Как нарисовать треугольник в python

«Черепашья графика» при помощи turtle, рисование при помощи алгоритма

Черепашья графика, turtle – принцип организации библиотеки графического вывода, построенный на метафоре Черепахи, воображаемого роботоподобного устройства, которое перемещается по экрану или бумаге и поворачивается в заданных направлениях, при этом оставляя (или, по выбору, не оставляя) за собой нарисованный след заданного цвета и ширины.

Проще: черепашка ползает по экрану и рисует. Мы управляем черепашкой на плоскости при помощи программы.

Начало работы. Движения

В первой строке необходимо добавить:

Мы командуем черепашкой простыми словами на английском языке. left, right – поворот налево и направо, forward и backward – движение вперед и назад. В программе каждое действие – вызов функции из модуля turtle. Простая программа:

Что произошло:

• Поворот направо на 90 градусов
• Движение вперед на 100 шагов (пикселей)
• Поворот налево на 90 градусов
• Движение назад на 100 шагов

Не похоже на черепашку, это ползающая стрелка! Исправим это:

Отлично! Теперь это черепашка, пусть и монохромная. Дополнительно, функция exitonclick() позволяет закрыть окно и завершить выполнение программы кликом мышкой по окну.
А еще можно использовать сокращенные названия функций: fd(100) вместо forward(100), rt вместо right, lt вместо left, bk вместо backward.

Геометрические фигуры

Рисуем простые геометрические фигуры:

• Прямая: просто движение вперед
• Квадрат: вперед, поворот на 90 градусов и так 4 раза. Повторение команд – значит, можно выполнить их в цикле for!
• Пятиконечная звезда: вперед, поворот на 144 градусов и так 5 раз.

Если мы хотим выполнить инструкции n раз, мы пишем их в цикле

Далее идут инструкции с отступом в 4 пробела. Код с отступами – тело цикла. Когда цикл завершается, отступы больше не ставятся.

Рисуем квадрат:

Скучно рисовать одинокие фигуры. Поэтому мы приготовились рисовать сразу несколько и теперь создаем отдельный экземпляр класса Turtle для каждой фигуры. Так мы можем менять цвет линии и другие параметры отдельно для каждой фигуры. Потом, когда мы захотим дорисовать или изменить параметры фигуры, у нее будут сохранены старые параметры. Их не надо будет устанавливать заново, как это было бы без отдельных экземпляров класса для каждой фигуры.

Звезда рисуется также:

Самостоятельно:

1. Нарисуйте пятиконечную звезду (угол поворота 144 градуса).
2. Квадрат и звезду в одной программе, на одном графическом поле, но с разными экземплярами класса Turtle.
3. Восьмиконечную звезду (угол поворота 135 градусов).
4. Фигуру из анимации в начале страницы.

Решения

Изменяем параметры во время движения

При отрисовке простых фигур черепашка возвращалась в исходную точку, и программа останавливалась, ожидая, когда будет закрыто окно. Если в цикле продолжить рисовать по прежним инструкциям, фигура будет нарисована заново по уже нарисованным контурам. А если ввести дополнительный угол поворота?

Мы также добавили:

• color(‘red’, ‘green’) определяет цвет линии и цвет заполнения. Черепашка теперь зеленая!
• begin_fill() и end_fill() обозначают начало и конец заполнения

Больше программирования!

Напишем обобщенную программу рисования выпуклых равносторонних многоугольников. num_sides – количество граней, side_length – длина грани, angle – угол поворота.

Что будет, если на каждом шаге увеличивать длину пути? В первый день 10 шагов, во второй – 20, далее 30, 40 и так до 200:

Координаты на плоскости

Положение на плоскости определяется двумя числами, x и y:

Черепашку в программе можно перемещать функцией goto(x, y). x и y – числа, или переменные. goto(0, 0) переместит черепашку в начало координат.

Вместо звезды-спирали мы получили 5 линий, расходящихся из точки начала координат.

Круг и точка

Не хватает плавных изгибов? На помощь приходят функции dot() и circle():

• изменили заголовок окна функцией title(),
• установили толщину линии – pensize(),
• установили цвет линии – pencolor(),
• Подняли черепашку перед перемещением – penup() и опустили после – pendown().

Самостоятельно:

• Используя код из примеров и функцию goto(), нарисовать галерею из 5 или более многоугольников на одном поле. Использовать экземпляр класса turtle.Turtle().
• Нарисованные многоугольники закрасить разными цветами. Пробуйте стандартные цвета или их шестнадцатеричное представление. Не забудьте кавычки вокруг названия или кода цвета!

