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在编程的世界里，Python 以其简洁易用和丰富的库而备受喜爱。用 Python 编写爱心代码，不仅能展现编程的魅力，还能传递温暖与爱意。今天就来分享几种创意 Python 爱心代码。
一、基于turtle库绘制爱心
turtle库是 Python 内置的图形库，能让我们轻松绘制各种图形，绘制爱心也不在话下。以下是代码示例：
import turtledef draw_heart():turtle.fillcolor('red')turtle.begin_fill()turtle.left(140)turtle.forward(224)turtle.circle(-112, 200)turtle.left(120)turtle.circle(-112, 200)turtle.forward(224)turtle.end_fill()turtle.speed(1)
draw_heart()
turtle.done()
代码解析
- 导入库：
import turtle导入turtle库，为后续绘图操作做准备。 - 设置填充颜色和开始填充：
turtle.fillcolor('red')将爱心的填充颜色设置为红色 ，turtle.begin_fill()表示开始填充图形。 - 绘制爱心形状：
turtle.left(140)让画笔向左旋转 140 度。turtle.forward(224)向前绘制 224 个单位长度。turtle.circle(-112, 200)绘制半径为 112（负号表示圆心在左侧 ），弧度为 200 度的圆弧，画出爱心左半部分。turtle.left(120)再次调整方向。- 第二个
turtle.circle(-112, 200)画出爱心右半部分。 turtle.forward(224)移动回起点，完成爱心轮廓绘制。
- 结束填充和保持图形显示：
turtle.end_fill()结束填充，turtle.done()保持图形窗口显示，不会自动关闭。
二、利用matplotlib库绘制基于数学公式的爱心
matplotlib是一个强大的绘图库，我们可以结合爱心的数学公式来绘制出富有数学美感的爱心。
爱心的数学公式（参数方程）
\(\begin{cases} x = 16\sin^3t \\ y = 13\cos t - 5\cos(2t) - 2\cos(3t) - \cos(4t) \end{cases}\)
代码示例
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt# 生成参数t的值
t = np.linspace(0, 2*np.pi, 1000)
# 根据公式计算x和y的值
x = 16 * (np.sin(t)) ** 3
y = 13 * np.cos(t) - 5 * np.cos(2*t) - 2 * np.cos(3*t) - np.cos(4*t)plt.plot(x, y, color='red') # 绘制线条，颜色设置为红色
plt.title('Mathematical Heart') # 设置标题
plt.xlabel('x') # 设置x轴标签
plt.ylabel('y') # 设置y轴标签
plt.axis('equal') # 设置坐标轴比例相等，使爱心不变形
plt.show() # 显示图形
代码解析
- 导入库：
import numpy as np导入数值计算库numpy，import matplotlib.pyplot as plt导入绘图库matplotlib的绘图模块。 - 生成参数值：
np.linspace(0, 2*np.pi, 1000)生成在 0 到\(2\pi\)之间均匀分布的 1000 个数值，作为参数 t 的取值。 - 计算坐标值：根据爱心的数学公式，通过
numpy的数组运算计算出对应的 x 和 y 坐标值。 - 绘图及设置：
plt.plot(x, y, color='red')根据计算出的坐标绘制红色线条。plt.title('Mathematical Heart')设置图形标题。plt.xlabel('x')和plt.ylabel('y')分别设置 x 轴和 y 轴的标签。plt.axis('equal')确保坐标轴比例相等，让爱心形状不变形。plt.show()显示绘制好的图形。
三、使用tkinter库实现跳动的爱心动画
tkinter是 Python 标准的 GUI（图形用户界面）库，能创建交互式应用程序。下面是一个跳动爱心动画的代码示例（代码较长，核心部分已注释）：
from tkinter import *
import random
from math import sin, cos, pi, log# 定义常量和全局变量
CANVAS_WIDTH = 640
CANVAS_HEIGHT = 640
CANVAS_CENTER_X = CANVAS_WIDTH / 2
CANVAS_CENTER_Y = CANVAS_HEIGHT / 2
IMAGE_ENLARGE = 11.6
HEART_COLOR = "#e77c8e"# 生成心形的函数
def heart_function(t, shrink_ratio=IMAGE_ENLARGE):x = 16 * (sin(t) ** 3)y = -(13 * cos(t) - 5 * cos(2 * t) - 2 * cos(3 * t) - cos(4 * t))x = x * shrink_ratio + CANVAS_CENTER_Xy = y * shrink_ratio + CANVAS_CENTER_Yreturn int(x), int(y)# 内部扩散函数
