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【题外话】介于前几天春节来临是吧，给自己放了几天假。其实就是偷懒。好啦，说完啦。

一、turtle库

1.1 概述

• turtle（海龟）是Python重要的标准库之一（这是句废话）。
• 功能：进行基本的图形绘制。
• 注意，turtle图形绘制概念诞生于1969年，并在LOGO编程语言中获得成功应用。所以Python接受了turtle的概念并形成了turtle库。
• turtle库基本框架就是：一只海龟在一个坐标系中爬行，爬行轨迹形成了绘制的图形。海龟有“前进”、“后退”、“旋转”等动作，爬行时也有“前进方向”、“后退方向”、“左侧方向”、“右侧方向”等以海龟自身为基准的方位。

1.2 turtle库的基本使用

turtlr库包含100多个功能函数，主要包括窗体函数、画笔状态和画笔运动函数3种

1.2.1 窗体函数

turtle.setup(width,height,startx,starty)
width:窗口宽度。若为整数则代表像素值，小数则代表窗口宽度和屏幕的比例
height:窗口高度。若为整数则代表像素值，小数则代表窗口宽度和屏幕的比例
startx:窗体左侧和屏幕左侧的像素距离。值为None,窗体位于屏幕水平中央。
starty:窗体顶部与屏幕顶部的像素距离。值为None，窗体位于屏幕垂直中央

1.2.2 画笔状态函数

函数	描述
penup()	提起画笔，之后，移动不绘制图形
pendown()	放下画笔，之后，移动绘制图形，与penup()配套使用
pensize(width)	设置画笔线条粗细
pencolor()	设置画笔的颜色
color()	画笔和填充颜色
begin_fill()	填充图形前调用该方法
end_file()	填充图形结束
filling()	返回填充的状态，True为填充，False为未填充
clear()	清空当前窗口，但不改变画笔状态
reset()	清空当前窗口，同时重置位置等状态为默认值
screensize()	设置画布窗口的宽度、高度和背景颜色
hideturtle()	隐藏画笔的turtle形状
showturtle()	显示画笔的turtle形状
isvisible()	如果turtle可见，则返回True
write(str,font=None)	输出font字体的字符串

1.2.3 画笔运动函数

函数	描述
forward(distance) 别名：fd()	沿着当前方向前进指定距离
backward(distance) 别名：bk()	沿着当前相反的方向运动指定距离
right(angle)	向右旋转angle角度
left(angle)	向左旋转angle角度
goto(x，y)	移动到绝对坐标（x，y）处
setx(x)	画笔横坐标修改到x，纵坐标不变
sety(y)	画笔纵坐标修改到y，横坐标不变
setheading(angle) 别名：seth()	设置当前朝向angle角度
home()	设置画笔位置为原点，朝向东
circle(radius,extent=None,steps=None)	绘制一个半径为r，角度为e的圆或弧，steps为该圆的内切多边形，边数为steps
dot(radius，e)	绘制一个半径为r，颜色为e的圆点
undo()	撤销画笔最后一步操作
speed()	设置画笔的绘制速度，参数在0~10之间

