Python实例：爱心代码

前言

在编程的奇妙世界里，代码不仅仅是冰冷的指令集合，它还可以成为表达情感、传递温暖的独特方式。今天，我们将一同探索用 Python 语言绘制爱心的神奇之旅。

爱心，这个象征着爱与温暖的符号，一直以来都在人类的情感世界中占据着特殊的地位。而通过 Python 的强大功能，我们可以将这一美好的象征以数字化的形式呈现出来。

无论是向心爱的人表达爱意，还是为了给自己的编程之旅增添一抹浪漫的色彩，这段 Python 爱心代码都将成为你手中的魔法棒。它不仅仅是一段代码，更是一份情感的寄托，一个创意的表达。

在接下来的代码中，我们将运用 Python 的绘图库和数学知识，精心构建一个充满爱意的爱心图案。每一行代码都像是一个小小的画笔，共同勾勒出这份独特的情感画卷。让我们一起沉浸在编程的乐趣中，感受代码与爱心的完美融合。

爱心代码

通过使用turtle库实现画爱心

pip安装步骤

同时按Win+R键，调出“运行”对话框；

然后在对话框中输入cmd，敲回车键运行；

进入【cmd.exe】界面；

在【cmd.exe】中输入安装命令：pip install turtle

安装成功后如下图所示：

使用`turtle`库可以绘制很多不同的图形

多边形

绘制三角形：

import turtle

t = turtle.Turtle()

for _ in range(3):
    t.forward(100)
    t.left(120)

turtle.done()

正方形：

import turtle

t = turtle.Turtle()

for _ in range(4):
    t.forward(100)
    t.left(90)

turtle.done()

正五边形：

import turtle

t = turtle.Turtle()

for _ in range(5):
    t.forward(100)
    t.left(72)

turtle.done()

圆形和弧形

圆形：

import turtle

t = turtle.Turtle()

t.circle(50)

turtle.done()

半圆：

import turtle

t = turtle.Turtle()

t.circle(50, 180)

turtle.done()

螺旋图形

螺旋线：

import turtle

t = turtle.Turtle()
for i in range(100):
    t.forward(i * 5)
    t.right(144)

turtle.done()

花朵形状

简单花朵：

import turtle

t = turtle.Turtle()

for _ in range(12):
    t.circle(50)
    t.right(30)

turtle.done()

星星形状

五角星：

import turtle

t = turtle.Turtle()

for _ in range(5):
    t.forward(100)
    t.right(144)

turtle.done()

Python代码实现

代码展示

这段代码使用turtle库的函数来控制画笔绘制一个红色的爱心图形。你可以根据需要调整画笔速度和颜色等参数。

import turtle

# 设置画笔速度和颜色
t = turtle.Turtle()
t.speed(3)
t.color("red")

# 绘制爱心
def draw_heart():
    t.begin_fill()
    t.left(140)
    t.forward(111.65)
    t.circle(-45, 195)
    t.left(120)
    t.circle(-45, 195)
    t.forward(111.65)
    t.end_fill()

draw_heart()

turtle.done()

代码逐行注释

import turtle

# 设置画笔速度和颜色
t = turtle.Turtle()  # 创建一个 turtle 对象，命名为 t
t.speed(3)  # 设置画笔移动速度为 3，值越大速度越快
t.color("red")  # 设置画笔颜色为红色

# 绘制爱心
def draw_heart():
    t.begin_fill()  # 开始填充图形
    t.left(140)  # 向左旋转 140 度
    t.forward(111.65)  # 向前移动 111.65 个单位长度
    t.circle(-45, 195)  # 以半径为 -45 画 195 度的弧
    t.left(120)  # 再次向左旋转 120 度
    t.circle(-45, 195)  # 以半径为 -45 画另一段 195 度的弧
    t.forward(111.65)  # 向前移动 111.65 个单位长度，回到起始位置
    t.end_fill()  # 结束填充图形

draw_heart()  # 调用函数绘制爱心

turtle.done()  # 使窗口保持打开状态，等待用户关闭

运行思路

以下是这段代码的运行思路：

首先导入turtle模块，这个模块提供了绘制图形的功能。
创建一个turtle对象t，它将用于执行各种绘图操作。
设置画笔的移动速度为3，这样在绘制图形时可以看到画笔的移动过程，速度适中既不会太快让人看不清，也不会太慢影响体验。
设置画笔的颜色为 “红色”，确定绘制爱心的颜色。
定义一个函数draw_heart来专门绘制爱心。
- 在这个函数中，首先调用t.begin_fill()表示开始填充图形，后续封闭的图形内部将被填充颜色。
- 然后通过t.left(140)将画笔向左旋转140度，为绘制爱心的起始角度做准备。
- t.forward(111.65)让画笔向前移动特定长度，这是爱心的一部分线条。
- t.circle(-45, 195)以半径为-45画一个195度的圆弧，这是爱心的一个弯曲部分。
- t.left(120)再次向左旋转120度，调整画笔方向以绘制爱心的另一部分。
- 再次调用t.circle(-45, 195)画另一段圆弧。
- 最后通过t.forward(111.65)回到起始位置，完成爱心的轮廓。
- 调用t.end_fill()结束填充，此时爱心内部将被填充为之前设置的颜色。
调用draw_heart()函数开始绘制爱心。
最后，turtle.done()确保程序运行结束后绘图窗口不会立即关闭，而是保持打开状态，以便用户查看绘制好的爱心图形。

