第三十九节课： Python实例：自动轨迹绘制详解

Python实例：自动轨迹绘制详解

目录

• 问题分析
• 实现思路
• 核心代码实现
• 数据文件示例
• 举一反三

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一、问题分析

需求场景

通过数据文件控制程序自动绘制图形，实现数据驱动绘图，而非硬编码绘图逻辑

技术特点

• 数据与程序分离
• 接口化设计
• 二维数据处理
• 自动化思维

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二、实现思路

三步走策略

1. 定义数据接口：制定数据文件格式规范
2. 编写解析程序：读取并解释数据文件
3. 生成轨迹图形：根据数据执行绘图操作

数据接口定义

参数位置	参数含义	取值范围
第1个	前进距离(pixels)	正整数
第2个	转向方向(0:左转/1:右转)	0或1
第3个	转向角度(degrees)	0-360
第4个	红色通道®	0.0-1.0
第5个	绿色通道(G)	0.0-1.0
第6个	蓝色通道(B)	0.0-1.0

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三、核心代码实现

1. 环境准备

import turtle as t

t.title("自动轨迹绘制")
t.setup(800, 600)
t.pencolor("red")
t.pensize(5)

2. 数据解析

datals = []
with open("data.txt") as f:
    for line in f:
        line = line.replace("\n", "")
        # 转换数据类型: str -> float
        data = list(map(eval, line.split(","))) 
        datals.append(data)

3. 自动绘制

for data in datals:
    t.pencolor(data[3], data[4], data[5])  # RGB设置
    t.fd(data[0])                         # 前进距离
    if data[1]:                           # 转向判断
        t.right(data[2])                  # 右转角度
    else:
        t.left(data[2])                   # 左转角度

t.done()

4. 自动绘制完整代码

import turtle as t
t.title('自动轨迹绘制')
t.setup(800,600,0,0) #窗体大小
t.pencolor('red')
t.pensize(5)
#数据读取
datals = [ ] #创建空列表
f = open('data.txt')
for line in f:
    line = line.replace('\n',"")
    datals.append(list(map(eval,line.split(','))))
f.close
#自动绘制
for i in range(len(datals)):
    t.pencolor(datals[i][3],datals[i][4],datals[i][5]) #345表示RGB
    t.fd(datals[i][0])
    if datals[i][1]:
        t.right(datals[i][2])
    else:
        t.left(datals[i][2])
    

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四、数据文件示例

data.txt 内容：

300,0,144,1,0,0
300,0,144,0,1,0
300,0,144,0,0,1
300,0,144,1,1,0
300,0,108,0,1,1
184,0,72,1,0,1
184,0,72,0,0,0
184,0,72,0,0,0
184,0,72,0,0,0
184,1,72,1,0,1
184,1,72,0,0,0
184,1,72,0,0,0
184,1,72,0,0,0
184,1,72,0,0,0
184,1,720,0,0,0

运行效果：生成彩色螺旋多边形图案

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五、举一反三

扩展方向

1. 接口增强

   • 增加画笔粗细控制参数
   • 添加圆弧绘制功能
   • 支持跳转坐标功能

2. 功能扩展

   # 示例：增加画笔粗细控制
   t.pensize(data[6])  # 假设第7个参数控制笔触粗细
   

3. 应用场景

   • 数据可视化图表生成
   • 自动化测试轨迹绘制
   • 艺术图案生成器开发

设计思维

• 解耦思想：数据与逻辑分离
• 接口规范：清晰的参数约定
• 可扩展性：通过增加参数实现功能迭代
• 自动化测试：用数据文件验证绘图逻辑

学习建议：尝试修改数据文件生成心形/星形等复杂图案，体会数据驱动编程的魅力