Python繪圖之（1）Turtle庫詳解

Turtle庫是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數庫，想象一個小烏龜，在一個橫軸為x、縱軸為y的坐標系原點，(0,0)位置開始，它根據一組函數指令的控制，在這個平面坐標系中移動，從而在它爬行的路徑上繪制了圖形。

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畫布就是turtle為我們展開用于繪圖區域，我們可以設置它的大小和初始位置。

設置畫布大小

turtle.screensize(canvwidth=None, canvheight=None, bg=None)，參數分別為畫布的寬(單位像素), 高, 背景顏色。

如：turtle.screensize(800,600, "green")

turtle.screensize() #返回默認大小(400, 300)

turtle.setup(width=0.5, height=0.75, startx=None, starty=None)，參數：width, height: 輸入寬和高為整數時, 表示像素; 為小數時, 表示占據電腦屏幕的比例，(startx, starty): 這一坐標表示矩形窗口左上角頂點的位置, 如果為空,則窗口位于屏幕中心。

如：turtle.setup(width=0.6,height=0.6)

turtle.setup(width=800,height=800, startx=100, starty=100)

2.1 畫筆的狀態

在畫布上，默認有一個坐標原點為畫布中心的坐標軸，坐標原點上有一只面朝x軸正方向小烏龜。這里我們描述小烏龜時使用了兩個詞語：坐標原點(位置)，面朝x軸正方向(方向)， turtle繪圖中，就是使用位置方向描述小烏龜(畫筆)的狀態。

2.2 畫筆的屬性

畫筆(畫筆的屬性，顏色、畫線的寬度等)

1) turtle.pensize()：設置畫筆的寬度；

2) turtle.pencolor()：沒有參數傳入，返回當前畫筆顏色，傳入參數設置畫筆顏色，可以是字符串如"green", "red",也可以是RGB 3元組。

3) turtle.speed(speed)：設置畫筆移動速度，畫筆繪制的速度范圍[0,10]整數，數字越大越快。

2.3 繪圖命令

操縱海龜繪圖有著許多的命令，這些命令可以劃分為3種：一種為運動命令，一種為畫筆控制命令，還有一種是全局控制命令。

(1) 畫筆運動命令

(2) 畫筆控制命令

(3) 全局控制命令

(4) 其他命令

3. 命令詳解

3.1 turtle.circle(radius, extent=None, steps=None)

描述：以給定半徑畫圓

參數：

radius(半徑)：半徑為正(負)，表示圓心在畫筆的左邊(右邊)畫圓；

extent(弧度) (optional)；

steps (optional) (做半徑為radius的圓的內切正多邊形，多邊形邊數為steps)。

舉例:

circle(50) # 整圓;

circle(50,steps=3) # 三角形;

circle(120, 180) # 半圓

實例：

1、太陽花

2、五角星

3、時鐘程序

python編寫圓的面積的程序

根據圓的面積公式和周長公式，導入math庫獲得Π的值（math.pi)，利用input函數獲得圓的半徑值，編寫計算公式，利用format（）函數指定字符串格式輸出含兩位小數的圓的面積和周長。代碼如下：

主要含義：

將程序設計和數學巧妙地結合起來，從簡單的項目開始，應用Python解決高中和大學低年級的數學問題，比如幾何、概率、統計以及微積分等，為進一步學習更復雜的數學內容以及Python編程語言打下堅實的基礎。

本書也可作為Python初學者的入門讀物，通過學習書中的示例程序和完成那些編程挑戰，讀者可以提高自己的編程能力和技巧。

Python由荷蘭數學和計算機科學研究學會的吉多·范羅蘇姆于1990年代初設計，作為一門叫做ABC語言的替代品。Python語法和動態類型，以及解釋型語言的本質，使它成為多數平臺上寫腳本和快速開發應用的編程語言。

用Python畫圖

今天開始琢磨用Python畫圖，沒使用之前是一臉懵的，我使用的開發環境是Pycharm，這個輸出的是一行行命令，這個圖畫在哪里呢？

搜索之后發現，它會彈出一個對話框，然后就開始畫了，比如下圖

第一個常用的庫是Turtle，它是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數庫，這個詞的意思就是烏龜，你可以想象下一個小烏龜在一個x和y軸的平面坐標系里，從原點開始根據指令控制，爬行出來就是繪制的圖形了。

它最常用的指令就是旋轉和移動，比如畫個圓，就是繞著圓心移動；再比如上圖這個怎么畫呢，其實主要就兩個命令：

turtle.forward(200)

turtle.left(170)