Python实现效果图

代码效果图：

代码实现效果图：

修改代码

下面是一个更复杂的 Python 爱心代码，其中加入了一些动态效果和颜色变化：

import turtle
import time
import random

# 设置窗口
window = turtle.Screen()
window.bgcolor("black")
window.title("Complex Heart")

# 创建画笔
pen = turtle.Turtle()
pen.speed(0)
pen.pensize(2)

# 定义颜色列表
colors = ["red", "pink", "purple", "orange"]

# 绘制爱心函数
def draw_heart(size):
    pen.begin_fill()
    pen.left(140)
    pen.forward(size)
    pen.circle(-size/2, 195)
    pen.left(120)
    pen.circle(-size/2, 195)
    pen.forward(size)
    pen.end_fill()

# 绘制多个爱心并动态变化
for _ in range(50):
    x = random.randint(-300, 300)
    y = random.randint(-300, 300)
    color = random.choice(colors)
    pen.penup()
    pen.goto(x, y)
    pen.pendown()
    pen.color(color)
    size = random.randint(20, 100)
    draw_heart(size)

# 显示文字
pen.penup()
pen.goto(0, -200)
pen.color("white")
pen.write("Love is in the air!", align="center", font=("Arial", 20, "bold"))

# 结束绘制
turtle.done()

代码逐行注释

import turtle
import time
import random

# 设置窗口
window = turtle.Screen()  # 创建一个 turtle 绘图窗口对象
window.bgcolor("black")  # 将窗口背景颜色设置为黑色
window.title("Complex Heart")  # 设置窗口标题为"Complex Heart"

# 创建画笔
pen = turtle.Turtle()  # 创建一个 turtle 画笔对象，命名为 pen
pen.speed(0)  # 设置画笔移动速度为最快（0）
pen.pensize(2)  # 设置画笔的粗细为 2

# 定义颜色列表
colors = ["red", "pink", "purple", "orange"]  # 创建一个包含多种颜色的列表

# 绘制爱心函数
def draw_heart(size):
    pen.begin_fill()  # 开始填充图形
    pen.left(140)  # 向左旋转 140 度
    pen.forward(size)  # 向前移动指定大小的距离
    pen.circle(-size/2, 195)  # 以负半径画 195 度的圆弧
    pen.left(120)  # 再次向左旋转 120 度
    pen.circle(-size/2, 195)  # 再次以负半径画 195 度的圆弧
    pen.forward(size)  # 向前移动指定大小的距离，回到起始位置
    pen.end_fill()  # 结束填充图形

# 绘制多个爱心并动态变化
for _ in range(50):  # 循环 50 次
    x = random.randint(-300, 300)  # 生成一个 -300 到 300 之间的随机整数作为 x 坐标
    y = random.randint(-300, 300)  # 生成一个 -300 到 300 之间的随机整数作为 y 坐标
    color = random.choice(colors)  # 从颜色列表中随机选择一种颜色
    pen.penup()  # 抬起画笔，移动时不绘制线条
    pen.goto(x, y)  # 将画笔移动到指定的坐标位置
    pen.pendown()  # 放下画笔，准备绘制
    pen.color(color)  # 设置画笔颜色为随机选择的颜色
    size = random.randint(20, 100)  # 生成一个 20 到 100 之间的随机整数作为爱心大小
    draw_heart(size)  # 调用函数绘制爱心

# 显示文字
pen.penup()  # 抬起画笔
pen.goto(0, -200)  # 将画笔移动到坐标 (0, -200)
pen.color("white")  # 设置画笔颜色为白色
pen.write("Love is in the air!", align="center", font=("Arial", 20, "bold"))  # 在当前位置书写文字

