Python使用Turtle實現(xiàn)精確計時工具
功能特點(diǎn)
數(shù)字顯示當(dāng)前計時(時:分:秒.毫秒)
支持開始/暫停計時(空格鍵)
支持重置計時(R鍵)
狀態(tài)顯示(正在計時/已暫停/按空格鍵開始計時)
清晰的操作提示
使用方法
運(yùn)行程序后,會顯示初始時間(00:00:00.000)
按下空格鍵開始計時
再次按下空格鍵暫停計時
按下R鍵可以重置計時器回到00:00:00.000
程序架構(gòu)設(shè)計
1.核心模塊:
turtle: 提供跨平臺的圖形化界面繪制功能
time: 提供高精度的系統(tǒng)時間獲取功能
2.設(shè)計模式:
采用事件驅(qū)動編程模型,通過鍵盤事件觸發(fā)狀態(tài)變更
利用全局狀態(tài)管理計時器狀態(tài)
3.算法原理:
時間計算:利用系統(tǒng)時間差值計算經(jīng)過時間
狀態(tài)管理:使用布爾變量控制計時器運(yùn)行狀態(tài)
代碼詳解
窗口和畫筆創(chuàng)建
import turtle import time # 設(shè)置窗口和基本參數(shù) screen = turtle.Screen() screen.title("簡易計時器/秒表") screen.bgcolor("black") screen.setup(width=500, height=300) screen.tracer(0) # 關(guān)閉自動刷新 # 創(chuàng)建顯示時間的畫筆 time_display = turtle.Turtle() time_display.hideturtle() # 隱藏turtle的箭頭圖標(biāo),使繪圖時只顯示圖形而不顯示箭頭 time_display.color("cyan") # 設(shè)置turtle繪圖的顏色 time_display.penup() #抬起turtle的筆,這樣移動turtle時不會繪制線條 time_display.goto(0, 30) # 將turtle移動到坐標(biāo)(0, 30)的位置,準(zhǔn)備從該點(diǎn)開始繪圖或顯示文本 # 創(chuàng)建狀態(tài)顯示的畫筆 status_display = turtle.Turtle() status_display.hideturtle() status_display.speed(0) status_display.color("white") status_display.penup() status_display.goto(0, -30) # 創(chuàng)建操作提示的畫筆 help_display = turtle.Turtle() help_display.hideturtle() help_display.speed(0) help_display.color("yellow") help_display.penup() help_display.goto(0, -80) help_display.write("空格鍵: 開始/暫停 | R鍵: 重置", align="center", font=("Arial", 14, "normal")) # 初始化秒表變量 is_running = False start_time = 0 accumulated_time = 0
應(yīng)用知識點(diǎn):
- Turtle圖形對象: 創(chuàng)建多個Turtle對象分別負(fù)責(zé)不同UI元素的顯示
- 窗口控制: 使用screen.tracer(0)關(guān)閉自動刷新以提高性能
- 坐標(biāo)系統(tǒng): 使用二維坐標(biāo)系統(tǒng)合理布局界面元素
- 全局狀態(tài)變量: 使用全局變量跟蹤計時器狀態(tài)
時間和狀態(tài)顯示更新
# 更新時間顯示 def update_time_display(elapsed_time): hours = int(elapsed_time / 3600) minutes = int((elapsed_time % 3600) / 60) seconds = int(elapsed_time % 60) milliseconds = int((elapsed_time * 1000) % 1000) time_str = f"{hours:02d}:{minutes:02d}:{seconds:02d}.{milliseconds:03d}" time_display.clear() time_display.write(time_str, align="center", font=("Arial", 40, "bold")) # 更新狀態(tài)顯示 def update_status(): status_display.clear() if is_running: status = "正在計時..." else: if accumulated_time > 0: status = "已暫停" else: status = "按空格鍵開始計時" status_display.write(status, align="center", font=("Arial", 20, "normal"))
應(yīng)用知識點(diǎn):
- 時間單位轉(zhuǎn)換: 將秒數(shù)轉(zhuǎn)換為時、分、秒、毫秒
- 取余與整除運(yùn)算: 使用整除和取余操作進(jìn)行時間單位分解
- 字符串格式化: 使用f-string和格式說明符控制顯示格式
- 狀態(tài)條件判斷: 根據(jù)多種狀態(tài)組合提供不同的用戶反饋
計時器控制邏輯
def toggle_timer(): global is_running, start_time, accumulated_time if is_running: # 暫停計時 is_running = False accumulated_time += time.time() - start_time else: # 開始計時 is_running = True start_time = time.time() update_status()
應(yīng)用知識點(diǎn):
- 全局變量修改: 使用global關(guān)鍵字在函數(shù)內(nèi)修改全局狀態(tài)
- 高精度時間獲取: 使用time.time()獲取高精度Unix時間戳
- 狀態(tài)切換設(shè)計: 實現(xiàn)簡潔的狀態(tài)切換邏輯
計時器重置功能
def reset_timer(): global is_running, start_time, accumulated_time is_running = False accumulated_time = 0 start_time = 0 update_status() update_time_display(0)
應(yīng)用知識點(diǎn):
- 狀態(tài)重置: 將所有計時相關(guān)變量重置為初始值
- 函數(shù)復(fù)用: 復(fù)用更新顯示的函數(shù),避免代碼冗余
事件監(jiān)聽設(shè)置
# 設(shè)置鍵盤事件 screen.listen() screen.onkeypress(toggle_timer, "space") # 空格鍵開始/暫停 screen.onkeypress(reset_timer, "r") # R鍵重置
應(yīng)用知識點(diǎn):
- 事件監(jiān)聽機(jī)制: 使用listen()方法啟用事件監(jiān)聽