Решения

• У нас есть два варианта нарисовать несколько фигур: используя отдельные классы и не используя их. Рассмотрим оба варианта.
• Без классов:
• Получается довольно многословно. С классами (начало):
• Так еще многословнее. Зачем нам понадобилось писать для каждой фигуры отдельный класс? Для того, чтобы подготовиться к написанию программы с помощью функций, которые помогут обобщить и сократить наш код.
  Создадим функции, используя написанную ранее обобщенную программу рисования выпуклых равносторонних многоугольников. Функция prepare() делает все приготовления для рисования: переходит в нужную точку холста, устанавливает нужный цвет и дает команду заполнять цветом. У функции три входных параметра: координаты по осям X, Y и кодовое слово цвета.
  Функция draw_polygon() – наш старый знакомый, так мы рисуем выпуклый многоугольник. У функции два входных параметра: количество граней и длина грани.
• Получилось существенно сократить программу, и она стала более читаемой. Но повторяющиеся действия остались. Значит, есть еще работа для программиста! Будем рисовать все 5 фигур в цикле. Для этого все параметры соберем в списки, а внутри цикла будем брать значение параметра по индексу (номеру минус 1) в списке. Теперь всего 22 строки кода:
• Получились фигуры разного размера. Самостоятельно: Задать переменной внутри цикла длину грани так, чтобы фигуры казались (или являлись) равновеликими.

Делаем фигуры равновеликими

Площадь квадрата со стороной 100 пикселей – 10 000 квадратных пикселей. Вычислим площади всех фигур со стороной 100 от треугольника до 7-угольника. Формула площади правильного многоугольника содержит тангенс, поэтому «поверим на слово» результату, зависимости количество углов (вершин) – площадь:

• 3 – 4330.13
• 4 – 10000
• 5 – 17204.77
• 6 – 25980.76
• 7 – 36339.12

Изобразим ее на графике:

Получается, что площадь 7-угольника в 36339.12 / 4330.13 = 8.4 раза больше, чем площадь треугольника! Это очень заметно на рисунке:

Чтобы фигуры стали равновеликими, надо сделать длину грани вместо константы 100 – переменной, которая зависит от количества углов.

Как: приведем все площади к 10000. Для треугольника площадь увеличится на 10000 / 4330.13 = 2.31 раза. Для 7-угольника – уменьшится в 36339.12 / 10000 = 3.63 раз. Значит, стороны должны измениться в 1.52 и 0.52 раз соответственно, то есть, до 152 и 32.7 пикселей (снова «верим на слово»). Эту зависимость можно нащупать «на глаз», в чем и заключалось задание.

Наша программа без труда масштабируется до большего количества фигур:

Программа, в которой вычисляются точные значения:

Как построить график (если кто захочет):

1. Поставить Matplotlib, набрав в командной строке
2. Запустить программу

Другие полезные функции:

• turtle.setup(800, 400) устанавливает размеры окна в 800 на 400 пикселей
• turtle.setworldcoordinates(0, 0, 800, 400) устанавливает начало координат в точку 800, 400
• turtle.tracer(0, 0) отключает анимацию
• setpos(x, y) устанавливает черепашку (курсор) в позицию с координатами (x, y)
• seth(x) устанавливает направление в градусах. 0 – горизонтально направо (на восток), 90 – вверх (на север) и так далее
• hideturtle() скрывает черепашку (или стрелку, курсор)
• speed(x) изменяет скорость рисования. Например, speed(11) – почти моментальная отрисовка простых фигур
• clear() очищает холст от нарисованного
• reset() очищает холст и возвращает курсор в начало координат

Пример двух рисунков – экземпляров класса Turtle() – на одном полотне

Что произошло:

1. Задали название окна,
2. создали экземпляр класса Turtle под именем circ. Все изменения сохраняются для класса circ;
3. цвет линии и заполняющий цвет,
4. форму и размер курсора,
5. установили 10-ю скорость
6. продвинулись на 150 пикселей вперед от старта,
7. начали заполнять фигуру цветом,
8. нарисовали круг
9. закончили заполнять цветом,

1. Объявили переменную n и присвоили ей значение 10,
2. создали новый экземпляр класса Turtle под именем t. У него нет настроек экземпляра класса circ!
3. В цикле while: пока переменная n меньше или равна 50, рисовать круги радиусом n;
4. после нарисованного круга увеличить переменную n на 10.
5. Алгоритм рисования кругов прекратит рисовать круги после 4-го круга.