# 结束绘制
turtle.done()  # 使窗口保持打开状态，等待用户关闭

运行思路

导入必要的模块：
- turtle模块用于绘图。
- time模块虽然在这段代码中未被显式使用，但可能在后续扩展中用于控制动画的时间间隔等。
- random模块用于生成随机数。
设置窗口：
- 创建一个turtle绘图窗口对象window。
- 将窗口背景颜色设置为黑色，通过window.bgcolor("black")。
- 设置窗口标题为 “Complex Heart”，使用window.title("Complex Heart")。
创建画笔：
- 创建一个turtle画笔对象pen。
- 设置画笔移动速度为最快（速度参数为 0），pen.speed(0)，这样在绘制时可以快速完成，减少等待时间。
- 设置画笔的粗细为 2，pen.pensize(2)。
定义颜色列表：
- 创建一个包含多种颜色的列表colors，其中包含 “red”（红色）、“pink”（粉色）、“purple”（紫色）和 “orange”（橙色）等颜色，用于给爱心随机上色。
绘制多个爱心并动态变化：
- 使用一个循环，循环次数为 50 次。
- 在每次循环中：
  - 生成随机的坐标值x和y，范围在 -300 到 300 之间，x = random.randint(-300, 300)和y = random.randint(-300, 300)。这将决定每个爱心在窗口中的位置。
  - 从颜色列表中随机选择一种颜色赋给color，color = random.choice(colors)。
  - 抬起画笔，pen.penup()，移动到随机生成的坐标位置，pen.goto(x, y)，然后放下画笔，pen.pendown()。
  - 生成一个随机的爱心大小size，范围在 20 到 100 之间，size = random.randint(20, 100)。
  - 使用随机选择的颜色设置画笔颜色，pen.color(color)。
  - 调用draw_heart(size)函数绘制爱心，传入随机生成的大小参数。
显示文字：
- 抬起画笔，pen.penup()。
- 将画笔移动到坐标 (0, -200)，pen.goto(0, -200)。
- 设置画笔颜色为白色，pen.color("white")。
- 使用指定的字体、大小和对齐方式在当前位置书写文字 “Love is in the air!”，pen.write("Love is in the air!", align="center", font=("Arial", 20, "bold"))。
结束绘制：
- 调用turtle.done()使窗口保持打开状态，等待用户关闭窗口。这样用户可以查看绘制好的图形。

Python实现效果图

代码效果图

代码实现效果图

呼吸效果修改

更加复杂绚丽且带有呼吸效果的 Python 爱心代码：

import turtle
import time
import random

# 设置窗口
window = turtle.Screen()
window.bgcolor("black")
window.title("Complex Heart with Breathing Effect")

# 创建画笔
pen = turtle.Turtle()
pen.speed(0)
pen.pensize(2)

# 定义颜色列表
colors = ["red", "pink", "purple", "orange", "magenta", "cyan"]

# 绘制爱心函数
def draw_heart(size):
    pen.begin_fill()
    pen.left(140)
    pen.forward(size)
    pen.circle(-size/2, 195)
    pen.left(120)
    pen.circle(-size/2, 195)
    pen.forward(size)
    pen.end_fill()

# 呼吸效果函数
def breathing_effect(size):
    while True:
        for i in range(10):
            pen.clear()
            new_size = size + i
            draw_heart(new_size)
            time.sleep(0.05)
        for i in range(10):
            pen.clear()
            new_size = size + 9 - i
            draw_heart(new_size)
            time.sleep(0.05)

# 绘制多个爱心并动态变化
for _ in range(50):
    x = random.randint(-300, 300)
    y = random.randint(-300, 300)
    color = random.choice(colors)
    pen.penup()
    pen.goto(x, y)
    pen.pendown()
    pen.color(color)
    size = random.randint(20, 100)
    draw_heart(size)
    breathing_effect(size)

# 显示文字
pen.penup()
pen.goto(0, -200)
pen.color("white")
pen.write("Love is in the air!", align="center", font=("Arial", 20, "bold"))

# 结束绘制
turtle.done()

逐行注释

import turtle
import time
import random

# 设置窗口
window = turtle.Screen()  # 创建一个 turtle 绘图窗口对象
window.bgcolor("black")  # 将窗口背景颜色设置为黑色
window.title("Complex Heart with Breathing Effect")  # 设置窗口标题

# 创建画笔
pen = turtle.Turtle()  # 创建一个 turtle 画笔对象
pen.speed(0)  # 设置画笔移动速度为最快
pen.pensize(2)  # 设置画笔粗细为 2

# 定义颜色列表
colors = ["red", "pink", "purple", "orange", "magenta", "cyan"]  # 可用于爱心的颜色列表

# 绘制爱心函数
def draw_heart(size):
    pen.begin_fill()  # 开始填充图形
    pen.left(140)  # 向左旋转 140 度
    pen.forward(size)  # 向前移动指定大小的距离
    pen.circle(-size/2, 195)  # 以负半径画 195 度的圆弧
    pen.left(120)  # 再次向左旋转 120 度
    pen.circle(-size/2, 195)  # 再次以负半径画 195 度的圆弧
    pen.forward(size)  # 向前移动指定大小的距离，回到起始位置
    pen.end_fill()  # 结束填充图形