def scatter_inside(x, y, beta=0.15):ratio_x = -beta * log(random.random())ratio_y = -beta * log(random.random())dx = ratio_x * (x - CANVAS_CENTER_X)dy = ratio_y * (y - CANVAS_CENTER_Y)return x + dx, y + dy# 缩小函数
def shrink(x, y, ratio):force = -1 / (ratio ** 2)dx = force * (x - CANVAS_CENTER_X)dy = force * (y - CANVAS_CENTER_Y)return x + dx, y + dy# 心形类
class Heart:def __init__(self, generate_frame=20):self._points = set()self._edge_diffusion_points = set()self._center_diffusion_points = set()self.random_halo = 1000self.generate_frame = generate_frameself.build(2000)def build(self, number):for _ in range(number):t = random.uniform(0, 2 * pi)x, y = heart_function(t)self._points.add((x, y))if random.random() < 0.2:self._edge_diffusion_points.add((x, y))if random.random() < 0.1:self._center_diffusion_points.add((x, y))def calc_position(self, x, y, ratio):force = 1 / (ratio ** 2)dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X) + random.randint(-1, 1)dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y) + random.randint(-1, 1)return x + dx, y + dydef calc(self, generate_frame):ratio = 10 * (1 - generate_frame / 10 * pi)halo_radius = int(4 + 6 * (1 + (1 - generate_frame / 10 * pi) ** 2))halo_number = int(3000 + 4000 * abs((1 - 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))return all_pointsdef render(self, render_canvas, render_frame):for x, y, size in self.calc(render_frame):render_canvas.create_rectangle(x - size, y - size, x + size, y + size, fill=HEART_COLOR)root = Tk()
root.title("跳动的爱心")
canvas = Canvas(root, bg="black", height=CANVAS_HEIGHT, width=CANVAS_WIDTH)
canvas.pack()
heart = Heart()def draw():heart.render(canvas, 10)root.after(100, draw)draw()
root.mainloop()
代码解析
- 导入库：导入
tkinter库用于创建 GUI 界面，random库用于生成随机数，sin、cos、pi、log用于数学计算。 - 定义常量和全局变量：设置画布的宽高、中心坐标、爱心放大倍数、颜色等参数。
- 定义函数：
heart_function根据参数 t 计算爱心上点的坐标，并进行缩放和平移，使其位于画布中心。scatter_inside对坐标进行内部扩散处理。shrink对坐标进行缩小处理。
- 心形类定义：
__init__初始化心形类的相关属性，并调用build方法生成初始的点集。build生成一定数量的心形点集，并根据随机条件划分出边缘扩散点和中心扩散点。calc_position计算心形点在每一帧的新位置。calc根据当前帧数计算心形点集的相关参数，包括光晕点集等，并整合所有点集。render将计算得到的心形点集渲染到画布上，通过绘制矩形来表示点的位置和大小。
- 主程序部分：创建
Tk窗口和画布，实例化Heart类，定义draw函数用于不断更新绘制爱心，通过root.after实现定时调用draw函数，形成动画效果，最后通过root.mainloop启动 GUI 主循环。
这些爱心代码各有特色，你可以根据不同的场景和需求选择使用，也可以在此基础上进一步发挥创意，添加更多有趣的功能，比如让爱心变色、添加文字等。希望大家在编程中感受这份浪漫与乐趣！