- 回調(diào)函數(shù)綁定: 將鍵盤事件與特定函數(shù)綁定
- 函數(shù)引用傳遞: 將函數(shù)名作為參數(shù)傳遞,不帶括號
主循環(huán)及運(yùn)行控制
def main(): # 初始顯示 update_status() update_time_display(0) while True: if is_running: elapsed_time = accumulated_time + (time.time() - start_time) else: elapsed_time = accumulated_time update_time_display(elapsed_time) screen.update() time.sleep(0.01) # 小延遲減輕CPU負(fù)擔(dān) ???????# 啟動程序 if __name__ == "__main__": try: main() except: print("程序已退出") turtle.done()
應(yīng)用知識點(diǎn):
- 無限循環(huán): 使用while True創(chuàng)建游戲主循環(huán)
- 條件計時: 根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)計算不同的時間值
- 手動屏幕刷新: 使用screen.update()手動刷新畫面
- 定時延遲: 使用time.sleep()控制循環(huán)速率,減輕CPU負(fù)擔(dān)
- 異常處理: 使用try-except捕獲可能的異常,確保程序優(yōu)雅退出
- 入口點(diǎn)檢查: 使用if __name__ == "__main__":確保直接運(yùn)行時才執(zhí)行主函數(shù)
完整代碼
import turtle import time # 設(shè)置窗口和基本參數(shù) screen = turtle.Screen() screen.title("簡易計時器/秒表") screen.bgcolor("black") screen.setup(width=500, height=300) screen.tracer(0) # 關(guān)閉自動刷新 # 創(chuàng)建顯示時間的畫筆 time_display = turtle.Turtle() time_display.hideturtle() # 隱藏turtle的箭頭圖標(biāo),使繪圖時只顯示圖形而不顯示箭頭 time_display.color("cyan") # 設(shè)置turtle繪圖的顏色 time_display.penup() #抬起turtle的筆,這樣移動turtle時不會繪制線條 time_display.goto(0, 30) # 將turtle移動到坐標(biāo)(0, 30)的位置,準(zhǔn)備從該點(diǎn)開始繪圖或顯示文本 # 創(chuàng)建狀態(tài)顯示的畫筆 status_display = turtle.Turtle() status_display.hideturtle() status_display.speed(0) status_display.color("white") status_display.penup() status_display.goto(0, -30) # 創(chuàng)建操作提示的畫筆 help_display = turtle.Turtle() help_display.hideturtle() help_display.speed(0) help_display.color("yellow") help_display.penup() help_display.goto(0, -80) help_display.write("空格鍵: 開始/暫停 | R鍵: 重置", align="center", font=("Arial", 14, "normal")) # 初始化秒表變量 is_running = False start_time = 0 accumulated_time = 0 # 更新時間顯示 def update_time_display(elapsed_time): hours = int(elapsed_time / 3600) minutes = int((elapsed_time % 3600) / 60) seconds = int(elapsed_time % 60) milliseconds = int((elapsed_time * 1000) % 1000) time_str = f"{hours:02d}:{minutes:02d}:{seconds:02d}.{milliseconds:03d}" time_display.clear() time_display.write(time_str, align="center", font=("Arial", 40, "bold")) # 更新狀態(tài)顯示 def update_status(): status_display.clear() if is_running: status = "正在計時..." else: if accumulated_time > 0: status = "已暫停" else: status = "按空格鍵開始計時" status_display.write(status, align="center", font=("Arial", 20, "normal")) def toggle_timer(): global is_running, start_time, accumulated_time if is_running: # 暫停計時 is_running = False accumulated_time += time.time() - start_time else: # 開始計時 is_running = True start_time = time.time() update_status() def reset_timer(): global is_running, start_time, accumulated_time is_running = False accumulated_time = 0 start_time = 0 update_status() update_time_display(0) # 設(shè)置鍵盤事件 screen.listen() screen.onkeypress(toggle_timer, "space") # 空格鍵開始/暫停 screen.onkeypress(reset_timer, "r") # R鍵重置 def main(): # 初始顯示 update_status() update_time_display(0) while True: if is_running: elapsed_time = accumulated_time + (time.time() - start_time) else: elapsed_time = accumulated_time update_time_display(elapsed_time) screen.update() time.sleep(0.01) # 小延遲減輕CPU負(fù)擔(dān) # 啟動程序 if __name__ == "__main__": try: main() except: print("程序已退出") turtle.done()
效果:
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