用Turtle画银杏树

最新推荐文章于 2023-10-24 19:44:21 发布

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#python #开发语言

本文介绍了如何使用Python的Turtle模块绘制银杏树，通过递归实现斐波那契数列生成树的分支数量。首先解释了斐波那契数列的概念，然后详细解析了代码中的递归函数、画叶子和画树的方法，最后展示了完整的代码实现。

一、什么是银杏树
银杏树，大家应该都见过，有扇子似的叶子。

二、讲解代码
1.引入模块并打印当前画笔的角度
代码如下：

import turtle
import random
from math import *
print(turtle.heading())
这几句话的意义就是把turtle和random模块引入进程序，引入math模块的所有内容，并且打印当前画笔的角度

2.定义斐波那契数列的方法的函数
代码如下：

def Fibonacci_Recursion_tool(n):
if n<=0:
return 0
elif n==1:
return 1
else:
return Fibonacci_Recursion_tool(n-1)+Fibonacci_Recursion_tool(n-2)

这段代码出现了if elif else的特殊情况，我来举个例子：

if a==1: #当a==1的时候，就执行以下代码
print('a')
elif a==2: #当a不符合以上条件（a≠1），却符合a==2的条件，就执行以下代码（elif就是既else又if的意思）
print('b')
else: #当a不符合以上条件（a≠1，a≠2），就执行以下代码
print('c')

以下就是if elif else总体结构：

if 判断条件：
执行代码
elif 判断条件：
执行代码
else：
执行代码
return 0
这里的return就是函数的返回值，什么意思呢？举个例子：如果你考试考到优秀（90~100），妈妈就会给你一份礼物；如果你考试考到合格（90以下~60），妈妈就会给你一顿骂；如果你考试考到不合格（60以下~0）。那么在Python语言里就是这样表达的：

if 100>mark>=90:
print("优秀")
return 一份礼物
elif 90>mark>=60:
print("合格")
return 一顿骂
elif 60>mark>=0:
print("不合格")
return 一顿揍
else:
print("错误")

重点代码：

return Fibonacci_Recursion_tool(n-1)+Fibonacci_Recursion_tool(n-2)

很多小伙伴不理解，说：“这么一长串东西（Fibonacci_Recursion_tool）是什么玩意儿?”但是，你回过头去看一眼，你就会发现，这不就是他自己（这个函数）吗？还有小伙伴就问：“那为什么这个函数里还调用了他自己呢？”这就是Python语言里经常要用的一种方式，叫作递归。递归有有三个必要的条件：1.自己调用自己。2.有终止条件。3.终止条件在递归的最开始。

def Fibonacci_Recursion_tool(n):
if n<=0:
return 0
elif n==1:
return 1
else:
return Fibonacci_Recursion_tool(n-1)+Fibonacci_Recursion_tool(n-2)

仔细看，递归的每一个条件在这里都有。

3.生成斐波那契数列，并存入列表
代码如下：

def Fibonacci_Recursion(n):
result_list=[]
for i in range(1,n+3):
result_list.append(Fibonacci_Recursion_tool(i))
return result_list
yu = Fibonacci_Recursion(10)
print(yu)
result_list.append(Fibonacci_Recursion_tool(i))

这行代码的append就是追加的意思

4.定义画叶子的方法
代码如下：

def leaf(x, y, node):
til = turtle.heading()
i = random.random()
an = random.randint(10, 180)
ye = random.randint(6, 9)/10
turtle.color(ye, ye*0.9, 0)
turtle.fillcolor(ye+0.1, ye+0.05, 0)
turtle.pensize(1)
turtle.pendown()
turtle.setheading(an + 90)
turtle.forward(8*i)
px = turtle.xcor()
py = turtle.ycor()
turtle.begin_fill()
turtle.circle(7.5*i, 120)
turtle.penup()
turtle.goto(px, py)
turtle.setheading(an + 90)
turtle.pendown()
turtle.circle(-7.5*i, 120)
turtle.setheading(an + 100)
turtle.circle(10.5*i, 150)
turtle.end_fill()
turtle.penup()
turtle.goto(x, y)
turtle.setheading(til)
turtle.pensize(node / 2 + 1)

til = turtle.heading()
这行代码中的turtle.heading就是得到当前画笔的角度。

i = random.random()
这行代码中的第一个random就是random（随机）模块，第二个random就是random是random模块里的一个函数，是随机制造一个0~1的数。

an = random.randint(10, 180)
这行代码的意义是随机制造一个10~180的一个整数。

turtle.color(ye, ye*0.9, 0)
这行代码的意义就是调整颜色，而这里的调色模式是用RGB模式的。

px = turtle.xcor()
这行代码中的turtle.xcor就是得到当前画笔的x坐标。

py = turtle.ycor()
这行代码中的turtle.ycor就是得到当前画笔的y坐标。

turtle.circle(7.5*i, 120)
turtle.circle(-7.5*i, 120)
这段代码的意义都是画一个半径为7.5×i的120°的圆弧，但画的方向不同，上面这行代码是逆时针地画，而下面这行代码是顺时针地画。