Итог: функции и классы на примере turtle

• Функция – фрагмент программного кода, к которому можно обратиться по имени. Иногда функции бывают безымянными.
• У функции есть входные и выходные параметры. Функция fd(150) – фрагмент программного кода, который двигает курсор вперед на заданное во входном значении количество пикселей (150). Выходного значения у функции fd() нет.
• Когда функцию надо выполнить, после ее названия пишут круглые скобки. fd – просто название, ничего не происходит. fd(100) – функция выполняется с входным параметром 100. Обычно названия функций пишут с маленькой буквы.
• Класс – программный шаблон для создания объектов, заготовка для чего-то, имеющего собственное состояние. Мы можем нарисовать прямоугольник и назвать его кнопкой, но это еще не кнопка, потому что у нее нет собственных свойств и поведения. Прямоугольник надо научить быть самостоятельной, отличной от других, кнопкой.
• Turtle – класс, его имя пишется с большой буквы. через оператор присваивания = мы создаем экземпляр класса: circ = turtle.Turtle(). Turtle – класс (шаблон, трафарет, заготовка), circ – его экземпляр (рисунок, набор уникальных цветов, штрихов и свойств). На картинке выше видно, что экземпляр класса circ богат установленными свойствами, а экземпляр t обладает свойствами по умолчанию: тонкая черная линия, треугольный курсор.
• Программирование с использованием классов и их экземпляров будем называть объектно-ориентированным программированием, ООП. объектно-ориентированный подход необходим при построении графического интерфейса пользователя, GUI.

Графический интерфейс средствами библиотеки turtle.

Нарисуем прямоугольник и сделаем его кнопкой: при нажатии кнопка исчезает и появляется круг:

Что произошло:

1. Задали название и размеры (500 на 500 пикселей) окна,
2. Создали экземпляр класса btn1 и спрятали курсор (черепашку),
3. Нарисовали прямоугольник 80 на 30;
4. подняли перо и перешли на координаты (11, 7);
5. написали Push me шрифтом Arial 12-го размера, нормальное начертание. Попробуйте вместо normal ключевые слова bold (полужирный), italic (наклонный);

Задаем поведение кнопки:

• Функции turtle.listen() и turtle.onscreenclick() будут слушать (listen) и реагировать на клик по экрану (onscreenclick). Реакцией будет запуск функции btnclick(x, y)
• Напишем btnclick(x, y). У нее 2 входных параметра – координаты точки, куда мы кликнули. Наша задача: если клик был по кнопке, спрятать ее и показать оранжевый круг
• Мы помним: кнопка 80 на 30 пикселей от точки (0, 0). Значит, мы попали по кнопке, если x между 0 и 80 и y между 0 и 30. Условие попадания по кнопке: if 0<x<80 and 0<y<30:
• 1) Убираем кнопку: btn1.clear(), 2) создаем экземпляр класса ball = turtle.Turtle(), 3) устанавливаем ему нужные свойства.

Самостоятельно:

• Нарисовать вторую кнопку (не изменяя первую!), сделать обработчик нажатия: при клике программа завершается, выполняется функция exit()
• При нажатии на первую кнопку появляется случайная фигура: при рисовании фигуры использовать random:

Уточнения

• Чтобы окно не закрывалось сразу, мы использовали turtle.exitonclick(). Теперь, когда клик обрабатывается функцией, пишем в конце turtle.done().
• функция exit() самостоятельная, это не команда turtle. Писать turtle.exit() неверно.
• Случайная фигура – это любая фигура, при рисовании которой используются случайные числа. Например: Но есть и второй вариант: случайное число будет индексом списка и укажет на одну из заранее подготовленных неслучайных фигур: Таким приемом можно случайно выбирать цвета фигур. Функция choice делает тоже самое изящнее:

Управляем рисунком с клавиатуры

Итак, мы умеем рисовать фигуры разных форм и стилей, перемещать курсор в разные точки холста, а также обрабатывать клик мышкой по фигуре. Добавим к этим действиям обработку нажатий клавиш. Для этого существуют две функции:

• turtle.onkeypress(fun, key): вызывается функция fun при нажатии клавиши key
• turtle.onkey(fun, key): вызывается функция fun при отпускании клавиши key

Клавиша задается строкой с ее названием. Например, ‘space’ – пробел, ‘Up’ (с заглавной буквы) – стрелка вверх. Клавиши букв задаются заглавными, только если мы хотим нажать именно заглавную (с Shift или Caps Lock).