# 呼吸效果函数
def breathing_effect(size):
    while True:  # 无限循环以实现持续的呼吸效果
        for i in range(10):  # 逐渐增大爱心尺寸
            pen.clear()  # 清除之前的图形
            new_size = size + i  # 计算新的爱心尺寸
            draw_heart(new_size)  # 绘制新尺寸的爱心
            time.sleep(0.05)  # 暂停一小段时间，控制动画速度
        for i in range(10):  # 逐渐减小爱心尺寸
            pen.clear()  # 清除之前的图形
            new_size = size + 9 - i  # 计算新的爱心尺寸
            draw_heart(new_size)  # 绘制新尺寸的爱心
            time.sleep(0.05)  # 暂停一小段时间，控制动画速度

# 绘制多个爱心并动态变化
for _ in range(50):  # 循环 50 次，绘制多个爱心
    x = random.randint(-300, 300)  # 随机生成 x 坐标
    y = random.randint(-300, 300)  # 随机生成 y 坐标
    color = random.choice(colors)  # 从颜色列表中随机选择一种颜色
    pen.penup()  # 抬起画笔
    pen.goto(x, y)  # 移动到随机坐标位置
    pen.pendown()  # 放下画笔
    pen.color(color)  # 设置画笔颜色为随机选择的颜色
    size = random.randint(20, 100)  # 随机生成爱心尺寸
    draw_heart(size)  # 绘制爱心
    breathing_effect(size)  # 为每个爱心添加呼吸效果

# 显示文字
pen.penup()  # 抬起画笔
pen.goto(0, -200)  # 移动到指定坐标位置
pen.color("white")  # 设置画笔颜色为白色
pen.write("Love is in the air!", align="center", font=("Arial", 20, "bold"))  # 书写文字

# 结束绘制
turtle.done()  # 使窗口保持打开状态，等待用户关闭

运行思路

导入模块：
- turtle模块用于图形绘制。
- time模块用于控制时间间隔，实现动画效果。
- random模块用于生成随机数。
设置窗口：
- 创建一个turtle绘图窗口对象window。
- 将窗口背景颜色设置为黑色，window.bgcolor("black")，营造出特定的氛围。
- 设置窗口标题为 “Complex Heart with Breathing Effect”，window.title("Complex Heart with Breathing Effect")。
创建画笔：
- 创建一个turtle画笔对象pen。
- 设置画笔移动速度为最快，pen.speed(0)，这样在绘制时可以快速呈现效果。
- 设置画笔粗细为 2，pen.pensize(2)。
定义颜色列表：
- 创建一个包含多种颜色的列表colors，这些颜色将用于绘制不同的爱心。
定义绘制爱心的函数：
- draw_heart(size)函数用于绘制一个特定大小的爱心。
- 首先，开始填充图形，pen.begin_fill()。
- 然后，通过一系列的移动和画弧操作，使用给定的大小参数size，绘制出爱心的形状。
- 最后，结束填充图形，pen.end_fill()。
定义呼吸效果函数：
- breathing_effect(size)函数实现爱心的呼吸效果。
- 使用一个无限循环while True，确保呼吸效果持续进行。
- 在循环中，通过两个嵌套的for循环来逐渐增大和减小爱心的尺寸。
- 每次循环中，先清除之前的图形，pen.clear()。
- 然后计算新的爱心尺寸，new_size = size + i或new_size = size + 9 - i。
- 调用draw_heart(new_size)绘制新尺寸的爱心。
- 使用time.sleep(0.05)暂停一小段时间，控制动画的速度，使呼吸效果看起来更加自然。
绘制多个爱心并动态变化：
- 使用一个循环，循环次数为 50 次。
- 在每次循环中：
  - 生成随机的坐标值x和y，范围在 -300 到 300 之间，x = random.randint(-300, 300)和y = random.randint(-300, 300)，确定每个爱心在窗口中的位置。
  - 从颜色列表中随机选择一种颜色赋给color，color = random.choice(colors)。
  - 抬起画笔，pen.penup()，移动到随机生成的坐标位置，pen.goto(x, y)，然后放下画笔，pen.pendown()。
  - 生成一个随机的爱心大小size，范围在 20 到 100 之间，size = random.randint(20, 100)。
  - 使用随机选择的颜色设置画笔颜色，pen.color(color)。
  - 调用draw_heart(size)绘制爱心。
  - 接着调用breathing_effect(size)为每个爱心添加呼吸效果。
显示文字：
- 抬起画笔，pen.penup()。
- 将画笔移动到坐标 (0, -200)，pen.goto(0, -200)。
- 设置画笔颜色为白色，pen.color("white")。
- 使用指定的字体、大小和对齐方式在当前位置书写文字 “Love is in the air!”，pen.write("Love is in the air!", align="center", font=("Arial", 20, "bold"))。
结束绘制：
- 调用turtle.done()使窗口保持打开状态，等待用户关闭窗口。这样用户可以查看绘制好的图形和动画效果。