5.定义画树的方法
代码如下：

def draw(node, length, level, yu, button):
turtle.pendown()
t = cos(radians(turtle.heading()+5)) / 8 + 0.25
turtle.pencolor(t*1.6, t*1.2, t*1.4)
turtle.pensize(node/1.2)
x = random.randint(0, 10)

if level == top and x > 6:
turtle.forward(length)
yu[level] = yu[level] - 1
c = random.randint(2, 10)
for i in range(1, c):
leaf(turtle.xcor(), turtle.ycor(), node)
if random.random() > 0.3:
turtle.penup()
t1 = turtle.heading()
print("turtle.heading()",t1)
an1 = -40 + random.random() * 40
turtle.setheading(an1)
dis = int(800 * random.random() * 0.5 + 400 * random.random() * 0.3 + 200 * random.random() * 0.2)
turtle.forward(dis)
turtle.setheading(t1)
turtle.right(90)
leaf(turtle.xcor(), turtle.ycor(), node)
turtle.left(90)
t2 = turtle.heading()
turtle.setheading(an1)
turtle.backward(dis)
turtle.setheading(t2)
elif level==top and x < 7 :
turtle.penup()
turtle.forward(length)
elif level>3 and x>6 :
turtle.pendown()
turtle.forward(length)
c = random.randint(4, 6)
for i in range(3, c):
leaf(turtle.xcor(), turtle.ycor(),node)
leaf(turtle.xcor(), turtle.ycor(),node)

else:
turtle.forward(length)
yu[level] = yu[level] -1

if node > 0 and button == 0:
right = random.random() * 5 + 17
left = random.random() * 20 + 19
child_length = length * (random.random() * 0.25 + 0.7)
r=random.randint(0, 1)
if r==1:
turtle.right(right)
level = level + 1
else:
turtle.left(right)
level = level + 1
draw(node - 1, child_length,level,yu,button)
yu[level] = yu[level] +1
if yu[level] > 1:
if r==1:
turtle.left(right + left)
draw(node - 1, child_length, level, yu,button)
turtle.right(left)
yu[level] = yu[level] - 1
else:
turtle.right(right + left)
draw(node - 1, child_length, level, yu,button)
turtle.left(left)
yu[level] = yu[level] - 1
else:
if r==1:
turtle.left(right + left)
turtle.right(left)
else:
turtle.right(right + left)
turtle.left(left)
turtle.penup()
turtle.backward(length)

t = cos(radians(turtle.heading()+5)) / 8 + 0.25
这行代码中出现了math模块（数学模块）中的cos函数，cos就是cosA=（b²+c²-a²）/2bc的意思（需结合以下图片）

yu[level] = yu[level] - 1
这行代码的意义就是把yu这个列表的索引号为level的元素-1赋值给yu这个列表里的索引号为level的元素。举个例子：假设yu这个列表里的第level项元素为13，那么通过这行代码以后，yu这个列表里的索引号为level项元素就会变成12。

an1 = -40 + random.random() * 40
这行代码的意义就是把an1赋值为-40+一个0~1的随机数再*40。

leaf(turtle.xcor(), turtle.ycor(), node)
这行代码中的node参数是指定义draw函数里所定义的node参数，不是定义leaf函数里的node参数。

draw(node - 1, child_length,level,yu,button)
这行代码在draw函数里，引用了递归的语句。递归有三个必要的条件：1.自己调用自己。2.有终止条件。3.终止条件在递归的最开始。

if level == top and x > 6:
if level == top or x >6:
if level == top not x>6:
这行代码虽然也是if elif else的句型，但这里出现了连接词。什么是连接词？就是连接条件的词语，连接词一共只有3个，分别是and、or和not。and是指两个条件同时存在，如上面第一行代码，意思就是既要符合level==top这个条件，又要符合x>6这个条件的时候，才会执行以下代码。or是指两个条件只要一个条件存在，如第二行代码，意思就是只要符合level==top和x>6两个条件中的其中之一，就可以执行一下代码了。not是指不是第一个条件就是第二个条件，或者不是第二个条件就是第一个条件，如第三行代码，意思就是当不是level==top这个条件，就是x>6这个条件。

r=random.randint(0, 1)
这行代码的意义就是随机产生0~1的一个随机整数，绝不是随机产生0~1中的任意一个数。

6.主程序
代码如下：

if __name__ == '__main__':
turtle.setup(width=1.0, height=1.0)
turtle.hideturtle()
turtle.speed(0)
turtle.penup()
turtle.left(90)
turtle.backward(300)
top = 8
yu = Fibonacci_Recursion(top)
yu.remove(yu[0])
print(yu)
button = 0
draw(top, 120, 0, yu, button)
turtle.write("lzc", font=("微软雅黑", 14, "normal"))
turtle.done()

turtle.setup(width=1.0, height=1.0)
这行代码中的turtle.setup的意义就是设置画面的全屏显示。

yu.remove(yu[0])
这行代码的意义就是删除yu列表里的索引号为0的元素。

turtle.write("lzc", font=("微软雅黑", 14, "normal"))
这行代码就是书写汉字，其中“lzc”是指书写的文字，“微软雅黑”是指字体，“14”是指紫的大小，“normal”就是普通，普遍的意思。