По нажатию клавиши мы будем перемещать фигуру. Для этого понадобятся функции, которые сообщают и изменяют координаты:

• xcor() и ycor() выдают координаты по x и y как дробные числа
• setx(x) и sety(y) устанавливают координаты. x и y – числа

Создадим экземпляр класса Turtle и выведем его координаты:

Получили вывод «0.0 0.0». Теперь напишем функцию up(), которая будет запускаться при нажатии стрелки вверх и перемещать наш circ на 10 пикселей вверх:

Очень похоже на нажатие мышкой! Функцию up() можно сократить до одной строчки:

Будет работать, но функции в одну строчку писать не принято. Для таких случаев используют анонимные функции: у них может вовсе не быть имени. В Python в качестве анонимных функций используются лямбда-выражения, мы их уже использовали для сортировки. Так будет выглядеть лямбда-функция up:

Она используется у нас только в одном месте, внутри функкии turtle.onkeypress(). А почему бы не соединить их вместе? Так будет выглядеть наша программа в сокращенном виде:

Всего 8 строк, и функции действительно не понадобилось имени! Как видим, язык Python дает возможность писать разными стилями, и мы можем выбирать на свой вкус: писать развернуто и красиво (как писал Гавриил Романович Державин) или кратко (как Эрнест Хемингуэй).

Самостоятельно:

• Добавить движение circ влево, вправо и вниз
• Скорость движения (у нас пока 10 пикселей за раз) сделать переменной

Соединяем все вместе

У нас уже есть кнопка с текстом и обработчик клика мышкой. Соединим все в одну программу:

Есть стартовый экран, управляемый с клавиатуры персонаж. Добавим препятствие, и уже почти готова игра!

How To Draw Triangles In Python Turtle

Drawing with Turtle in Python is really fun. In the past handful of tutorials, we learned how to import the Turtle module for use in our programs saw how to make the turtle (pen) move on the canvas, made the turtle change directions on the canvas, saw how to use loops in turtle, and made drawings of shapes using variables. Now we will take a look at drawing another type of Polygon, the triangle using the Turtle library in Python.

Define A Triangle Function

To draw a triangle, we want to use a function, and it should make use of variables. We do this so that we can call the function many times if we like to draw many triangles of different sizes.

Nice! The triangle function works. Notice that the loop uses 3 iterations shown by range(3) whereas when we drew a square it used 4 iterations in the loop. Another thing we notice is that we are passing in 120 as the degrees to turn for the left() function. Why is that? This is because when drawing a triangle, you need to use the outside angle rather than the inside angle. What we are drawing here is an equilateral triangle since all three angles of an equilateral triangle add up to 180 degrees.

Drawing More Triangles

Now we can use the draw_triangle() function a couple of times in combination with moving the turtle to a different spot on the canvas for a nice effect.

The following iteration takes that idea a step further to draw three triangles in different spots on the canvas.

Drawing Triangles In A Loop

Calling the draw_triangle() inside of a loop makes for some really cool effects.

turtle — Turtle graphics¶

Turtle graphics is a popular way for introducing programming to kids. It was part of the original Logo programming language developed by Wally Feurzeig, Seymour Papert and Cynthia Solomon in 1967.

Imagine a robotic turtle starting at (0, 0) in the x-y plane. After an import turtle , give it the command turtle.forward(15) , and it moves (on-screen!) 15 pixels in the direction it is facing, drawing a line as it moves. Give it the command turtle.right(25) , and it rotates in-place 25 degrees clockwise.

Turtle can draw intricate shapes using programs that repeat simple moves.

By combining together these and similar commands, intricate shapes and pictures can easily be drawn.

The turtle module is an extended reimplementation of the same-named module from the Python standard distribution up to version Python 2.5.

It tries to keep the merits of the old turtle module and to be (nearly) 100% compatible with it. This means in the first place to enable the learning programmer to use all the commands, classes and methods interactively when using the module from within IDLE run with the -n switch.

The turtle module provides turtle graphics primitives, in both object-oriented and procedure-oriented ways. Because it uses tkinter for the underlying graphics, it needs a version of Python installed with Tk support.

The object-oriented interface uses essentially two+two classes:

The TurtleScreen class defines graphics windows as a playground for the drawing turtles. Its constructor needs a tkinter.Canvas or a ScrolledCanvas as argument. It should be used when turtle is used as part of some application.

The function Screen() returns a singleton object of a TurtleScreen subclass. This function should be used when turtle is used as a standalone tool for doing graphics. As a singleton object, inheriting from its class is not possible.

All methods of TurtleScreen/Screen also exist as functions, i.e. as part of the procedure-oriented interface.