Python实现效果图

代码效果图

代码实现效果图

不同编程语言实现

一、Python 使用 `turtle` 库

import turtle
import math

# 设置画笔速度和填充颜色模式
t = turtle.Turtle()
t.speed(5)
turtle.colormode(255)

# 绘制爱心并实现颜色渐变
def draw_heart_and_gradient():
    for angle in range(0, 360):
        r = 150 - 150 * math.sin(math.radians(angle))
        x = r * math.cos(math.radians(angle))
        y = r * math.sin(math.radians(angle))
        t.penup()
        t.goto(x, y)
        t.pendown()
        # 设置颜色渐变，这里根据角度调整 RGB 值
        t.color(int(255 * (angle / 360)), int(150 * (angle / 360)), int(200 * (angle / 360)))
        t.begin_fill()
        t.circle(5)
        t.end_fill()

draw_heart_and_gradient()

turtle.done()

代码逐行注释

import turtle
import math

# 设置画笔速度和填充颜色模式
t = turtle.Turtle()
t.speed(5)
turtle.colormode(255)

# 绘制爱心并实现颜色渐变
def draw_heart_and_gradient():
    for angle in range(0, 360):
        r = 150 - 150 * math.sin(math.radians(angle))
        x = r * math.cos(math.radians(angle))
        y = r * math.sin(math.radians(angle))
        t.penup()
        t.goto(x, y)
        t.pendown()
        # 设置颜色渐变，这里根据角度调整 RGB 值
        t.color(int(255 * (angle / 360)), int(150 * (angle / 360)), int(200 * (angle / 360)))
        t.begin_fill()
        t.circle(5)
        t.end_fill()

draw_heart_and_gradient()

turtle.done()

运行思路

导入必要的模块：
- turtle模块用于图形绘制。
- math模块用于数学计算，这里主要用于角度和弧度的转换以及三角函数的计算。
设置画笔和颜色模式：
- 创建一个turtle画笔对象t。
- 设置画笔速度为5，这个速度值可以控制画笔移动的快慢，数值越大速度越快。
- 使用turtle.colormode(255)设置颜色模式为255模式，这意味着可以使用 0 到 255 的整数值来表示 RGB 颜色通道的值。
定义绘制爱心并实现颜色渐变的函数：
- draw_heart_and_gradient函数用于绘制带有颜色渐变效果的爱心。
- 使用一个循环遍历从 0 到 360 度的角度范围：
  - 对于每个角度，首先根据心形曲线的数学公式r = 150 - 150 * math.sin(math.radians(angle))计算出当前角度对应的半径r。这里使用了math.sin函数来计算正弦值，并且通过math.radians(angle)将角度从度转换为弧度，因为三角函数在 Python 的math模块中通常接受弧度作为参数。
  - 接着，通过x = r * math.cos(math.radians(angle))和y = r * math.sin(math.radians(angle))计算出当前角度对应的坐标(x, y)。这里使用了三角函数math.cos和math.sin来计算横坐标和纵坐标。
  - 然后，抬起画笔t.penup()，移动到计算出的坐标位置t.goto(x, y)，再放下画笔t.pendown()。
  - 根据当前角度调整 RGB 值来设置画笔颜色。具体来说，使用t.color(int(255 * (angle / 360)), int(150 * (angle / 360)), int(200 * (angle / 360)))。这里通过将角度与特定的数值进行计算，得到不同角度下的 RGB 值，从而实现颜色渐变效果。
  - 开始填充图形t.begin_fill()，画一个半径为 5 的圆t.circle(5)，这个圆将作为爱心的一部分，最后结束填充t.end_fill()。
调用绘制函数：
- 调用draw_heart_and_gradient()函数开始绘制带有颜色渐变的爱心。
保持窗口打开：
- 使用turtle.done()使turtle绘图窗口保持打开状态，等待用户手动关闭窗口。这样用户可以查看绘制好的图形。

二、JavaScript 使用 `canvas` API

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
    <meta charset="UTF-8">
</head>

<body>
    <canvas id="myCanvas" width="500" height="500"></canvas>
    <script>
        const canvas = document.getElementById('myCanvas');
        const ctx = canvas.getContext('2d');