三、全代码及结果
代码如下：

import turtle
import random
from math import *
print(turtle.heading())
def Fibonacci_Recursion_tool(n):
if n <= 0:
return 0
elif n == 1:
return 1
else:
return Fibonacci_Recursion_tool(n - 1) + Fibonacci_Recursion_tool(n - 2)
def Fibonacci_Recursion(n):
result_list = []
for i in range(1, n + 3):
result_list.append(Fibonacci_Recursion_tool(i))
return result_list
yu = Fibonacci_Recursion(10)
print(yu)
def leaf(x, y, node):
til = turtle.heading()
i = random.random()
an = random.randint(10, 180)
ye = random.randint(6, 9)/10
turtle.color(ye, ye*0.9, 0)
turtle.fillcolor(ye+0.1, ye+0.05, 0)
turtle.pensize(1)
turtle.pendown()
turtle.setheading(an + 90)
turtle.forward(8*i)
px = turtle.xcor()
py = turtle.ycor()
turtle.begin_fill()
turtle.circle(7.5*i, 120)
turtle.penup()
turtle.goto(px, py)
turtle.setheading(an + 90)
turtle.pendown()
turtle.circle(-7.5*i, 120)
turtle.setheading(an + 100)
turtle.circle(10.5*i, 150)
turtle.end_fill()
turtle.penup()
turtle.goto(x, y)
turtle.setheading(til)
turtle.pensize(node / 2 + 1)
def draw(node, length, level, yu, button):
turtle.pendown()
t = cos(radians(turtle.heading()+5)) / 8 + 0.25
turtle.pencolor(t*1.6, t*1.2, t*1.4)
turtle.pensize(node/1.2)
x = random.randint(0, 10)

if level == top and x > 6:
turtle.forward(length)
yu[level] = yu[level] - 1
c = random.randint(2, 10)
for i in range(1, c):
leaf(turtle.xcor(), turtle.ycor(), node)
if random.random() > 0.3:
turtle.penup()
t1 = turtle.heading()
print("turtle.heading()",t1)
an1 = -40 + random.random() * 40
turtle.setheading(an1)
dis = int(800 * random.random() * 0.5 + 400 * random.random() * 0.3 + 200 * random.random() * 0.2)
turtle.forward(dis)
turtle.setheading(t1)
turtle.right(90)
leaf(turtle.xcor(), turtle.ycor(), node)
turtle.left(90)
t2 = turtle.heading()
turtle.setheading(an1)
turtle.backward(dis)
turtle.setheading(t2)
elif level==top and x < 7 :
turtle.penup()
turtle.forward(length)
elif level>3 and x>6 :
turtle.pendown()
turtle.forward(length)
c = random.randint(4, 6)
for i in range(3, c):
leaf(turtle.xcor(), turtle.ycor(),node)
leaf(turtle.xcor(), turtle.ycor(),node)
#button=1

else:
turtle.forward(length)
yu[level] = yu[level] -1

if node > 0 and button == 0:
right = random.random() * 5 + 17
left = random.random() * 20 + 19
child_length = length * (random.random() * 0.25 + 0.7)
r=random.randint(0, 1)
if r==1:
turtle.right(right)
level = level + 1
#print("level", level)
else:
turtle.left(right)
level = level + 1
draw(node - 1, child_length,level,yu,button)
yu[level] = yu[level] +1
if yu[level] > 1:
if r==1:
turtle.left(right + left)
draw(node - 1, child_length, level, yu,button)
turtle.right(left)
yu[level] = yu[level] - 1
else:
turtle.right(right + left)
draw(node - 1, child_length, level, yu,button)
turtle.left(left)
yu[level] = yu[level] - 1
else:
if r==1:
turtle.left(right + left)
turtle.right(left)
else:
turtle.right(right + left)
turtle.left(left)
turtle.penup()
turtle.backward(length)
if __name__ == '__main__':
turtle.setup(width=1.0, height=1.0)
turtle.hideturtle()
turtle.speed(0)
turtle.penup()
turtle.left(90)
turtle.backward(300)
top = 8
yu = Fibonacci_Recursion(top)
yu.remove(yu[0])
print(yu)
button = 0
draw(top, 120, 0, yu, button)
turtle.write("lzc", font=("微软雅黑", 14, "normal"))
turtle.done()