python 使用turtule绘制递归图形(螺旋、二叉树、谢尔宾斯基三角形)
插图工具使用Python内置的turtle模块,为什么叫这个turtle乌龟这个名字呢,可以这样理解,创建一个乌龟,乌龟能前进、后退、左转、右转,乌龟的尾巴朝下,它移动时就会画一条线。并且为了增加乌龟画图的艺术价值,可以改变尾巴宽度和尾巴浸入墨水的颜色。
1.递归绘制螺旋
先用我们让乌龟以line_len长度前进,然后向右旋转90°,然后缩短line_len长度递归调用draw_spiral函数
import turtle my_turtle = turtle.Turtle() my_win = turtle.Screen() def draw_spiral(tur, line_len): if line_len > 0: my_turtle.forward(line_len) my_turtle.right(90) draw_spiral(tur, line_len - 1) draw_spiral(my_turtle, 100) my_win.exitonclick()
2.递归绘制二叉树
首先绘制branch_length长度的主干枝条,然后向右旋转20°,递归调用draw_tree绘制主干枝条上的右分支,之后再向左旋转40°(因为需要抵消右旋转的20°),递归调用draw_tree绘制主干枝条的左分支,然后再向右旋转20°,原路返回。
import turtle my_tree = turtle.Turtle() my_win = turtle.Screen() def draw_tree(branch_length, t): if branch_length > 5: t.forward(branch_length) t.right(20) draw_tree(branch_length-20, t) t.left(40) draw_tree(branch_length-20, t) t.right(20) t.backward(branch_length) my_tree.left(90) my_tree.up() # 抬起尾巴 my_tree.backward(200) my_tree.down() # 放下尾巴 my_tree.color('green') draw_tree(100, my_tree) my_win.exitonclick()
3.绘制谢尔宾斯基三角形
谢尔宾斯基三角形使用了三路递归算法,从一个大三角形开始,通过连接每一个边的中点,将大三角型分为四个三角形,然后忽略中间的三角形,依次对其余三个三角形执行上述操作。
import turtle def draw_triangle(points, color, my_angle): my_angle.fillcolor(color) my_angle.up() my_angle.goto(points[0][0], points[0][1]) my_angle.down() my_angle.begin_fill() my_angle.goto(points[1][0], points[1][1]) my_angle.goto(points[2][0], points[2][1]) my_angle.goto(points[0][0], points[0][1]) my_angle.end_fill() def get_mid(p1, p2): return ((p1[0]+p2[0])/2, (p1[1]+p2[1])/2) def sierpinski(points, degree, my_angle): colormap = ['blue', 'red', 'green', 'yellow', 'violet', 'orange', 'white'] draw_triangle(points, colormap[degree], my_angle) if degree > 0: sierpinski([points[0], get_mid(points[0], points[1]), get_mid(points[0], points[2])], degree - 1, my_angle) sierpinski([points[1], get_mid(points[0], points[1]), get_mid(points[1], points[2])], degree - 1, my_angle) sierpinski([points[2], get_mid(points[2], points[1]), get_mid(points[0], points[2])], degree - 1, my_angle) my_turtle = turtle.Turtle() my_win = turtle.Screen() my_points = [[-100, -50], [0, 100], [100, -50]] sierpinski(my_points, 3, my_turtle) my_win.exitonclick()
总结
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