down()

circle(32) #绘制眼眶

up()

goto(-20,80)

down()

dot(16) #绘制直径为16的黑色圆点

up()

goto(-22,82)

down()

dot(8,"white") #在瞳孔中绘制直径为8的白色圆点

#右眼

up()

goto(4,68)



down()

right(140)

circle(28,295)

up()

goto(20,80)

down()

dot(16)

up()

goto(20,82)

down()

dot(8,"white")

#绘制嘴唇，嘴唇由3段圆弧构成

width(3)

up()

goto(-50,50)

down()

right(80)

circle(25,70) #绘制左嘴角

up()

goto(-66,49)

down()

left(85)

circle(90,100) #绘制上唇

up()

goto(-50,36)



down()

right(130)

circle(70,115) #绘制下唇

#绘制牙齿，牙齿由4条线段构成

up()

goto(-25,23)

down()

goto(-27,0)

up()

goto(-2,20)

down()

goto(-2,-15)

up()

goto(21,20)

down()

goto(24,-18)

up()

goto(44,29)

down()

goto(52,-10)

#绘制手，手臂由圆弧构成，手掌由圆点构成

up()

goto(135,40)

down()

width(6)



right(45)

circle(-40, 80) #绘制右手臂

dot(14) #绘制手掌

dot(9,"white")

up()

goto(-135,40)

down()

right(110)

circle(-40, 80) #绘制左手臂

dot(14) #绘制手掌

dot(9,"white")

#绘制腿脚，腿由线段构成，脚由圆点构成

left(12)

up()

goto(25,-152)

down()

dot(16) #绘制右脚

dot(11,"white")

up()

fd(3)

down()

fd(15)

up()

goto(-25,-152)

down()



2.绘制奥运五环

绘制如图1-13所示的奥运五环。



图1-13 奥运五环