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Python跳动的爱心

news 来源：原创 2025/5/2 6:32:34

跳动的爱心

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敬请期待……

写在前面

Python语言实现蓝色跳动的爱心的完整代码。

技术需求

Tkinter库：用于创建图形用户界面（GUI）应用程序。tkinter是Python内置的库，用于构建窗口、画布和交互组件。在这个代码中，Tk类用于创建主窗口，Canvas类用于绘制图形。
数学函数和坐标计算：
- 爱心形状的计算：通过数学公式绘制爱心的形状。使用了sin和cos函数来计算爱心的坐标，并根据参数shrink_ratio来缩放图形的大小。
- 随机扩散和散点效果：使用了对数函数和随机数生成技术（例如random.uniform和random.choice）来模拟爱心的边缘扩散和中心扩散效果，使得爱心在每帧渲染时看起来更加动态和生动。
- 力学模拟：通过力学模型计算坐标的变化，以模拟爱心的扩散和收缩效果。
图形绘制：
- 点的动态变化：每一帧渲染时，通过更新爱心的坐标，创建一种动态效果，使得爱心不断变化，产生扩散和收缩的效果。
- 创建矩形：在render方法中，使用create_rectangle方法在画布上绘制矩形，表示爱心的每个点。矩形的大小和位置随着每帧的计算不断变化。
动画效果：通过main.after()方法，每隔160毫秒更新一次帧，从而实现平滑的动画效果。after方法用于定时调用draw函数，不断地渲染新的一帧，达到动画的效果。
界面布局：
- 屏幕居中：通过winfo_screenwidth()和winfo_screenheight()方法获取屏幕的宽度和高度，再计算窗口的起始位置，使得窗口在屏幕中央显示。
- 文字显示：使用Label组件在画布上显示文字，并且通过place方法将其定位在窗口的中央。

完整代码

import tkinter as tk
import tkinter.messagebox
import random
from math import sin, cos, pi, log
from tkinter.constants import *

width = 888
height = 500
heartx = width / 2
hearty = height / 2
side = 11
heartcolor = "skyblue"  # 爱心颜色，可修改
word = "I Love You!"  # 想要写的字，可修改


# 爱心类
class Heart:
    def __init__(self, generate_frame=20):
        self._points = set()  # 原始爱心坐标集合
        self._edge_diffusion_points = set()  # 边缘扩散效果点坐标集合
        self._center_diffusion_points = set()  # 中心扩散效果点坐标集合
        self.all_points = {}  # 每帧动态点坐标
        self.build(2000)
        self.random_halo = 1000
        self.generate_frame = generate_frame
        for frame in range(generate_frame):
            self.calc(frame)

    def build(self, number):
        for _ in range(number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)
            x, y = heart_function(t)
            self._points.add((x, y))
        for _x, _y in list(self._points):
            for _ in range(3):
                x, y = scatter_inside(_x, _y, 0.05)
                self._edge_diffusion_points.add((x, y))
        point_list = list(self._points)
        for _ in range(4000):
            x, y = random.choice(point_list)
            x, y = scatter_inside(x, y, 0.17)
            self._center_diffusion_points.add((x, y))

    @staticmethod
    def calc_position(x, y, ratio):
        force = 1 / (((x - heartx) ** 2 + (y - hearty) ** 2) ** 0.520)  # 魔法参数
        dx = ratio * force * (x - heartx) + random.randint(-1, 1)
        dy = ratio * force * (y - hearty) + random.randint(-1, 1)
        return x - dx, y - dy

    def calc(self, generate_frame):
        ratio = 10 * curve(generate_frame / 10 * pi)  # 圆滑的周期的缩放比例
        halo_radius = int(4 + 6 * (1 + curve(generate_frame / 10 * pi)))
        halo_number = int(3000 + 4000 * abs(curve(generate_frame / 10 * pi) ** 2))
        all_points = []
        heart_halo_point = set()
        for _ in range(halo_number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)
            x, y = heart_function(t, shrink_ratio=11.6)
            x, y = shrink(x, y, halo_radius)
            if (x, y) not in heart_halo_point:
                heart_halo_point.add((x, y))
                x += random.randint(-14, 14)
                y += random.randint(-14, 14)
                size = random.choice((1, 2, 2))
                all_points.append((x, y, size))
        for x, y in self._points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 3)
            all_points.append((x, y, size))
        for x, y in self._edge_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))
        for x, y in self._center_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))
        self.all_points[generate_frame] = all_points

    def render(self, render_canvas, render_frame):
        for x, y, size in self.all_points[render_frame % self.generate_frame]:
            render_canvas.create_rectangle(x, y, x + size, y + size, width=0, fill=heartcolor)


……

代码分析

这段代码使用了 tkinter 库来创建一个动态的爱心图案，并在屏幕上显示带有动态效果的“我爱你”字样，以下是对这段代码的详细分析。

1. 导入所需的库

tkinter 用于创建图形用户界面（GUI）。
random 用于生成随机数，主要用于控制爱心图案的扩散效果。
math 中的 sin, cos, pi, log 用于数学计算，生成爱心形状和扩散效果。
tkinter.constants 包含了 CENTER 等常量，用于控制控件的对齐方式。

2. 全局变量定义

width, height: 定义画布的大小。
heartx, hearty: 爱心的中心坐标。
side: 用于定义爱心形状的缩放比例。
heartcolor: 爱心的颜色。
word: 要显示的文本内容。

3. Heart 类的定义

Heart 类是主要的核心，用来生成和管理爱心的坐标点，并计算每一帧的动态效果。

在 __init__ 方法中，build() 方法生成初始的爱心形状的坐标点，calc() 方法计算每一帧的动态效果，generate_frame 控制总的帧数。
self._points：存储生成的爱心图案的原始点。
self._edge_diffusion_points：存储边缘扩散的点。
self._center_diffusion_points：存储中心扩散的点。
self.all_points：存储每一帧的所有点，用于动态渲染。