1. 前言

turtle （小海龟） 是 Python 内置的一个绘图模块，其实它不仅可以用来绘图，还可以制作简单的小游戏，甚至可以当成简易的 GUI 模块，编写简单的 GUI 程序。

本文使用 turtle 模块编写一个简单的小游戏，通过此程序的编写过程聊一聊对 turtle 模块的感悟。

编写游戏，如果要做专业的、趣味性高的，还是请找 pygame，本文用 turtle 编写游戏的目的是为了深度理解 turtle 的功能。

turtle 模块的使用相对而言较简单，对于基础方法不做讲解。只聊 turtle 模块中稍难或大家忽视的地方。

2. 需求描述

程序运行时，画布上会出现一个红色的小球和很多绿色、蓝色的小球。

刚开始红色的小球会朝某一个方向移动，使用者可以通过按下上、下、左、右方向键控制红色小球的运动方向。

绿色、蓝色小球以初始的默认方向在画布上移动。

当红色的小球碰到绿色小球时，红色小球球体会变大，当红色小球碰到蓝色小球时，红色球体会变小。

当红色小球球体缩小到某一个阈值时，游戏结束。

<img src="D:\红泥巴\我的文章\turtle\turtle01.bmp" alt="turtle01" style="zoom:50%;" />

3. 制作流程

3.1 初始化变量

本程序需要使用到 turtle、random、math 模块，使用之前，先导入。

import turtle import random import math ''' 初始化游戏界面大小 ''' # 游戏区域的宽度 game_wid = 600 # 游戏区域的高度 game_hei = 400 # 砖块的大小，以及每一个小球初始大小 cell = 20 # 红球初始大小 red_size = cell # 红色小球 red_ball = None # 存储绿色小球的列表 green_balls = [] # 存储蓝色小球的列表 blue_balls = [] # 红色小球的方向 当前方向 0 向右，90 向上 180 向左 -90 向下 dir = 0

上述代码说明：

红色小球只有一个，由变量 red_ball 保存，红色小球在运动过程中可以改大小，red_size 保存其大小。

绿色和蓝色小球会有很多，这里使用 green_balls 和 blue_balls 2 个列表存储。

3.2 通用函数

随机位置计算函数： 为小球们随机生成刚开始出现的位置。

''' 随机位置计算函数 ''' def rand_pos(): # 水平有 30 个单元格，垂直有 20 个单元格 x = random.randint(-14, 14) y = random.randint(-9, 9) return x * cell, y * cell

绘制指定填充颜色的小正方形： 在游戏里有一个虚拟区域，四周使用很多小正方形围起来。

''' 绘制一个指定填充颜色的正方形 填充颜色可以不指定 ''' def draw_square(color): if color is not None: # 的颜色就填充 turtle.fillcolor(color) turtle.begin_fill() for i in range(4): turtle.fd(cell) turtle.left(90) if color is not None: turtle.end_fill()

自定义画笔形状：

使用 turtle 制作游戏的底层思想：

当我们导入 turtle 模块时，意味着我们有了一支可以在画布上画画的画笔，画笔的默认形状是一个小海龟。

本文称这支默认画笔叫主画笔，可以使用 turtle 模块中的 turtle.Turtle() 类创建更多画笔 ，并且可以使用 `turtle 模块提供的 turtle.register_shape(name, shape) 方法为每一支画笔定制画笔形状。

如上所述，是使用 turtle 设计游戏的关键。

强调一下：

通过主画笔创建更多的画笔，以及为每一支画笔设置不同的形状。是编写游戏的关键，游戏中的每一个角色，其本质是一支支画笔，我们只是在控制画笔在画布上按我们设计好的轨迹移动。

