Python中使用Turtle的Y分形树

Turtle是Python的一个绘图库，可以利用Turtle来实现各种形状的绘制。本篇介绍如何使用Turtle绘制Y分形树。

Y分形树的定义

Y分形树是Fractal中比较常见的一种，它同时具有三条Y形的分支，由于三个分支又可能出现新的分支，所以这种树也被称为Y形三叉树。

绘制Y分形树的方法

通过Turtle库来绘制Y分形树，需要先了解Turtle库提供的一些基本函数：

• Turtle.forward(distance) ：向当前方向移动指定距离的长度
• Turtle.backward(distance) ：向相反方向移动指定距离的长度
• Turtle.right(angle) ：向右旋转指定角度
• Turtle.left(angle) ：向左旋转指定角度
• Turtle.penup() ：把笔抬起来，不会再绘制
• Turtle.pendown() ：把笔放下，开始绘制
• Turtle.color(color) ：将当前的颜色更改为指定的颜色
• Turtle.pensize(pensize) ：将当前的笔线宽度更改为指定的宽度

绘制过程

由于Y分形树的枝干是以递归的方式生长的，我们同样也可以利用Turtle库自带的递归函数来实现完整的Y分形树绘制。

以下是绘制Y分形树的Python代码程序：

import turtle

def draw_Y_tree(turtle, length, angle):
    if length <= 5:
        return
    turtle.forward(length)
    turtle.right(angle)
    draw_Y_tree(turtle, 0.7 * length, angle)
    turtle.left(angle * 2)
    draw_Y_tree(turtle, 0.7 * length, angle)
    turtle.right(angle)
    turtle.backward(length)

def main():
    turtle.setup(800, 600)
    turtle.penup()
    turtle.goto(0, -200)
    turtle.left(90)
    turtle.pendown()
    turtle.color('green')
    draw_Y_tree(turtle, 200, 30)
    turtle.done()

main()

程序首先导入turtle库，然后定义函数draw_Y_tree来绘制Y分形树。在函数中先判断长度是否小于等于5，如果是，则返回，即停止绘制分支。在函数执行过程中，调用turtle库的一系列函数来控制图像的绘制，如向前移动、旋转等。在递归时，需要将长度缩小，并在移动后改变旋转角度，形成新的树枝。最终形成一棵完整的Y分形树。

生成的Y分形树图案如下：

如上图所示，整棵树以Y字的形状展现，细枝密叶，生机盎然。

小结

本篇文章通过Turtle库来实现了Y分形树的绘制，通过控制函数调用，形成递归循环，同时使用一系列绘图操作，形成完整的Y分形树形。在学习编程的过程中，使用turtle库可以让我们有一种直观感受，在每次操作中，可以清晰地了解图像的变化，从而帮助我们更好地理解所学的编程知识。