时钟是我们日常生活中最常见的也是必不可少的东西,你有没有想过用 Python 来画一个实时动态的时钟呢?下面我们来看看如何使用简单的代码实现一个动态时钟吧!
海龟绘图介绍
Turtle 库是 Python 语言中一个很流行的绘制图像的函数库,虽然不知道为什么叫海龟这么奇怪的名字,但是可以根据这个名字联想到我们在操控一直海龟在 x 和 y 轴的二元坐标系上爬行,爬过的轨迹就是我们绘制的线条。从这个角度看,作者也是一个很有意思的人。
操纵海龟绘图有着许多的命令,这些命令可以划分为三种:一种为运动命令,一种为画笔控制命令,还有一种是全局控制命令。
画笔运动命令
画笔控制命令
全局控制命令
其他命令
整体思路
了解了海龟绘图的命令后,我们下面来整理一下我们的绘图思路。
我们知道,一个时钟是由表盘和时针组成。
表盘是由刻度组成,一共有60个刻度,对应着一个圆的60个点,每隔4个刻度都会有一个刻度是条短线,每逢5的倍数刻度都会标有小时数(1-12)。
指针有三根,分别为秒针、分针和时针,三根指针长度由短及长。秒针走一圈,分针走一个刻度,分针走一圈,时针走一个刻度。
另外,我们还可以在表盘中显示星期和日期。
这样,我们这个时钟的元素就清晰了,包括表盘(60个刻度以及小时数)、指针(三根)、星期和日期。
代码实现
代码
确定了思路之后,我们开始运用海龟绘图的命令来绘制图像。整体代码如下:
import turtle from datetime import * # 抬起画笔,向前运动一段距离放下 def skip(step): turtle.penup() turtle.forward(step) turtle.pendown() def mkHand(name, length): # 注册Turtle形状,建立表针Turtle turtle.reset() # 先反向运动一段距离,终点作为绘制指针的起点 skip(-length * 0.1) # 开始记录多边形的顶点。当前的乌龟位置是多边形的第一个顶点。 turtle.begin_poly() turtle.forward(length * 1.1) # 停止记录多边形的顶点。当前的乌龟位置是多边形的最后一个顶点。将与第一个顶点相连。 turtle.end_poly() # 返回最后记录的多边形。 handForm = turtle.get_poly() turtle.register_shape(name, handForm) def init(): global secHand, minHand, houHand, printer # 重置Turtle指向北 turtle.mode("logo") # 建立三个表针Turtle并初始化 mkHand("secHand", 135) mkHand("minHand", 125) mkHand("houHand", 90) secHand = turtle.Turtle() secHand.shape("secHand") minHand = turtle.Turtle() minHand.shape("minHand") houHand = turtle.Turtle() houHand.shape("houHand") for hand in secHand, minHand, houHand: hand.shapesize(1, 1, 3) hand.speed(0) # 建立输出文字Turtle printer = turtle.Turtle() # 隐藏画笔的turtle形状 printer.hideturtle() printer.penup() # 绘制表盘 def setupClock(radius): # 建立表的外框 turtle.reset() turtle.pensize(7) for i in range(60): # 向前移动半径值 skip(radius) if i % 5 == 0: # 画长刻度线 turtle.forward(20) # 回到中心点 skip(-radius - 20) # 移动到刻度线终点 skip(radius + 20) # 下面是写表盘刻度值,为了不与划线重叠,所以对于特殊位置做了处理 if i == 0: turtle.write(int(12), align="center", font=("Courier", 14, "bold")) elif i == 30: skip(25) turtle.write(int(i/5), align="center", font=("Courier", 14, "bold")) skip(-25) elif (i == 25 or i == 35): skip(20) turtle.write(int(i/5), align="center", font=("Courier", 14, "bold")) skip(-20) else: turtle.write(int(i/5), align="center", font=("Courier", 14, "bold")) # 回到中心点 skip(-radius - 20) else: # 画圆点 turtle.dot(5) skip(-radius) # 顺时针移动6° turtle.right(6) def week(t): week = ["星期一", "星期二", "星期三", "星期四", "星期五", "星期六", "星期日"] return week[t.weekday()] def date(t): y = t.year m = t.month d = t.day return "%s %d%d" % (y, m, d) def tick(): # 绘制表针的动态显示 t = datetime.today() second = t.second + t.microsecond * 0.000001 minute = t.minute + second / 60.0 hour = t.hour + minute / 60.0 secHand.setheading(6 * second) minHand.setheading(6 * minute) houHand.setheading(30 * hour) turtle.tracer(False) printer.forward(65) printer.write(week(t), align="center", font=("Courier", 14, "bold")) printer.back(130) printer.write(date(t), align="center", font=("Courier", 14, "bold")) printer.home() turtle.tracer(True) # 100ms后继续调用tick turtle.ontimer(tick, 100) def main(): # 打开/关闭龟动画,并为更新图纸设置延迟。 turtle.tracer(False) init() setupClock(160) turtle.tracer(True) tick() turtle.mainloop() if __name__ == "__main__": main()
代码讲解
这里我们讲解一下代码里面的几个方法。
- skip() 方法是一个公用方法,用于抬起画笔,向前移动一段距离,然后放下画笔。
- mkHand() 方法是画指针的方法,思路是从表盘的中心点出发,先反向运动一段距离,终点作为绘制指针的起点,然后再向中心点画线作为指针。
- setupClock() 方法是绘制表盘,绘制表盘主要注意每到第5个刻度需要绘制短线以及标注小时数。
- tick() 方法是实现我们动态时钟的关键方法,它在初始化时钟的基础上,一方面是显示表盘中的星期和日期信息,另一方面通过定时刷新指针位置来达到实时显示的效果。
- init() 方法是初始化时钟信息,包括指针和表盘上的星期、日期信息。
最后,我们在 main() 方法中调用了 Tkinter 的 mainloop 函数来启动事件循环,它必须是乌龟图形程序中的最后一个语句。
运行结果
直接运行程序,你会看到一个弹出窗口,上面就是我们绘制的动态时钟了,指针是在走动的哦!
总结
本文通过使用海龟绘图实现了一个动态刷新的时钟,代码本身并不复杂,重要的是实现的思路。如果你觉得有意思,赶紧点在看分享给身边的小伙伴吧!