本游戏中红、绿、蓝 3 种颜色的小球就是形状为圆形的画笔。

画笔清单：

红色小球画笔一支。

绿色小球画笔 n 支。

蓝色小球画笔 n 支。

''' 自定义画笔形状 name:画笔名称 color:可选项 ''' def custom_shape(name, size): turtle.begin_poly() turtle.penup() turtle.circle(size) turtle.end_poly() cs = turtle.get_poly() turtle.register_shape(name, cs)

turtle.register_shape(name, shape) 方法参数说明：

• name： 自定义形状的名称。

• shape： 由开发者绘制的形状。

  开发者绘制的哪一部分图形用来充当画笔形状？

  由 turtle.begin_poly() 记录的第一点到由 turtle.end_poly() 记录的最后一点之间的图形作为画笔形状。

  cs = turtle.get_poly() 可以理解为获取到刚绘制的图形，然后使用 turtle.register_shape(name, cs) 注册画笔形状，以后就可以随时使用此形状。

  如上代码记录了一个圆的绘制过程，也就是创建了一个圆形的画笔形状。

移动到某个位置函数：

此函数用来让某一支画笔移到指定位置，不留下移动过程中的轨迹。

''' 移到某点 ''' def move_pos(pen, pos): pen.penup() pen.goto(pos) pen.pendown()

参数说明：

• pen : 画笔对象。
• pos：要移到的目标地。

注册键盘事件函数：

使用者可以通过键盘上的方向键更改红色小球的方向。

turtle 模块提供有很多事件，可以以交互式的方式使用turtle。turtle 模块中主要有 2 类事件：键盘事件、点击事件。因 turtle 的工作重点还是绘制静态图案上，其动画绘制比较弱，所以它的事件少而简单。

''' 改变红色小球 4 方向的函数， 这些函数只有当使用者触发按键后方可调用，故这些函数也称为回调函数。 ''' def dir_right(): global dir dir = 0 def dir_left(): global dir dir = 180 def dir_up(): global dir dir = 90 def dir_down(): global dir dir = -90 ''' 注册键盘响应事件，用来改变红球的方向 ''' def register_event(): for key, f in {"Up": dir_up, "Down": dir_down, "Left": dir_left, "Right": dir_right}.items(): turtle.onkey(f, key) turtle.listen() ''' 当红色小球遇到墙体后，也要修改方向 ''' def is_meet_qt(): global dir if red_ball.xcor() < -220: dir = 0 if red_ball.xcor() > 240: dir = 180 if red_ball.ycor() > 140: dir = -90 if red_ball.ycor() < -120: dir = 90

红色的小球在 2 个时间点需要改变方向，一是使用者按下了方向键，一是碰到了墙体。

3.3 游戏角色函数

绘制墙体函数：

墙体是游戏中的虚拟区域，用来限制小球的活动范围。

Tips： 墙体由主画笔绘制。

''' 绘制四面的墙体 ''' def draw_blocks(): # 隐藏画笔 turtle.hideturtle() # 上下各30个单元格，左右各 20 个单元格 for j in [30, 20, 30, 20]: for i in range(j): # 调用前面绘制正方形的函数 draw_square('gray') turtle.fd(cell) turtle.right(90) turtle.fd(-cell) # 回到原点 move_pos(turtle, (0, 0))

创建小球画笔： 此函数用来创建新画笔。本程序中的红色、蓝色、绿色小球都是由此函数创建的画笔，且外观形状是圆。

def init_ball(pos, color, shape): # 由主画笔创建新画笔 ball = turtle.Turtle() ball.color(color) # 指定新画笔的形状，如果不指定，则为默认形状 ball.shape(shape) # 移到随机位置 move_pos(ball, pos) # 移动过程要不显示任何轨迹 ball.penup() return ball

参数说明：

• pos： 创建画笔后画笔移动的位置。
• color：指定画笔和填充颜色。
• shape： 已经定义好的画笔形状名称。

创建绿色、蓝色小球：

def ran_gb_ball(balls, color): # 随机创建蓝色、绿色小球的频率， # 也就是说，不是调用此函数就一定会创建小球，概率大概是调用 5 次其中会有一次创建 ran = random.randint(1, 5) # 随机一个角度 a = random.randint(0, 360) # 1/5 的概率 if ran == 5: turtle.tracer(False) # 每一个小球就是一只画笔 ball = init_ball(rand_pos(), color, 'ball') ball.seth(a) # 添加到列表中 balls.append(ball) turtle.tracer(True)

