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Python漂浮的爱心

news 来源：原创 2025/6/22 15:44:03

漂浮的爱心

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敬请期待……

写在前面

Python实现漂浮爱心动画的完整代码。

技术需求

Turtle 图形库：
- 通过 turtle 库进行图形绘制，创建了动态的爱心动画。使用 Pen() 创建画笔对象，控制画笔的运动、绘制和颜色等属性。turtle 库还提供了绘制基本几何图形（如圆形、直线等）的功能，适用于动画和图形界面的创建。
面向对象编程 (OOP)：
- 通过定义 Heart 类来实现爱心的对象化管理。每个爱心具有自己的属性（如位置、速度、颜色、半径等）和方法（如移动、绘制等）。这种设计方式使得每个爱心的行为独立且封装，方便管理和扩展。
随机数生成：
- 使用 random 库生成随机数，为每个爱心的属性（如位置、大小、颜色、速度）赋予随机值，使得每次运行时爱心的位置、运动轨迹和速度都不相同，从而增加了动画的随机性和趣味性。
数学计算：
- 使用 math 库中的三角函数 sin() 来控制爱心左右的摆动。通过正弦函数的变化，爱心的水平运动轨迹呈现波动效果，模拟了自然的漂浮感觉。
动态画布更新：
- 使用 tu.tracer(0) 和 tu.update() 来优化画布的更新。tu.tracer(0) 禁用自动刷新，避免每次绘制时屏幕的闪烁；tu.update() 在所有绘制完成后一次性刷新屏幕，提高了动画的流畅度。
无限循环与实时动画：
- 通过 while True 无限循环实现了爱心的持续漂浮和动态更新，模拟了连续的动画效果。每次循环都会更新爱心的位置，并重绘它们。

完整代码

import turtle as tu
import random as ra
import mathtu.setup(1.0, 1.0)
tu.screensize(1.0, 1.0)
t = tu.Pen()
t.ht()
colors = ['pink']
class Heart():    #每个爱心（爱心类）def __init__(self):self.r = ra.randint(10,15)        #爱心的半径self.x = ra.randint(-1000,1000)   #爱心的横坐标self.y = ra.randint(-500,500)     #爱心的纵坐标self.f = ra.uniform(-3.14,3.14)   #爱心左右移动呈正弦函数self.speed = ra.randint(5,10)     #爱心移动速度self.color = ra.choice(colors)    #爱心的颜色self.outline = 1                  #爱心的外框大小（可不要）
……

代码分析

这段 Python 代码使用 turtle 库和 random 库创建了一种动态效果，其中多个爱心在屏幕上飘浮，模拟爱心随时间和运动的变化。下面将从代码的各个部分进行详细分析，重点关注代码的功能、实现过程、以及相关的技术细节。

1. 引入必要的库

import turtle as tu
import random as ra
import math

这段代码导入了三个库：

turtle：Python 的一个图形绘制模块，常用于绘制简单的图形和动画。
random：用于生成随机数的库，代码中用它来随机生成爱心的属性（位置、速度等）。
math：提供数学运算支持，在这里用来处理一些运动的三角函数，特别是爱心的左右摆动。

2. 设置屏幕参数

tu.setup(1.0, 1.0)
tu.screensize(1.0, 1.0)

tu.setup(1.0, 1.0) 设置了屏幕的宽度和高度为 1.0，即使用屏幕的最大范围。
tu.screensize(1.0, 1.0) 设置了屏幕的显示区域，参数也为最大。

3. 创建画笔对象

t = tu.Pen()
t.ht()

t = tu.Pen() 创建了一个画笔对象 t，可以用它来控制 Turtle 画笔的状态和位置。
t.ht() 隐藏了画笔。因为我们不需要在屏幕上看到画笔本身，只需绘制出爱心图形。

4. 定义颜色列表

colors = ['pink']

这里的颜色列表只包含一个颜色 'pink'，表示所有爱心的颜色都将是粉色。这也使得整个动画具有统一的风格。

5. 定义 Heart 类

Heart 类用于表示一个爱心对象，每个实例代表一个漂浮的爱心。
self.r：随机生成爱心的半径，取值范围是 10 到 15。
self.x 和 self.y：随机生成爱心的初始位置，x 在横轴上取值范围为 -1000 到 1000，y 在纵轴上取值范围为 -500 到 500。
self.f：随机生成一个角度值，用于控制爱心的左右移动，范围是 -π 到 π。
self.speed：随机生成爱心的速度，取值范围为 5 到 10。
self.color：爱心的颜色，这里是从 colors 列表中随机选取颜色，虽然目前 colors 列表只有 'pink' 一个颜色，但可以方便未来扩展。
self.outline：爱心的外框线宽，默认值为 1。

6. `move` 方法

该方法控制爱心的位置更新和漂浮。
首先判断爱心是否在画布范围内 (self.y <= 500)。
- 如果爱心仍在画布内，self.y += self.speed 使爱心垂直方向上向下移动，self.x += self.speed * math.sin(self.f) 控制爱心在水平方向上的移动，self.f += 0.1 使得爱心的左右运动呈现正弦波状。
- 如果爱心超出了画布的下边界 (self.y > 500)，则重新生成一个新的爱心对象，并将其初始位置设置为画布的上方。

7. `draw` 方法

draw 方法负责使用 turtle 绘制爱心形状。
- t.pensize(self.outline) 设置画笔的外框宽度。
- t.penup() 抬起画笔，移动到指定位置后再绘制。
- t.goto(self.x, self.y) 将画笔移动到当前爱心的随机位置。
- t.pendown() 放下画笔开始绘制。
- 使用 begin_fill() 和 end_fill() 方法填充爱心内部颜色为粉色。
- 通过 t.setheading(120) 设置画笔的初始角度，t.circle(self.r, 195) 画出爱心的两个半圆部分，t.fd(self.r * 2.4) 和 t.left(90) 绘制爱心的底部。

8. 创建多个爱心对象

Hearts = []            # 用列表保存所有爱心
for i in range(100):Hearts.append(Heart())

Hearts 列表用于保存所有的爱心对象。通过 for 循环，创建 100 个 Heart 实例，并将其添加到 Hearts 列表中。

9. 设置背景颜色

tu.bgcolor('black')

这行代码将画布的背景色设置为黑色，能让粉色的爱心更加突出。

10. 漂浮效果的实现

进入一个无限循环，模拟爱心漂浮的过程。
tu.tracer(0) 禁用画布的自动刷新，以提高性能，避免每次绘制都更新屏幕。
t.clear() 清除当前的绘图，准备进行下一次绘制。
使用 for i in range(50) 来控制当前绘制 50 个爱心对象。
- Hearts[i].move() 调用每个爱心的 move 方法，使爱心根据随机属性移动。
- Hearts[i].draw() 绘制爱心。
tu.update() 刷新画布，显示更新后的图形。