用 Python 海龟画图

写给小小程序员的代码讲解

9–12 岁 • 不只是运行代码，而是读懂它 • 约 20 分钟

Python 里有一个有趣的模块叫做 turtle（海龟）。它给你一只拿着画笔的小海龟。当你让海龟向前走时，画笔就会在屏幕上留下线条。这一页将带你一行一行地读懂一段真实的 Python 程序，看看它是怎么用海龟画出 六边形和正方形 的。

1. 这个程序画的是什么？

运行程序时，海龟会从屏幕中央出发，一边走一边画图形。最终的画面是这样的：

Python海龟程序绘制的六边形和正方形图案。
海龟会画出三组六边形（每组三个），最后再画两个正方形。

仔细看：你能看到三个大六边形互相重叠（所以那一笔看起来特别黑），中等和小的六边形像枝杈一样伸出来，最后还有两个正方形。每一根线条，都只是海龟「向前走」和「转弯」做出来的。

2. 关键想法：「前进」和「转弯」

海龟只会两件事：

就这两样！画面上所有的形状，其实都是 走 — 转 — 走 — 转 — 走 … 一直重复。

要画出一个闭合的图形，可以用这个规律：

想要回到起点，转弯的角度加起来必须是 360°。所以，如果一个图形有 N 条相等的边，每个角就要转 360 ÷ N 度。

3. 一行一行读懂代码

准备海龟

import turtle

t = turtle.Turtle()

import turtle 的意思是告诉 Python：「我要用 turtle 这个模块。」下一行创建一只海龟，并给它起一个简短的外号 t，这样就不用每次都写完整的名字了。

画六边形的函数

def draw_hex(side_length):
    t.pendown()
    for _ in range(6):
        t.forward(side_length)
        t.right(60)
    t.penup()

函数（function）就像一份带名字的食谱。这个食谱叫 draw_hex，它的作用是画一个六边形。side_length 是 参数（parameter） ― 你在使用食谱时填进去的「空格」。draw_hex(250) 的意思就是「画一个边长为 250 步的六边形」。

食谱的步骤：

  1. pendown() ― 放下画笔，开始画线。
  2. for 循环重复 6 次（六边形有 6 条边）：
  3. penup() ― 抬起画笔（接下来海龟可以走动而不留下线条）。

画正方形的函数

def draw_square(side_length):
    t.pendown()
    for _ in range(4):
        t.forward(side_length)
        t.right(90)
    t.penup()

原理和六边形完全一样，只不过这里循环 4 次，每个角转 90°。两个函数长得非常像 ― 唯一不同的就是边的数量和转弯的角度。

主图案

for _ in range(3):
    draw_hex(250)

    t.right(90)
    t.forward(60)

    draw_hex(100)

    t.right(90)
    t.forward(40)

    draw_hex(120)

这个循环会跑 3 遍。每一遍里，海龟都会：

  1. 画一个大六边形（边长 250）。
  2. 转弯并抬笔走到新的位置（不画线）。
  3. 画一个小六边形（边长 100）。
  4. 再走一段，
  5. 画一个中等的六边形（边长 120）。

所以图里能看到 3 组、每组 3 个六边形。（三个大六边形刚好叠在同一个位置！）

最后的两个正方形

t.forward(300)
t.right(60)

draw_square(270)

t.left(30)
t.forward(110)
t.right(80)

draw_square(135)

turtle.done()

画完所有六边形之后，海龟走到一个新的位置画了一个大正方形，又走一段画了一个小一点的正方形。最后的 turtle.done() 告诉程序：「画完啦 ― 把窗口留着，让我们好好看看作品。」

4. 自己来试试

实验一 ― 把六边形放大。 把 draw_hex(250) 改成 draw_hex(400)，看看画面有什么变化？
实验二 ― 画一个三角形。 写一个新的函数叫 draw_triangle。它要循环几次？每个角要转多少度？（提示：360 ÷ 3。）
实验三 ― 加上颜色。 在调用 draw_hex 之前加一行 t.color("blue")。也试试 "red"、"green"、"purple"。
实验四 ― 画一颗星星。 试试一个循环：「前进 + 转 144°」重复 5 次。（没错，是 144°，不是 72°！这就是五角星的秘密。）

5. 要记住的词

模块（module）
一包做好的代码，其他程序可以直接拿来用。turtle 就是 Python 自带的模块之一。
函数（function）
有名字的一组指令，可以被反复调用使用。draw_hex 就是一个函数。
参数（parameter）
调用函数时填进去的「空格」。side_length 就是一个参数。
循环（loop）
告诉电脑「重复做这件事 N 次」。for _ in range(6): 就是重复 6 次。
度（degree）
表示转弯多少的单位。一整圈是 360 度，正方形的角是 90 度。
抬笔／落笔
海龟走动时是不是会画线。抬笔=不画，落笔=会画。

下载 draw_shapes.py

使用方法：保存文件后，在终端里输入 python3 draw_shapes.py。（请确认电脑里已经安装了 Python 3。）

小贴士：不要把文件名取成 turtle.py ― Python 自带的内置模块也叫这个名字，会和你自己的文件搞混，导致程序无法正常运行。