1.3 turtle库练习

为了更好的理解这些函数的使用，在此给出三角形到多边形的彩色绘制以及文字输出的练习

import turtle as t #导入turtle包并起别名为 t 进行绘制

t.pensize(3)    #设置画笔粗细
# 绘制三角形
t.penup()                   #拿起画笔
t.goto(-200,-50)            #画笔移动到坐标（-200，-50处)
t.speed(1)                  #设置画笔速度
t.begin_fill()              #填充图形前调用
t.color('red')              #填充颜色为red
t.circle(40,steps=3)        #绘制半径四十的圆的内接三角形。
t.end_fill()                #结束填充
# 绘制四边形
t.penup()                   #拿起画笔
t.goto(-100,-50)            #画笔移动到坐标（-100，-50处)
t.speed(1)                  #设置画笔速度
t.begin_fill()              #填充图形前调用
t.color('blue')              #填充颜色为blue
t.circle(40,steps=4)        #绘制半径四十的圆的内接四边形。
t.end_fill()                #结束填充
# 绘制五边形
t.penup()                   #拿起画笔
t.goto(0,-50)               #画笔移动到坐标（0，-50处)
t.speed(1)                  #设置画笔速度
t.begin_fill()              #填充图形前调用
t.color('green')            #填充颜色为green
t.circle(40,steps=5)        #绘制半径四十的圆的内接五边形。
t.end_fill()                #结束填充
# 绘制六边形
t.penup()                   #拿起画笔
t.goto(100,-50)             #画笔移动到坐标（100，-50处)
t.speed(1)                  #设置画笔速度
t.begin_fill()              #填充图形前调用
t.color('yellow')           #填充颜色为yellow
t.circle(40,steps=6)        #绘制半径四十的圆的内接六边形。
t.end_fill()                #结束填充
# 绘制圆形
t.penup()                   #拿起画笔
t.goto(200,-50)             #画笔移动到坐标（-200，-50处)
t.speed(1)                  #设置画笔速度
t.begin_fill()              #填充图形前调用
t.color('purple')           #填充颜色为red
t.circle(40)                #绘制半径四十的圆
t.end_fill()                #结束填充
# 文字输出
t.color('green')            #文字表示颜色
t.penup()                   #拿起画笔
t.goto(-100,50)             #移动到（-100，50）坐标处
t.pendown()                 #放下画笔
t.write(('Cool Colorful Shapes'),font=('Time','18','bold'))
t.hideturtle()
t.done()

效果如下：

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二、random库

2.1 概述

random库采用梅森旋转算法生成伪随机数序列，可用于出随机数要求更高的解加密算法外的大多数工程应用。random库提供了不同类型的随机数函数，最基本的函数是random.random()，它生成一个[0.0，1.0)之间的小数。所有其他的随机函数都是基于这个函数扩展而来。
random库中常用函数如下表

函数	描述
seed(a = None)	初始化随机数种子，默认值为时间
random()	生成一个[0.0 ，1.0)之间的小数
randint(a，b)	生成一个[a,b]之间的整数、
getrandbits(k)	生成一个k比特长度的随机整数
randrange(start，stop[,step])	生成一个[start，stop)之间以step为步长的随机整数
uniform(a,b)	生成一个[a,b]之间的随机小数
choice(sep)	从序列类型（例如列表）中随机返回一个元素
shuffle(sep)	将序列类型中元素随机排列，返回打乱后的序列
sample(pop,k)	从pop类型中随机选取k个元素，以列表类型返回

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三、time库

3.1概述

• 处理时间是程序最常用的功能之一。
• time库是Python提供的处理时间的标准库。time库提供了系统级的精准计时器的计时功能，可以用来分析程序性能，也可以让程序暂停运行时间。
• time库主要有3个方面的功能：时间处理、时间格式化、计时
• 时间处理主要使用4个函数：time.time()、time.gmtime()、time.localtime()、time.ctime()
• 时间格式化主要使用3个函数：time.mktime()、time.strftime()、time.strptime()
• 计时主要包括3个函数：time.sleep()、time.monotonic()、time.perf_counter()

3.2 时间格式化

time.strftime()几乎可以以任意通用格式输出时间。下表列出该方法的控制符

格式化字符串	日期/年份	值范围
%y	两位数的年份表示	（00-99）
%Y	四位数的年份表示	（0001-9999）
%m	月份	（01-12）
%d	月内中的一天	（0-31）
%H	24小时制小时数	（0-23）
%I	12小时制小时数	（01-12）
%M	分钟数	（00-59）
%S	秒	（00-59）
%a	本地简化星期名称	Mon~Sun
%A	本地完整星期名称	Monday~Sunday
%b	本地简化的月份名称	Jan~Dec
%B	本地完整的月份名称	January~December
%c	本地相应的日期表示和时间表示
%j	年内的一天	（001-366）
%p	本地A.M.或P.M.的等价符
%U	一年中的星期数	（00-53）星期天为星期的开始
%w	星期	（0-6），星期天为星期的开始
%W	一年中的星期数	（00-53）星期一为星期的开始
%x	本地相应的日期表示
%X	本地相应的时间表示
%Z	当前时区的名称
%%	%号本身