        // 绘制爱心并实现颜色渐变
        function drawHeartAndGradient() {
            // 遍历 0 到 360 度
            for (let angle = 0; angle < 360; angle++) {
                // 根据心形曲线公式计算半径
                const r = 150 - 150 * Math.sin(angle * (Math.PI / 180));
                // 计算横坐标
                const x = r * Math.cos(angle * (Math.PI / 180));
                // 计算纵坐标
                const y = r * Math.sin(angle * (Math.PI / 180));
                // 设置颜色渐变，这里根据角度调整 RGB 值
                ctx.fillStyle = `rgb(${255 * (angle / 360)}, ${150 * (angle / 360)}, ${200 * (angle / 360)})`;
                ctx.beginPath();
                // 在指定位置画一个小圆点作为爱心的一部分
                ctx.arc(x + canvas.width / 2, y + canvas.height / 2, 5, 0, 2 * Math.PI);
                ctx.fill();
            }
        }

        drawHeartAndGradient();
    </script>
</body>

</html>

运行思路

在 HTML 文件中创建一个 <canvas> 元素，并通过 document.getElementById 获取到这个元素的引用，同时获取其 2D 绘图上下文 ctx。
定义一个函数 drawHeartAndGradient。
- 在这个函数中，使用一个循环遍历从 0 到 360 的角度。
- 对于每个角度，根据心形曲线公式 const r = 150 - 150 * Math.sin(angle * (Math.PI / 180)) 计算出半径 r。
- 然后通过 const x = r * Math.cos(angle * (Math.PI / 180)) 和 const y = r * Math.sin(angle * (Math.PI / 180)) 计算出该角度对应的坐标 (x, y)。
- 根据当前角度计算颜色的 RGB 值，设置为填充样式 ctx.fillStyle = rgb(${255 * (angle / 360)}, ${150 * (angle / 360)}, ${200 * (angle / 360)})`。
- 开始路径，在指定位置画一个半径为 5 的圆 ctx.arc(x + canvas.width / 2, y + canvas.height / 2, 5, 0, 2 * Math.PI)，然后填充这个圆。
调用 drawHeartAndGradient 函数开始绘制爱心和颜色渐变效果。

三、Java 使用 `Graphics2D`

import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.geom.Ellipse2D;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;

class HeartWithGradient extends JPanel {
    @Override
    protected void paintComponent(Graphics g) {
        super.paintComponent(g);
        Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
        // 遍历 0 到 360 度
        for (int angle = 0; angle < 360; angle++) {
            // 根据心形曲线公式计算半径
            double r = 150 - 150 * Math.sin(Math.toRadians(angle));
            // 计算横坐标
            int x = (int) (r * Math.cos(Math.toRadians(angle)));
            // 计算纵坐标
            int y = (int) (r * Math.sin(Math.toRadians(angle)));
            // 设置颜色渐变，这里根据角度调整 RGB 值
            g2d.setColor(new Color((int) (255 * (angle / 360)), (int) (150 * (angle / 360)), (int) (200 * (angle / 360))));
            // 在指定位置画一个小圆点作为爱心的一部分
            g2d.fill(new Ellipse2D.Double(x + getWidth() / 2 - 5, y + getHeight() / 2 - 5, 10, 10));
        }
    }
}

public class HeartGradientApp {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Heart with Gradient");
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.add(new HeartWithGradient());
        frame.setSize(500, 500);
        frame.setVisible(true);
    }
}

运行思路

定义一个自定义面板类 HeartWithGradient，继承自 JPanel。
在 HeartWithGradient 类的 paintComponent 方法中，获取 Graphics2D 对象 g2d。
- 使用一个循环遍历从 0 到 360 的角度。
- 对于每个角度，根据心形曲线公式 double r = 150 - 150 * Math.sin(Math.toRadians(angle)) 计算出半径 r。
- 然后通过 int x = (int) (r * Math.cos(Math.toRadians(angle))); 和 int y = (int) (r * Math.sin(Math.toRadians(angle))); 计算出该角度对应的坐标 (x, y)。
- 根据当前角度计算颜色的 RGB 值，创建一个新的 Color 对象 g2d.setColor(new Color((int) (255 * (angle / 360)), (int) (150 * (angle / 360)), (int) (200 * (angle / 360))));。
- 在指定位置画一个半径为 5 的椭圆 g2d.fill(new Ellipse2D.Double(x + getWidth() / 2 - 5, y + getHeight() / 2 - 5, 10, 10))。
在 main 方法中，创建一个 JFrame 对象，设置标题、关闭行为、大小等属性。
将 HeartWithGradient 实例添加到 JFrame 中，并使 JFrame 可见。