RawTurtle (alias: RawPen ) defines Turtle objects which draw on a TurtleScreen . Its constructor needs a Canvas, ScrolledCanvas or TurtleScreen as argument, so the RawTurtle objects know where to draw.

Derived from RawTurtle is the subclass Turtle (alias: Pen ), which draws on “the” Screen instance which is automatically created, if not already present.

All methods of RawTurtle/Turtle also exist as functions, i.e. part of the procedure-oriented interface.

The procedural interface provides functions which are derived from the methods of the classes Screen and Turtle . They have the same names as the corresponding methods. A screen object is automatically created whenever a function derived from a Screen method is called. An (unnamed) turtle object is automatically created whenever any of the functions derived from a Turtle method is called.

To use multiple turtles on a screen one has to use the object-oriented interface.

In the following documentation the argument list for functions is given. Methods, of course, have the additional first argument self which is omitted here.

Python Turtle Triangle + Examples

In this Python Turtle tutorial, we will learn How to create triangles in Python Turtle and we will also cover different examples related to the Turtle triangle. And, we will cover these topics.

• Python turtle triangle
• Python turtle triangle Spiral code
• Python turtle Sierpinski triangle
• Python turtle Nested triangle

Table of Contents

Python turtle triangle

In this section, we will learn how to draw a triangle in a Python turtle.

A triangle has three edges and three vertices. It is a closed, two-dimensional shape.

Code:

In the following code, we import the turtle module. This turtle() method is generally used to make objects.

• tur.forward(100) is used to move the turtle in the forwarding direction.
• tur.left(120) is used to move the turtle in the left direction after moving to forward.

Output:

After running the above code, we get the following output in which we can see a triangle is drawn with the help of a turtle.

Python turtle triangle Spiral code

In this section, we will learn about how to draw triangle spiral code in Python turtle.

A Spiral is defined as a long curved line that moves round and round from a central point. Similarly triangle spiral is a long curved line that moves around and round away from its central point and a spiral triangle is formed.

Code:

In the following code, we import the turtle module from turtle import *, import turtle. This turtle() method is mainly used to make objects.

tur.right(120) is used to change the direction of a pen by 120 degrees clockwise.

Output:

After running the code, we get the following output in which we can see a spiral triangle is drawn on the screen.

Python turtle Sierpinski triangle

In this section, we will learn about how to draw turtle Sierpinski triangle in Python turtle.

The Sierpinski is defined as subdividing shapes into smaller copies. Sierpinski triangle is a is drawn with a three-way recursive algorithm. We can draw the Sierpinski triangle simply by hand.

Code:

In the following code, we will import the turtle module for drawing a Sierpinski triangle. Sierpinski creates a beautiful pattern inside the triangle.

• turtle.Screen() is used to create a screen.
• Sierpinski(mypoints,3,tur) is used to draw some points to create a pattern.
• turtle.goto(points[0][0],points[0][1]) is used to move the turtle to an absolute position.
• turtle.begin_fill() is used just call before drawing a shape to be filled.
• turtle.end_fill() is used just call after drawing a shape to be filled.

Output:

After running the above code we get the following output in which we see a beautiful Sierpinski triangle is drawn on the screen.

Python turtle Nested triangle

In this section, we will about how to draw a turtle nested triangle inPython turtle.

Before moving forward we should have a piece of knowledge about nested. Nested is an ordered collection of sets and each set contained the preceding set.

A nested triangle is defined as there is single triangle it contained a number of triangles that are generated by a nested loop.

Code:

In the following code, we import the turtle module from turtle import *, import turtle for drawing a nested triangle.

• right(90) is used to move the turtle in the right direction.
• After the move right forward(8 + shape) function is used for moving the turtle in the forward direction.
• left(120) is used to move the turtle in left direction.

Output:

After running the above code we get the following output in which we see a nested triangle is drawn on the screen.

You may also like to read the following tutorials.

So, in this tutorial, we discussed the Python turtle triangle and we have also covered different examples related to its implementation. Here is the list of examples that we have covered.

• Python turtle triangle
• Python turtle triangle Spiral code
• Python turtle Sierpinski triangle
• Python turtle Nested triangle

I am Bijay Kumar, a Microsoft MVP in SharePoint. Apart from SharePoint, I started working on Python, Machine learning, and artificial intelligence for the last 5 years. During this time I got expertise in various Python libraries also like Tkinter, Pandas, NumPy, Turtle, Django, Matplotlib, Tensorflow, Scipy, Scikit-Learn, etc… for various clients in the United States, Canada, the United Kingdom, Australia, New Zealand, etc. Check out my profile.