利用Python語(yǔ)言的Turtle庫(kù)繪制正多變形

摘要：Python語(yǔ)言是目前最接近自然語(yǔ)言的通用編程語(yǔ)言，目前受關(guān)注度非常高，國(guó)內(nèi)許多高校都開(kāi)設(shè)了Python程序設(shè)計(jì)課程。Python語(yǔ)言的Turtle庫(kù)是一個(gè)簡(jiǎn)單、易用的繪圖庫(kù)，可以用作Python語(yǔ)言學(xué)習(xí)的入門(mén)庫(kù)。通過(guò)選取一些有趣的繪圖案例，來(lái)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)語(yǔ)言的興趣。

關(guān)鍵詞：Python語(yǔ)言;Turtle庫(kù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）22-0111-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Python語(yǔ)言是一種面向過(guò)程又面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，語(yǔ)法簡(jiǎn)單、易讀。同時(shí)，還是開(kāi)源的編程語(yǔ)言，擁有豐富而強(qiáng)大的擴(kuò)展庫(kù)。Python代碼簡(jiǎn)潔、語(yǔ)法簡(jiǎn)單、上手容易，應(yīng)用廣泛。目前，全國(guó)有多所高校都開(kāi)設(shè)了Python程序設(shè)計(jì)課程。我校作為福建省知名的職業(yè)院校，也開(kāi)始開(kāi)設(shè)Python課程。Python語(yǔ)言的Turle庫(kù)是一個(gè)簡(jiǎn)單、易用的繪圖庫(kù)，可以用作Python語(yǔ)言學(xué)習(xí)的入門(mén)庫(kù)[1]。

Turtle庫(kù)也叫海龜繪圖庫(kù)，它是Python語(yǔ)言最基礎(chǔ)的圖形繪制函數(shù)庫(kù)，基本原理是用程序控制一只海龜爬行，并將其軌跡動(dòng)態(tài)生成圖形進(jìn)行輸出。Turtle圖形繪制的概念誕生在1969年，最初成功應(yīng)用于LOGO編程語(yǔ)言。由于turtle圖形繪制概念十分直觀且非常流行，Python接受了這個(gè)概念，并形成了Python的turtle庫(kù)[2]。

本文首先引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)一個(gè)等邊三角形，然后擴(kuò)展到畫(huà)正n變形，引出循環(huán)語(yǔ)句的概念，然后引導(dǎo)學(xué)生如何來(lái)畫(huà)一個(gè)五角星。

1 繪制正n邊形

我安裝的python版本是Python -3.8.1（ 32-bit）。安裝完成以后，在“開(kāi)始“菜單里面點(diǎn)擊Python 3.8下的IDLE，就會(huì)出現(xiàn)Python的界面。

首先，我們?cè)诿钐崾痉竺孑斎霂仔写a：

在上面的語(yǔ)句中，import turtle的作用是調(diào)用turtle庫(kù)。第2個(gè)語(yǔ)句設(shè)置一個(gè)寬500像素、高600像素的畫(huà)布，畫(huà)布的顏色是綠色。第3個(gè)語(yǔ)句設(shè)置畫(huà)筆的寬度是6像素。第4個(gè)語(yǔ)句設(shè)置畫(huà)筆的顏色是紅色。這個(gè)時(shí)候，就會(huì)在畫(huà)布的正中間出現(xiàn)一個(gè)代表畫(huà)筆的三角形箭頭。畫(huà)筆的初始位置是畫(huà)布的正中，這個(gè)位置為坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0），往左是x軸的正方向，往上是v軸的正方向。

1.1采用for循環(huán)繪制正n邊形

第一種方法，考慮用for循環(huán)語(yǔ)句，如圖3所示。turtle.reset（）語(yǔ)句的作用是清空窗口，重置turtle的狀態(tài)為初始狀態(tài)。也就是說(shuō)，原來(lái)畫(huà)的圖形都沒(méi)有掉了，畫(huà)筆重新回到了畫(huà)布正中心。

在這里面，用到了一個(gè)for循環(huán)，和一個(gè)range函數(shù)，range函數(shù)是一個(gè)左閉右開(kāi)的函數(shù)。

其中，for num in range（0，10）：語(yǔ)句的作用是循環(huán)10次。命令turtle.forward（ 100）的作用是畫(huà)筆向前畫(huà)100個(gè)像素，命令turtle.right（36）的作用是畫(huà)筆方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)36度。這樣循環(huán)十次就可以畫(huà)出一個(gè)正10邊形，其邊長(zhǎng)為100像素。同理，可以畫(huà)出正9邊形、正8邊形、正6邊形、正5邊形、正4邊形、正3邊形。最開(kāi)始的時(shí)候，考慮到360度不能被7、11整除，無(wú)法繪制正7、11邊形。后來(lái)想到在命令turtle.right（）命令中，參數(shù)直接輸入360/7或者360/11，就可以繪制正7、11邊形了。這樣，就可以繪制任意正n變形了。就是畫(huà)筆方向轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是360/n，n為正n邊形的邊數(shù)。

1.2采用turtle.circle（）命令繪制正n變形

第2種方法，是采用turtle庫(kù)的turtle.circle（）命令來(lái)畫(huà)正n邊形。

Turle.circle（radius，extent，steps）有三個(gè)參數(shù)，第一個(gè)半徑，第二個(gè)是弧度，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)參數(shù)steps的值為正整數(shù)時(shí)，繪制steps=n的內(nèi)切正n變形。語(yǔ)句turtle.Circle（150，steps=3）的含義是畫(huà)一個(gè)內(nèi)切圓半徑為150的正3邊形。因此要繪制一個(gè)內(nèi)切圓為150的正n邊形，其代碼為turtle.circle（150，steps=n）。

2 繪制五角星

在繪制正n邊形方法一的基礎(chǔ)上，將代碼稍做修改，繪制五角星。將turtle.right（）命令的參數(shù)，改成180-180/n。如圖所示，五角星就輸入turtle.right（180-180/5），21角星就是turtle.right（180-180/21）。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，n為奇數(shù)才能畫(huà)出正確的n角星，如果輸入的n為偶數(shù)，則繪制的圖形有錯(cuò)誤。

3 結(jié)論

在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言的過(guò)程中，我們應(yīng)該選取一些趣味性較強(qiáng)的案例，來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)漸進(jìn)式的趣味性案例的講解，使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣。興趣是最好的老師，只有學(xué)生容感興趣時(shí)，才能夠?qū)W得好。課堂教學(xué)只依靠老師一人的努力是不夠的，只有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能更好地完成教學(xué)[3-4]。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉梅彥，徐英慧，周淑一.基于成果導(dǎo)向的“Python程序設(shè)計(jì)”教學(xué)設(shè)計(jì)[J]‘電腦知識(shí)與技術(shù)，2017，13（20）：105-107.

[2]嵩天，黃天羽.Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)案例新思維[J].計(jì)算機(jī)教育，2017（12）：11-14，19.

[3]嵩天，黃天羽，禮欣.Python語(yǔ)言：程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的理想選擇[J]，中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2016（2）：42-47.

[4]嵩天，黃天羽，禮欣.面向計(jì)算生態(tài)的PYthon語(yǔ)言入門(mén)課程教學(xué)方案[J].計(jì)算機(jī)教育，2017（8）：7-12.

【通聯(lián)編輯：唐一東】

作者簡(jiǎn)介：林曉芬（1981-），女，碩士研究生，副教授。