Python其它绘画方式

第一种

import random
from math import sin, cos, pi, log
from tkinter import *

CANVAS_WIDTH = 640  # 画布的宽
CANVAS_HEIGHT = 640  # 画布的高
CANVAS_CENTER_X = CANVAS_WIDTH / 2  # 画布中心的X轴坐标
CANVAS_CENTER_Y = CANVAS_HEIGHT / 2  # 画布中心的Y轴坐标
IMAGE_ENLARGE = 11  # 放大比例
HEART_COLOR = "#e77c8e"  # 心的颜色#ff7171


def heart_function(t, shrink_ratio: float = IMAGE_ENLARGE):
    """
    “爱心函数生成器”
    :param shrink_ratio: 放大比例
    :param t: 参数
    :return: 坐标
    """
    # 基础函数
    x = 16 * (sin(t) ** 3)
    y = -(13 * cos(t) - 5 * cos(2 * t) - 2 * cos(3 * t) - cos(4 * t))

    # 放大
    x *= shrink_ratio
    y *= shrink_ratio

    # 移到画布中央
    x += CANVAS_CENTER_X
    y += CANVAS_CENTER_Y

    return int(x), int(y)


def scatter_inside(x, y, beta=0.15):
    """
    随机内部扩散
    :param x: 原x
    :param y: 原y
    :param beta: 强度
    :return: 新坐标
    """
    ratio_x = - beta * log(random.random())
    ratio_y = - beta * log(random.random())

    dx = ratio_x * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio_y * (y - CANVAS_CENTER_Y)

    return x - dx, y - dy


def shrink(x, y, ratio):
    """
    抖动
    :param x: 原x
    :param y: 原y
    :param ratio: 比例
    :return: 新坐标
    """
    force = -1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.6)  # 这个参数...
    dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y)
    return x - dx, y - dy


def curve(p):
    """
    自定义曲线函数，调整跳动周期
    :param p: 参数
    :return: 正弦
    """
    # 可以尝试换其他的动态函数，达到更有力量的效果（贝塞尔？）
    return 2 * (3 * sin(4 * p)) / (2 * pi)


class Heart:
    """
    爱心类
    """

    def __init__(self, generate_frame=20):
        self._points = set()  # 原始爱心坐标集合
        self._edge_diffusion_points = set()  # 边缘扩散效果点坐标集合
        self._center_diffusion_points = set()  # 中心扩散效果点坐标集合
        self.all_points = {}  # 每帧动态点坐标
        self.build(2000)

        self.random_halo = 1000

        self.generate_frame = generate_frame
        for frame in range(generate_frame):
            self.calc(frame)

    def build(self, number):
        # 爱心
        for _ in range(number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)  # 随机不到的地方造成爱心有缺口
            x, y = heart_function(t)
            self._points.add((x, y))

        # 爱心内扩散
        for _x, _y in list(self._points):
            for _ in range(3):
                x, y = scatter_inside(_x, _y, 0.05)
                self._edge_diffusion_points.add((x, y))

        # 爱心内再次扩散
        point_list = list(self._points)
        for _ in range(4000):
            x, y = random.choice(point_list)
            x, y = scatter_inside(x, y, 0.17)
            self._center_diffusion_points.add((x, y))

    @staticmethod
    def calc_position(x, y, ratio):
        # 调整缩放比例
        force = 1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.520)  # 魔法参数

        dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X) + random.randint(-1, 1)
        dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y) + random.randint(-1, 1)

        return x - dx, y - dy

    def calc(self, generate_frame):
        ratio = 10 * curve(generate_frame / 10 * pi)  # 圆滑的周期的缩放比例

        halo_radius = int(4 + 6 * (1 + curve(generate_frame / 10 * pi)))
        halo_number = int(3000 + 4000 * abs(curve(generate_frame / 10 * pi) ** 2))

        all_points = []

        # 光环
        heart_halo_point = set()  # 光环的点坐标集合
        for _ in range(halo_number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)  # 随机不到的地方造成爱心有缺口
            x, y = heart_function(t, shrink_ratio=11.6)  # 魔法参数
            x, y = shrink(x, y, halo_radius)
            if (x, y) not in heart_halo_point:
                # 处理新的点
                heart_halo_point.add((x, y))
                x += random.randint(-14, 14)
                y += random.randint(-14, 14)
                size = random.choice((1, 2, 2))
                all_points.append((x, y, size))

        # 轮廓
        for x, y in self._points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 3)
            all_points.append((x, y, size))

        # 内容
        for x, y in self._edge_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))

        for x, y in self._center_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))

        self.all_points[generate_frame] = all_points

    def render(self, render_canvas, render_frame):
        for x, y, size in self.all_points[render_frame % self.generate_frame]:
            render_canvas.create_rectangle(x, y, x + size, y + size, width=0, fill=HEART_COLOR)


def draw(main: Tk, render_canvas: Canvas, render_heart: Heart, render_frame=0):
    render_canvas.delete('all')
    render_heart.render(render_canvas, render_frame)
    main.after(160, draw, main, render_canvas, render_heart, render_frame + 1)


if __name__ == '__main__':
    root = Tk()  # 一个Tk
    root.title('宝贝爱你哟')  # 将标题设置为'tkinter'
    canvas = Canvas(root, bg='black', height=CANVAS_HEIGHT, width=CANVAS_WIDTH)
    canvas.pack()
    heart = Heart()  # 心
    draw(root, canvas, heart)  # 开始画
    root.mainloop()

