代码收藏家技术教程 4天前

使用Python Turtle实现精确计时工具的图形化秒表创建指南

⏱️ 编程基础第一期《6-30》–简易计时器/秒表，这是一个使用Python的turtle和time模块实现的简易计时器/秒表程序，提供简洁的数字时间显示。

🌟 功能特点

数字显示当前计时（时:分:秒.毫秒）
支持开始/暂停计时（空格键）
支持重置计时（R键）
状态显示（正在计时/已暂停/按空格键开始计时）
清晰的操作提示

🚀 使用方法

运行程序后，会显示初始时间(00:00:00.000)
按下空格键开始计时
再次按下空格键暂停计时
按下R键可以重置计时器回到00:00:00.000

🧩 程序架构设计

核心模块:

turtle: 提供跨平台的图形化界面绘制功能

time: 提供高精度的系统时间获取功能

设计模式:

采用事件驱动编程模型，通过键盘事件触发状态变更

利用全局状态管理计时器状态

算法原理:

时间计算：利用系统时间差值计算经过时间

状态管理：使用布尔变量控制计时器运行状态

💻 代码详解

窗口和画笔创建

import turtle
import time

# 设置窗口和基本参数
screen = turtle.Screen()
screen.title("简易计时器/秒表")
screen.bgcolor("black")
screen.setup(width=500, height=300)
screen.tracer(0)  # 关闭自动刷新

# 创建显示时间的画笔
time_display = turtle.Turtle()
time_display.hideturtle() # 隐藏turtle的箭头图标，使绘图时只显示图形而不显示箭头
time_display.color("cyan") # 设置turtle绘图的颜色
time_display.penup()   #抬起turtle的笔，这样移动turtle时不会绘制线条
time_display.goto(0, 30)  # 将turtle移动到坐标(0, 30)的位置，准备从该点开始绘图或显示文本

# 创建状态显示的画笔
status_display = turtle.Turtle()
status_display.hideturtle()
status_display.speed(0)
status_display.color("white")
status_display.penup()
status_display.goto(0, -30)

# 创建操作提示的画笔
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("空格键: 开始/暂停 | R键: 重置", align="center", font=("Arial", 14, "normal"))

# 初始化秒表变量
is_running = False
start_time = 0
accumulated_time = 0

应用知识点：

Turtle图形对象: 创建多个Turtle对象分别负责不同UI元素的显示

窗口控制: 使用screen.tracer(0)关闭自动刷新以提高性能

坐标系统: 使用二维坐标系统合理布局界面元素

全局状态变量: 使用全局变量跟踪计时器状态

时间和状态显示更新

# 更新时间显示
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"))

# 更新状态显示
def update_status():
    status_display.clear()
    if is_running:
        status = "正在计时..."
    else:
        if accumulated_time > 0:
            status = "已暂停"
        else:
            status = "按空格键开始计时"
    status_display.write(status, align="center", font=("Arial", 20, "normal"))

应用知识点：

时间单位转换: 将秒数转换为时、分、秒、毫秒

取余与整除运算: 使用整除和取余操作进行时间单位分解

字符串格式化: 使用f-string和格式说明符控制显示格式

状态条件判断: 根据多种状态组合提供不同的用户反馈

计时器控制逻辑

def toggle_timer():
    global is_running, start_time, accumulated_time
    
    if is_running:
        # 暂停计时
        is_running = False
        accumulated_time += time.time() - start_time
    else:
        # 开始计时
        is_running = True
        start_time = time.time()
    
    update_status()

应用知识点：

全局变量修改: 使用global关键字在函数内修改全局状态

高精度时间获取: 使用time.time()获取高精度Unix时间戳

状态切换设计: 实现简洁的状态切换逻辑

计时器重置功能

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)

应用知识点：

状态重置: 将所有计时相关变量重置为初始值

函数复用: 复用更新显示的函数，避免代码冗余

事件监听设置

# 设置键盘事件
screen.listen()
screen.onkeypress(toggle_timer, "space")  # 空格键开始/暂停
screen.onkeypress(reset_timer, "r")       # R键重置

应用知识点：

事件监听机制: 使用listen()方法启用事件监听

回调函数绑定: 将键盘事件与特定函数绑定

函数引用传递: 将函数名作为参数传递，不带括号

主循环及运行控制

def main():
    # 初始显示
    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)  # 小延迟减轻CPU负担

# 启动程序
if __name__ == "__main__":
    try:
        main()
    except:
        print("程序已退出")
    turtle.done()

应用知识点：

无限循环: 使用while True创建游戏主循环

条件计时: 根据运行状态计算不同的时间值

手动屏幕刷新: 使用screen.update()手动刷新画面

定时延迟: 使用time.sleep()控制循环速率，减轻CPU负担

异常处理: 使用try-except捕获可能的异常，确保程序优雅退出

入口点检查: 使用if __name__ == "__main__":确保直接运行时才执行主函数

🚀总

import turtle
import time

# 设置窗口和基本参数
screen = turtle.Screen()
screen.title("简易计时器/秒表")
screen.bgcolor("black")
screen.setup(width=500, height=300)
screen.tracer(0)  # 关闭自动刷新

# 创建显示时间的画笔
time_display = turtle.Turtle()
time_display.hideturtle() # 隐藏turtle的箭头图标，使绘图时只显示图形而不显示箭头
time_display.color("cyan") # 设置turtle绘图的颜色
time_display.penup()   #抬起turtle的笔，这样移动turtle时不会绘制线条
time_display.goto(0, 30)  # 将turtle移动到坐标(0, 30)的位置，准备从该点开始绘图或显示文本

# 创建状态显示的画笔
status_display = turtle.Turtle()
status_display.hideturtle()
status_display.speed(0)
status_display.color("white")
status_display.penup()
status_display.goto(0, -30)

# 创建操作提示的画笔
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("空格键: 开始/暂停 | R键: 重置", align="center", font=("Arial", 14, "normal"))

# 初始化秒表变量
is_running = False
start_time = 0
accumulated_time = 0


# 更新时间显示
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"))


# 更新状态显示
def update_status():
    status_display.clear()
    if is_running:
        status = "正在计时..."
    else:
        if accumulated_time > 0:
            status = "已暂停"
        else:
            status = "按空格键开始计时"
    status_display.write(status, align="center", font=("Arial", 20, "normal"))


def toggle_timer():
    global is_running, start_time, accumulated_time

    if is_running:
        # 暂停计时
        is_running = False
        accumulated_time += time.time() - start_time
    else:
        # 开始计时
        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)
# 设置键盘事件
screen.listen()
screen.onkeypress(toggle_timer, "space")  # 空格键开始/暂停
screen.onkeypress(reset_timer, "r")       # R键重置


def main():
    # 初始显示
    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)  # 小延迟减轻CPU负担


# 启动程序
if __name__ == "__main__":
    try:
        main()
    except:
        print("程序已退出")
    turtle.done()

效果：