第一個命令是移動200個單位并畫出來軌跡

第二個命令是畫筆順時針轉170度，注意此時并沒有移動，只是轉角度

然后呢？ 循環重復就畫出來這個圖了

好玩吧。

有需要仔細研究的可以看下這篇文章 ，這個牛人最后用這個庫畫個移動的鐘表，太贊了。

Turtle雖好玩，但是我想要的是我給定數據，然后讓它畫圖，這里就找到另一個常用的畫圖的庫了。

Matplotlib是python最著名的繪圖庫，它提供了一整套和matlab相似的命令API，十分適合交互式地行制圖。其中，matplotlib的pyplot模塊一般是最常用的，可以方便用戶快速繪制二維圖表。

使用起來也挺簡單，

首先import matplotlib.pyplot as plt?導入畫圖的圖。

然后給定x和y，用這個命令plt.plot(x, y)就能畫圖了，接著用plt.show()就可以把圖形展示出來。

接著就是各種完善，比如加標題，設定x軸和y軸標簽，范圍，顏色，網格等等，在 這篇文章里介紹的很詳細。

現在互聯網的好處就是你需要什么內容，基本上都能搜索出來，而且還是免費的。

我為什么要研究這個呢？當然是為了用，比如我把比特幣的曲線自己畫出來可好？

假設現在有個數據csv文件，一列是日期，另一列是比特幣的價格，那用這個命令畫下：

這兩列數據讀到pandas中，日期為df['time']列，比特幣價格為df['ini']，那我只要使用如下命令

plt.plot(df['time'], df['ini'])

plt.show()

就能得到如下圖：

自己畫的是不是很香，哈哈！

然后呢，我在上篇文章 中介紹過求Ahr999指數，那可不可以也放到這張圖中呢？不就是加一條命令嘛

plt.plot(df['time'], df['Ahr999'])

圖形如下：

但是，Ahr999指數怎么就一條線不動啊，?原來兩個Y軸不一致，顯示出來太怪了，需要用多Y軸，問題來了。

繼續谷歌一下，把第二個Y軸放右邊就行了，不過呢得使用多圖，重新繪制

fig = plt.figure() # 多圖

ax1 = fig.add_subplot(111)

ax1.plot(df['time'], df['ini'], label="BTC price")? #?繪制第一個圖比特幣價格

ax1.set_ylabel('BTC price') #?加上標簽

# 第二個直接對稱就行了

ax2 = ax1.twinx()#?在右邊增加一個Y軸

ax2.plot(df['time'], df['Ahr999'], 'r', label="ahr999")??#?繪制第二個圖Ahr999指數，紅色

ax2.set_ylim([0, 50])# 設定第二個Y軸范圍

ax2.set_ylabel('ahr999')

plt.grid(color="k", linestyle=":")# 網格

fig.legend(loc="center")#圖例

plt.show()

跑起來看看效果，雖然丑了點，但終于跑通了。

這樣就可以把所有指數都繪制到一張圖中，等等，三個甚至多個Y軸怎么加？這又是一個問題，留給愛思考愛學習的你。

有了自己的數據，建立自己的各個指數，然后再放到圖形界面中，同時針對異常情況再自動進行提醒，比如要抄底了，要賣出了，用程序做出自己的晴雨表。

用python畫一個圓

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# coding=utf-8

# !/usr/bin/env python

# __author__ = 'pipi'

# ctime 2014.10.11

# 繪制橢圓和圓形

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from matplotlib.patches import Ellipse, Circle

import matplotlib.pyplot as plt

fig = plt.figure()

ax = fig.add_subplot(111)

ell1 = Ellipse(xy = (0.0, 0.0), width = 4, height = 8, angle = 30.0, facecolor= 'yellow', alpha=0.3)

cir1 = Circle(xy = (0.0, 0.0), radius=2, alpha=0.5)

ax.add_patch(ell1)

ax.add_patch(cir1)

x, y = 0, 0

ax.plot(x, y, 'ro')

plt.axis('scaled')

# ax.set_xlim(-4, 4)

# ax.set_ylim(-4, 4)

plt.axis('equal') #changes limits of x or y axis so that equal increments of x and y have the same length

plt.show()

你可以試試，謝謝。

用python畫一百個同心圓的代碼？

import matplotlib.pyplot as plt

from matplotlib.patches import Circle

# 創建一個圖形對象

fig = plt.figure()

# 循環繪制一百個同心圓

for i in range(100):

# 使用 Circle 類創建圓形，并指定半徑和圓心坐標

circle = Circle(xy=(0, 0), radius=i+1)

# 使用 fig.add_subplot() 方法將圓形添加到圖中

ax = fig.add_subplot(1, 1, 1)

ax.add_patch(circle)

# 調用 plt.show() 方法顯示圖形

plt.show()