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1、第2章Python程序实例解析 Python蟒蛇绘制 Python英文是蟒蛇的意思 通过下面的例子来实践用Python语言输出图形效果 实例代码2 1与实例代码1 1有两个显著的不同 第一 这个程序没有使用显式的用户输入输出 即input 函数和print 函数 第二 这个程序绝大代码行都是 形式 代码行中没有赋值语句 Python蟒蛇绘制实例 是Python编程的一种典型表达形式 它可以表示调用一个对象的方法 也可以表示调用一个函数库中的函数 实例代码2 1使用了用于绘制图形的turtle库 并在代码第2行通过保留字import引用这个函数库 importturtle Python蟒蛇绘制实
2、例 实例代码2 1的第3行到第16行调用了turtle库中若干函数来绘制Python蟒蛇 所有被调用函数都使用了 形式 这种通过使用函数库并利用库中函数进行编程的方法是Python语言最重要的特点 称为 模块编程 Python蟒蛇绘制实例 面向对象编程是一种基于对象 Object 的编程范式 对象是事物的一种抽象 它是一个实体 包含属性和方法两部分 属性是对象中的变量 方法是对象能够完成的操作 假设对象是O 则O a表示对象O的属性a O b 表示对象O的操作b 其中a是一个变量值 b 是一个函数 例如 一辆汽车可以作为一个对象 标记为C 汽车的颜色是汽车的属性 表示为C color 前进是汽
3、车的一个动作 相当于一个功能 因此前进是对象C的方法 表示为O forward 面向对象编程 保留字import有两种方式引用函数库 对函数的使用方式略有不同 第一种引用函数库的方法如下 import此时 程序可以调用库名中所有函数 使用库中函数的格式如下 Python蟒蛇绘制实例 第二种引用函数库的方法如下 fromimportfromimport 其中 是通配符 表示所有函数此时 调用该库函数时不需要使用库名 直接使用如下格式 Python蟒蛇绘制实例 由于 Python蟒蛇绘制 程序只用了turtle库中setup penup fd pendown pensize pencolor se
4、th circle 等8个函数 第2行的import语句也可以写成如下形式 fromturtleimportsetup penup fd pendownfromturtleimportpensize pencolor seth circle Python蟒蛇绘制实例 两种函数库引用方式各有优点 第一种采用 方式调用库中函数 能够显式标明函数来源 在引用较多库时代码可读性更好 第二种利用保留字直接引用库中函数 可以使代码更简洁 在类似程序代码2 2这种只引用一个库的情况下 效果更好 Python蟒蛇绘制实例 需要注意 第一种引用方式 Python解释器将 整体作为函数名 当采用第二种方式时 Py
5、thon解释器将作为函数名 这可能产生一种情况 假设用户已经定义了一个函数 库中的函数名将会与用户自定义的函数名冲突 对于初学者 建议采用第一种库引用方式 使用 方式调用库函数 Python蟒蛇绘制实例 def用于定义函数 这段程序中 共出现两次def关键词 包含两个函数drawSnake和main 函数是一组代码的集合 用于表达一个功能 或者说 函数表示一组代码的归属 函数名称是这段代码的名字 def所定义的函数在程序中未经调用不能直接执行 需要通过函数名调用才能够执行 Python蟒蛇绘制实例 eval 函数是Python语言中一个十分重要的函数 它能够以Python表达式的方式解析并执行
6、字符串 将返回结果输出由于def定义的函数在程序中未经调用不会被执行 整个程序第一条执行的语句是main 它表示执行名字为main 的函数 Python蟒蛇绘制实例 从而 该程序跳转到main 函数定义的一组语句中执行 即开始执行turtle setup 语句同样的 main 函数的最后一条语句调用了drawSnake 函数 当执行到这条语句时 程序跳转到drawSnake 函数中运行 Python蟒蛇绘制实例 turtle库语法元素分析 使用turtle库 同学们头脑里需要有这样一个概念想象一个小乌龟 在一个横轴为x 纵轴为y的坐标系原点 0 0 位置开始它根据一组函数指令的控制 在这个平面
7、坐标系中移动 从而在它爬行的路径上绘制了图形其爬行轨迹形成了绘制图形 对于小海龟来说 有 前进 后退 旋转 等爬行行为 对坐标系的探索也通过 前进方向 后退方向 左侧方向 和 右侧方向 等小海龟自身角度方位来完成 Python蟒蛇绘制实例 我们所使用的显示屏幕也是一个坐标系 该坐标系以左上角为原点 向左和向下分别是x轴和y轴 蟒蛇程序代码启动一个1300像素宽 800像素高的窗口 该窗口的左上角是屏幕的左上角 Python蟒蛇绘制实例 turtle setup width height startx starty 作用 设置主窗体的大小和位置参数 width 窗口宽度 如果值是整数 表示的像素