代码逐行注释

import random
from math import sin, cos, pi, log
from tkinter import *

CANVAS_WIDTH = 640  # 画布的宽
CANVAS_HEIGHT = 640  # 画布的高
CANVAS_CENTER_X = CANVAS_WIDTH / 2  # 画布中心的 X 轴坐标
CANVAS_CENTER_Y = CANVAS_HEIGHT / 2  # 画布中心的 Y 轴坐标
IMAGE_ENLARGE = 11  # 放大比例
HEART_COLOR = "#e77c8e"  # 心的颜色#ff7171


def heart_function(t, shrink_ratio: float = IMAGE_ENLARGE):
    """
    “爱心函数生成器”
    :param shrink_ratio: 放大比例
    :param t: 参数
    :return: 坐标
    """
    # 基础函数
    x = 16 * (sin(t) ** 3)
    y = -(13 * cos(t) - 5 * cos(2 * t) - 2 * cos(3 * t) - cos(4 * t))

    # 放大
    x *= shrink_ratio
    y *= shrink_ratio

    # 移到画布中央
    x += CANVAS_CENTER_X
    y += CANVAS_CENTER_Y

    return int(x), int(y)


def scatter_inside(x, y, beta=0.15):
    """
    随机内部扩散
    :param x: 原 x
    :param y: 原 y
    :param beta: 强度
    :return: 新坐标
    """
    ratio_x = - beta * log(random.random())
    ratio_y = - beta * log(random.random())

    dx = ratio_x * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio_y * (y - CANVAS_CENTER_Y)

    return x - dx, y - dy


def shrink(x, y, ratio):
    """
    抖动
    :param x: 原 x
    :param y: 原 y
    :param ratio: 比例
    :return: 新坐标
    """
    force = -1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.6)  # 这个参数影响抖动效果
    dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y)
    return x - dx, y - dy


def curve(p):
    """
    自定义曲线函数，调整跳动周期
    :param p: 参数
    :return: 正弦
    """
    # 可以尝试换其他的动态函数，达到更有力量的效果（贝塞尔？）
    return 2 * (3 * sin(4 * p)) / (2 * pi)


class Heart:
    """
    爱心类
    """

    def __init__(self, generate_frame=20):
        self._points = set()  # 原始爱心坐标集合
        self._edge_diffusion_points = set()  # 边缘扩散效果点坐标集合
        self._center_diffusion_points = set()  # 中心扩散效果点坐标集合
        self.all_points = {}  # 每帧动态点坐标
        self.build(2000)

        self.random_halo = 1000

        self.generate_frame = generate_frame
        for frame in range(generate_frame):
            self.calc(frame)

    def build(self, number):
        # 爱心
        for _ in range(number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)  # 随机不到的地方造成爱心有缺口
            x, y = heart_function(t)
            self._points.add((x, y))

        # 爱心内扩散
        for _x, _y in list(self._points):
            for _ in range(3):
                x, y = scatter_inside(_x, _y, 0.05)
                self._edge_diffusion_points.add((x, y))

        # 爱心内再次扩散
        point_list = list(self._points)
        for _ in range(4000):
            x, y = random.choice(point_list)
            x, y = scatter_inside(x, y, 0.17)
            self._center_diffusion_points.add((x, y))

    @staticmethod
    def calc_position(x, y, ratio):
        # 调整缩放比例
        force = 1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.520)  # 魔法参数，影响点的位置调整
        dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X) + random.randint(-1, 1)
        dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y) + random.randint(-1, 1)
        return x - dx, y - dy

    def calc(self, generate_frame):
        ratio = 10 * curve(generate_frame / 10 * pi)  # 圆滑的周期的缩放比例

        halo_radius = int(4 + 6 * (1 + curve(generate_frame / 10 * pi)))
        halo_number = int(3000 + 4000 * abs(curve(generate_frame / 10 * pi) ** 2))

        all_points = []

        # 光环
        heart_halo_point = set()  # 光环的点坐标集合
        for _ in range(halo_number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)  # 随机不到的地方造成爱心有缺口
            x, y = heart_function(t, shrink_ratio=11.6)  # 魔法参数
            x, y = shrink(x, y, halo_radius)
            if (x, y) not in heart_halo_point:
                # 处理新的点
                heart_halo_point.add((x, y))
                x += random.randint(-14, 14)
                y += random.randint(-14, 14)
                size = random.choice((1, 2, 2))
                all_points.append((x, y, size))

        # 轮廓
        for x, y in self._points:
            x, y = self.calc_position(x,