四、三大标准库实例解析–模拟绘画雪景

• 需求：雪景背景为 黑色，分为上下两个区域，上方是漫天雪花，下方是由远及近的灰色横线渐变。
• 分析：运用了随机元素，如雪花位置、颜色、大小、雪花花瓣数量、地面灰色横线长度、线条位置等。

【步骤】

• 第一步：构建图背景。、

setup(800,600) # 创建画布800*600
bgcolor('black')

• 第二步：绘制雪花效果。

#雪花效果实现
def drawSnow():
    hideturtle() #为了效果，隐藏画笔
    pensize(2)
    for i in range(100):# 循环绘制100朵雪花。

        #为了使雪花颜色随机，使用random()函数生成画笔颜色rgb值。
        r,g,b = random(),random(),random()
        pencolor(r,g,b)
        #在上方雪花区域随机选点
        penup()
        setx(randint(-350,350))
        sety(randint(1,270))
        pendown()
        #随机生成雪花花瓣数量和大小，利用循环画出每个花瓣
        dens = randint(5,12)
        snowsize = randint(8,14)
        for j in rang(dens):
            # 以初始点为中心向前移动sonwsize单位再返回原点，完成一片花瓣的绘制
            forward(sonwsize)
            backward(sonwsize)
            # 绘制完成，转动一定角度绘制下一片
            right(360/dens)

• 第三步：绘制雪地效果。

# 雪地效果实现
def drawGround():
    hideturtle()
    for i in range(400):# 绘制400条横线模拟雪地
        pensize(randint(5,10))#画笔大小随机
        x = randint(-400,350)
        y = randint(-280,-1)
        r,g,b = -y/280,-y/280,-y/280
        pencolor((r,g,b))
        penup()
        goto(x,y)
        pendown()
        forward(randint(40,100))

完成代码如下

# SnowView.py
from turtle import *
from random import *

#雪花效果实现
def drawSnow():
    hideturtle() #为了效果，隐藏画笔
    pensize(2)
    for i in range(100):# 循环绘制100朵雪花。

        #为了使雪花颜色随机，使用random()函数生成画笔颜色rgb值。
        r,g,b = random(),random(),random()
        pencolor(r,g,b)
        #在上方雪花区域随机选点
        penup()
        setx(randint(-350,350))
        sety(randint(1,270))
        pendown()
        #随机生成雪花花瓣数量和大小，利用循环画出每个花瓣
        dens = randint(5,12)
        snowsize = randint(8,14)
        for j in range(dens):
            # 以初始点为中心向前移动sonwsize单位再返回原点，完成一片花瓣的绘制
            forward(snowsize)
            backward(snowsize)
            # 绘制完成，转动一定角度绘制下一片
            right(360/dens)

# 雪地效果实现
def drawGround():
    hideturtle()
    for i in range(400):# 绘制400条横线模拟雪地
        pensize(randint(5,10))#画笔大小随机
        x = randint(-400,350)
        y = randint(-280,-1)
        r,g,b = -y/280,-y/280,-y/280
        pencolor((r,g,b))
        penup()
        goto(x,y)
        pendown()
        forward(randint(40,100))



setup(800,600) # 创建画布800*600

#绘制开始前调用tracer(False)
#tracer()方法是直接展示给用户绘制结果，无需漫长的等待绘制过程。
#这个方法turtle里有，turle.Turtle里面也有，效果是一样的

tracer(False)# 直接展示结果，不显示绘画过程
bgcolor('black')
# 调用函数进行绘制
drawSnow()
drawGround()

done()# 画笔停止绘画，窗体不关闭

效果如下（卡顿是因为为了录制添加的sleep(15)睡眠，去掉睡眠后无卡顿）：