为什么要设置一个概率值？

适当控制蓝色、绿色小球的数量。

turtle.tracer(False) 方法的作用：是否显示画笔绘制过程中的动画。False 关闭动画效果，True 打开动画效果。

这里设置为 False 的原因是不希望用户看到新画笔创建过程。

蓝色、绿色小球的移动函数：

蓝色、绿色小球被创建后会移到一个随机位置，然后按默认方向移动。

def gb_ball_m(balls): s = 20 a = random.randint(0, 360) r = random.randint(0, 10) for b in balls: b.fd(s) if b.xcor() < -220 or b.xcor() > 240 or b.ycor() > 140 or b.ycor() < -120: b.goto(rand_pos())

当小球碰到墙体后让其再随机移到墙体内部（简单粗粗暴！！）。

红色球是否碰到了蓝色或绿色小球：

此函数逻辑不复杂，计算小球相互之间的坐标，判断坐标是否重叠。

''' 红球是否碰到绿、蓝球 ''' def r_g_b_meet(): global red_size # 红色小球的坐标 s_x, s_y = red_ball.pos() # 迭代绿色小球，蓝色小球列表 for bs in [green_balls, blue_balls]: for b in bs: # 计算蓝色或绿色小球坐标 f_x, f_y = b.pos() # 计算和红色球之间的距离 x_ = math.fabs(s_x - f_x) y_ = math.fabs(s_y - f_y) # 碰撞距离：两个球的半径之和 h = cell + red_size if 0 <= x_ <= h and y_ >= 0 and y_ <= h: if b in green_balls: # 遇到绿色球红球变大 red_size += 2 if b in blue_balls: # 遇到蓝色球红球变大 red_size -= 2 # 关键代码 custom_shape('red', red_size) return True return False

上述代码整体逻辑不复杂。而 custom_shape('red', red_size) 是关键代码，因红色小球的半径发生了变化，所以需要重新定制红色小球的外观形状，这样才能在画布上看到半径变化的红色小球。

3.4 让小球动起来

怎样让小球动起来？

每隔一定时间，让小球重新移动。turtle.ontimer(ball_move, 100) 是让小球动起来的核心逻辑，每隔一定时间，重新移动红、蓝、绿外观如圆形状的小球。

def ball_move(): red_ball.seth(dir) red_ball.fd(40) # 检查红球是否碰到墙体 is_meet_qt() # 随机创建绿色小球 ran_gb_ball(green_balls, 'green') # 随机创建蓝色小球 ran_gb_ball(blue_balls, 'blue') # 让绿色小球移动 gb_ball_m(green_balls) # 让蓝色小球移动 gb_ball_m(blue_balls) # 检查红球是否碰到蓝色、绿色小球 r_g_b_meet() # 定时器 turtle.ontimer(ball_move, 100)

主方法：

if __name__ == "__main__": # 关闭动画效果 turtle.tracer(False) # 注册事件 register_event() # 定制 2 种画笔形状 for name in ['red', 'ball']: custom_shape(name, cell) # 主画笔移动墙体的左上角 move_pos(turtle, (-300, 200)) # 绘制墙体 draw_blocks() red_ball = init_ball(rand_pos(), 'red', 'red') turtle.tracer(True) # 让红球移动起来 ball_move() # turtle.done()

以上为此游戏程序中的每一个函数讲解。

运行后，可以控制红色小球，当遇到绿色球和蓝色球时，红色球体会变大或变小。

4. 总结

使用 turtle 模块的过程说明了一个道理，没有所谓简单的知识，如果你认为简单，那是因为你对它的认知太浅。只是学到了大家都学到的内容。

如果要真正悟透知识点的内核，需要多查阅官方文档，把所有内容吃透，并试着把这些知识向更高层面拔高。