【Turtle】四角形と再帰と塗りつぶしを使って複雑な図形を描く方法[Python]

2023年11月24日2024年1月11日

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Turtle

前回、PythonのグラフィックスライブラリTurtleで円と塗りつぶしを使って複雑な図形を描く方法を紹介しました。

プログラム全体

今回はまずプログラム全体をお見せします。

import turtle
import random

def recursion(a, n, angle, l, times):
    if n == 0:
        return
    
    square(a)
    
    t.right(angle)
    t.penup()
    t.forward(l)
    t.pendown()
    
    next_a = a * times
    next_l = l * times
    
    recursion(next_a, n-1, angle, next_l, times)
    
def square(a):
    for _ in range(4):
        t.forward(a)
        t.right(90)
        
if __name__ == "__main__":
    t = turtle.Turtle()
    
    pencolor = (random.random(), random.random(), random.random())
    fillcolor = (random.random(), random.random(), random.random())
    
    t.color(pencolor, fillcolor)
    t.begin_fill()
    recursion(250, 15, 45, 100, 0.9) 
    t.end_fill()
    
    turtle.done()

このプログラムでは四角形を複数個描いていきますが、1つの四角形を描く毎に辺の長さを変えています。

また次の四角形を描く際には回転と移動をしています。

四角形を描く部分は関数「square」として定義しています。

 def square(a):
    for _ in range(4):
        t.forward(a)
        t.right(90)

今回は一辺の長さ「a」を入力し、その長さ移動したのちに90°回転するを4回繰り返すことで四角形を描いています。

この部分を他の図形にしてみても面白いかもしれません。

そして再帰処理の部分はこんな感じです。

def recursion(a, n, angle, l, times):
    if n == 0:
        return
    
    square(a)
    
    t.right(angle)
    t.penup()
    t.forward(l)
    t.pendown()
    
    next_a = a * times
    next_l = l * times
    
    recursion(next_a, n-1, angle, next_l, times)

square関数で四角形を描いたのち、ペンを右に指定した角度「angle」だけ回転します。

そして線を描かないようペンをあげ、再度指定した長さ「l]だけ移動し、ペンを下ろします。

その後、四角形の一片の長さ「a」と移動距離「l」に「times」をかけて長さを変えます。

この値「times」が1より小さかったら四角形はどんどん小さくなっていき、大きかったら四角形はどんどんおおくなっていくというわけです。

そして新しい長さを使って、再帰処理を行なっています。

塗りつぶしの開始「t.begin_fill()」は再帰処理に入る前、塗りつぶしの終了「t.end_fill()」は再帰処理が終わった後です。

ちなみに線の色や塗りつぶしの色はランダムに設定されるようにしています。

    pencolor = (random.random(), random.random(), random.random())
    fillcolor = (random.random(), random.random(), random.random())
    
    t.color(pencolor, fillcolor)