用 Python 画动态时钟

文 | 闲欢

来源：Python 技术「ID: pythonall」

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Turtleturtle.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Turtleprinter = 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.yearm = t.monthd = t.dayreturn "%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 * 0.000001minute = t.minute + second / 60.0hour = t.hour + minute / 60.0secHand.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tickturtle.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

动态时钟

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！

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