第二周 Python基本图形绘制

2.1 深入理解python语言

2.2 实例2：python蟒蛇绘制

2.3 模块1：turtle库的使用

2.4 turtle程序语法元素分析

2.1 深入理解python语言

计算机发展四个阶段：
1946-1981：计算机系统结构时代，计算能力问题
1981-2008：网络和视窗时代，人与计算机交互能力
2008-2016：复杂系统时代，数据问题
2017- ：人工智能时代，人类的问题

不同编程语言

语言名称	学习内容	语言本质	解决问题
C	指针、内存、数据类型	理解计算机系统结构	性能
Java	对象、跨平台、运行时	理解主客体关系	跨平台
C++	对象、多态、继承	理解主客体关系	大规模程序
VB	对象、按钮、文本框	理解人机交互逻辑	桌面应用
Python	编辑逻辑、第三方库	理解问题、求解问题	各类问题

深入理解python语言
通用性：Python语言是一个通用语言，其通用性是其最大特点
语法简介：Python语法具有强制可读性，有较少的底层语法元素，是C语言的代码量10%
计算生态：Python具有大量的第三方库，有快速增长的第三方库，跨操作系统

编程语言的种类
机器语言：二进制代码，与CPU型号相关
汇编语言：二进制代码用助记符表示，与CPU型号相关
高级语言：接近自然语言，编译器编译后运行，与CPU型号无关
超级语言：接近自然语言，粘接已有程序，形成庞大生态，python是唯一超级语言

2.2 实例2：python蟒蛇绘制

问题1：计算机绘图是什么原理？
问题2：蟒蛇绘制应当从哪里开始？
代码如下：

    #PythonDraw
    import turtle   #引入turtle库
    turtle.setup(650, 350, 200, 200)
    turtle.penup()
    turtle.fd(-250)
    turtle.pendown()
    turtle.pensize(25)
    turtle.pencolor("gray")
    turtle.seth(-40)
    for i in range(4):
        turtle.circle(40, 80)
        turtle.circle(-40, 80)
    turtle.circle(40, 80/2)
    turtle.fd(40)
    turtle.circle(16, 180)
    turtle.fd(40 * 2/3)
    turtle.done()

2.3 模块1：turtle库的使用

turtle库概述
turtle绘图体系的Python实现，是python语言的标准库之一

标准库：随解释器一起安装到操作系统的功能模块
第三方库：需要经过安装才能使用的功能模块（库：Library、包：Package、模块：Module统称模块）

turtle绘图窗体
turtle种使用的单位是像素，窗体左上角是坐标原点

turtle.setup(width,height,startx,starty)
#setup()设置窗体的大小及位置，4个参数后两个表示相对整个屏幕的位置

turtle空间坐标体系
内部有一个绝对坐标系，中间为（0，0）点，可以从中点去往任意地方
例如：goto

import turtle
turtle.goto(100,100)
turtle.goto(100,-100)
turtle.goto(-100,-100)
turtle.goto(-100,100)
turtle.goto(0,0)

海龟坐标：以海龟视角控制海龟的行走

turtle的角度坐标系
可以用turtle.seth(angle)来设置,例如turtle.seth(45)可以让海龟方向朝向45度
也可以用turtle.right(angle)``turtle.right(angle)让海龟向左向右旋转

例子：

import turtle
turtle.left(45)
turtle.fd(150)
turtle.right(135)
turtle.fd(300)
turtle.left(135)
turtle.fd(150)
ts.turtle.getscreen()
ts.getcanvas().postscript(file = 'z.eps')

turtle的色彩体系
利用RGB的色彩，红绿蓝三色取0-255（或者0-1）数值来确定颜色
可以用turtle.colormode(mode)改变整数（255）表示颜色或者小数（1）表示颜色

2.4 turtle语法元素分析

1. 库引用与import
   库引用：扩充Python程序功能的一种方式

库引用使用import保留字完成，采用<a>.<b>()的编码风格

          import<库名>    
         <库名>.<函数名>(<函数参数>)

使用form和import保留字共同完成对库的引用

        form<库名>import<函数名>
        from<库名>import*
        <函数名>(<函数参数>)

    #PythonDraw
    from turtle import*  #引入turtle库
    setup(650, 350, 200, 200)
    penup()
    fd(-250)
    pendown()
    pensize(25)
    pencolor("gray")
    seth(-40)
    for i in range(4):
        circle(40, 80)
        circle(-40, 80)
    circle(40, 80/2)
    fd(40)
    circle(16, 180)
    fd(40 * 2/3)
    done()

或者为了防止名称冲突，可以使用import和as(建议)

    import<库名>as<库别名>
    <库别名>.<函数>(<函数参数>)

#PythonDraw
import turtle as t   #引入turtle库
t.setup(650, 350, 200, 200)
t.penup()
t.fd(-250)
t.pendown()
t.pensize(25)
t.pencolor("gray")
t.seth(-40)
for i in range(4):
    t.circle(40, 80)
    t.circle(-40, 80)
t.circle(40, 80/2)
t.fd(40)
t.circle(16, 180)
t.fd(40 * 2/3)
t.done()

2.turtle画笔控制函数

turtle.penup()或turtle.pu()，表示画笔抬起
turtle.pendown()或turtle.pd()，表示画笔落下
turtle.pensize(width)或turtle.width()，表示画笔宽度
turtle.pencolor(color)，表示画笔颜色

3.turtle运动控制函数

turtle.forward(distance)或turtle.fd(distance)，表示直线前行,可以是负数
turtle.circle(r,extent)表示根据r画excent角度的弧形

r默认在海龟左侧r处
extent默认是360度整圆

4.turtle方向控制函数

turtle.setheading(angle)或turtle.seth(angle)，表示角度改变

angle改变的是绝对坐标度数,逆时针为正

turtle.left(angle),turtle.right(angle)海龟视角左右

angle表示海龟前景视角上向左向右旋转的角度

for i in range(3,5):
    print(":)",i)

:) 3
:) 4

range函数产生循环技术序列

range(N)产生0到N-1的整数序列
range(M,N)产生M到N-1的整数序列,共N-M个数字

    #PythonDraw
    import turtle as t   #引入turtle库
    t.setup(650, 350, 200, 200) #窗口大小为650*350,位置是窗口左上角距离屏幕左上角(200,200)处
    t.penup()                    #抬起画笔
    t.fd(-250)                   #向后行进250个像素,画布上没有任何痕迹
    t.pendown()                  #画笔落下
    #由原点变为左侧250
    t.pensize(25)                #设置笔的宽度为25
    t.pencolor("gray")           #颜色设置
    t.seth(-40)                  #方向设置为绝对坐标40度位置
    #准备工作完成
    for i in range(4):           
        t.circle(40, 80)
        t.circle(-40, 80)        #绘制身体部分
    t.circle(40, 80/2)              
    t.fd(40)
    t.circle(16, 180)
    t.fd(40 * 2/3)
    t.donet.done                #绘制完成不会不会自动退出,手动退出

turtle八边形绘制

‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‫‬‪‬‪‬‪‬描述

使用turtle库，绘制一个八边形。

import turtle as t
t.pensize(2)
for i in range(8):
    t.fd(100)
    t.left(45)
    t.done

turtle八角形绘制

‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‫‬‪‬‪‬‪‬描述

使用turtle库，绘制一个八角形。

import turtle as t
t.pensize(2)
for i in range(8):
    t.fd(150)
    t.left(135)
    #t.done