8、值 如果值是小数 表示窗口宽度与屏幕的比例 height 窗口高度 如果值是整数 表示的像素值 如果值是小数 表示窗口高度与屏幕的比例 startx 窗口左侧与屏幕左侧的像素距离 如果值是None 窗口位于屏幕水平中央 starty 窗口顶部与屏幕顶部的像素距离 如果值是None 窗口位于屏幕垂直中央 绘图坐标体系 图2 5 turtle setup 函数四个参数的含义 绘图坐标体系 turtle中的画笔 即小海龟 可以通过一组函数来控制 实例代码2 1中第4行的turtle penup 函数和第6行的turtle pendown 函数是一组 它们分别表示抬起画笔和落下画笔 函数定义如下 tu
9、rtle penup 别名turtle pu turtle up 作用 抬起画笔 之后 移动画笔不绘制形状turtle pendown 别名turtle pd turtle down 作用 落下画笔 之后 移动画笔将绘制形状 绘图坐标体系 turtle pensize 函数用来设置画笔尺寸 函数定义如下 turtle pensize width 别名turtle width 作用 设置画笔宽度 当无参数输入时返回当前画笔宽度参数 width 设置的画笔线条宽度 如果为None或者为空 函数则返回当前画笔宽度 画笔控制函数 turtle pencolor 函数给画笔设置颜色 程序代码2 1中将画
10、笔设为 紫色 函数定义如下 turtle pencolor colorstring 或者turtle pencolor r g b 作用 设置画笔颜色 当无参数输入时返回当前画笔颜色参数 colorstring 表示颜色的字符串 例如 purple red blue 等 r g b 颜色对应的RGB数值 例如 51 204 140 画笔控制函数 很多RGB颜色都有固定的英文名字 这些英文名字可以作为colorstring输入到turtle pencolor 函数中 也可以采用 r g b 形式直接输入颜色值 几个典型的RGB颜色如表2 2所示 画笔控制函数 表2 2 RGB颜色是计算机系统最常
11、用的颜色体系之一 它采用R 红色 G 绿色 B 蓝色 三种基本颜色及它们的叠加组成各式各样的颜色 构成颜色体系 理论表明 RGB颜色能够形成人眼感知的所有颜色 具体来说 RGB颜色采用 r g b 表示 其中 每个颜色采用8比特表示 取值范围是 0 255 因此 RGB颜色一共可以表示2563 16M 约1 678万 种颜色 RGB颜色 turtle通过一组函数控制画笔的行进动作 进而绘制形状 turtle fd 函数最常用 它控制画笔向当前行进方向前进一个距离 函数定义如下 turtle fd distance 别名turtle forward distance 作用 向小海龟当前行进方向前
12、进distance距离参数 distance 行进距离的像素值 当值为负数时 表示向相反方向前进 形状绘制函数 turtle seth 函数用来改变画笔绘制方向 函数定义如下 turtle seth to angle 别名turtle setheading to angle 作用 设小海龟当前行进方向为to angle 角度 绝对方向角度值 参数 to angle 角度的整数值 形状绘制函数 其中 0表示向东 90度向北 180度向西 270度向南 负值表示相反方向 程序中 我们让小乌龟向 40度启动爬行 即 向东南方向40度 形状绘制函数 0 90 180 270 turtle circle
13、 函数用来绘制一个弧形 函数定义如下turtle circle radius extent None 作用 根据半径radius绘制extent角度的弧形 绘制模式参见图2 7 参数 raduis 弧形半径 当值为正数时 半径在小海龟左侧 当值为负数时 半径在小海龟右侧 extent 绘制弧形的角度 当不给该参数或参数为None时 绘制整个圆形 形状绘制函数 图2 7 turtle circle 函数的参数含义 形状绘制函数 由于存在缩进 实例代码2 1中第10 11 12行是一个由保留字for引导的整体 这是另一种循环结构 称为 遍历循环 for语句的循环格式是 foriinrange 实例
14、代码2 1中第10行的for循环表示第11 12行代码连续执行4次 遍历循环 main 函数给出了小乌龟爬行的窗体大小 爬行轨迹颜色和宽度以及初始爬行的方位 最后 调用drawSnake函数启动绘制蟒蛇功能 drawSnake函数有四个参数 根据调用时给出的参数 分别将40传递给rad 80给angle 5给len 15给neckrad Python小蛇实例 蟒蛇程序功能可以分成两类 绘制图形前对画笔的设置 包括颜色 尺寸 初始位置等以及绘制Python蟒蛇的功能 由于蟒蛇绘制的功能相对独立 可以用函数来封装 Python的函数封装 本章从解决实际问题入手 以简单的温度转换程序为例 逐行逐句的分析了Python语言基本元素 通过讲解Python蟒蛇绘制实例 介绍Python语言函数库turtle及其基本使用 本章小结
