Python编程学习第一篇——Python零基础快速入门（三）——10行代码画朵花

      上一节讲了一些Python编程的一些基础知识，从这节开始，我们将跟随一些实际的小程序示例，进入正式的编程学习。
      下面我们就来介绍一下今天这个只有10行代码的小程序，先来看一下它的运行效果，程序运行起来可以看到一只小乌龟在窗口中爬来爬去，当爬回到起点的时候形成一个黄色的多角星形状，像是一朵黄色的花朵。如下图所示：

       来看一下在这个小程序中我们用到的知识，主要用到了标准库中的turtle模块，while循环和if条件判断语句。

 1、turtle库简介

turtle这个英文单词汉语意思是海龟，turtle库是turtle绘图体系python的实现；
turtle库绘图原理：有一只海龟在窗体正中心，在画布上游走，走过的轨迹形成了绘制的图形，海龟由程序控制，可以自由改变颜色、方向宽度等；

小知识：
turtle绘图体系：1969年诞生，主要用于程序设计入门；turtle库是python的标准库之一；属于入门级的图形绘制函数库。
说明：python计算生态=标准库+第三方库：
标准库：是随解释器直接安装到操作系统中的功能模块；
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统称为模块。

2、本节示例小程序讲解

        下面我们试着让这只小海龟画一画，我们先创建一个名字为t1.py的文件，文件头的写法在上节基础知识中已经做了介绍，这里不再重复，在Python中要让这只海龟出现在画布上，要先用import 关键字导入这个库，然后才能使用，我们让它来画一条直线，代码如下：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding : utf-8 -*-
# Copyright (C) 2011-2020 BowenCentury
# All right reserved.
# 文件名称：t1.py
# 摘    要：
# 作者：fantastico
# 创建日期：2021-12-06 13:09:38
# 修改记录：
10 ##
import turtle
turtle.setup(640, 480)  #创建一张640x480大小的画布，不调用此函数，则创建一个默认窗口
turtle.shape("turtle")  #设置光标形状为一只小海龟
turtle.forward(100)     #forward是让海龟向前行进的函数，可以简写为fd()，类似的函数还有
                        #backward()/bk()让小海龟后退，goto(x,y)，
                        #让小海龟走到画布中x,y坐标对应的位置等

turtle.done()           #画图结束，停止绘制

执行就会看到下面的窗口中，一只小乌龟向右爬了一小段距离。如下图：

 

turtle函数前进后退等方向说明： 

       如果这时候我们想让小海龟向左爬，可以用turtle.left()函数，让他向左转，如果想象右，可以用turtle的right()函数。我们现在让小海龟向左转90度，增加一行代码，turtle.left(90)，这时候运行程序可以看到，海龟头转向上面了，但是它没有移动，如果想让他向上爬，那就还需要用turtle.forward()函数使它前进。看一下让它转向和向左前进100距离的效果，下面是代码和结果图：

turtle.left(90)
turtle.forward(100)

 

        现在我们已经掌握了小海龟库的基本用法，现在就用它来画出我们开始的时候展示的黄色花朵。做之前我们发现要画这朵花，有一定的规律就是小海龟可以沿着红线从起点一直走，每走一段距离，改变一次方向，向着一个固定大小的夹角的方向前进，直到最后走回起点，图形绘画就完成了。这里如果我们手动一条一条写代码，每次让海龟朝着我们想要的方向前进，一定也可以完成这个图形，但是在开始的时候我说了这个小程序只有10行代码，如何用这么少的代码，让小海龟爬那么多次呢，这里就要用到循环语句while True: 了，这个语句的意思是一直重复执行它下面的语句，直到被中断。我们在画这朵花的时候希望当小海龟爬回起点之后就停止绘画，结束while循环，那么我们怎么才能结束它呢？就要用到if条件判断语句，当回到起点的时候，我们用break语句打破循环，停止绘画。这里在判断是否回到起点的地方用了一个abs()绝对值函数，当海龟绝位置pos()绝对值小于1时，海龟回到了原点，因为x、y坐标都为0，这时调用break语句，即可跳出while循环了。

下面来看看完整的程序代码：

import turtle                   #引入标准库turtle绘画模块
turtle.shape("turtle")          #将光标设置为小海龟形状
turtle.color('red', 'yellow')   #设置绘画的画笔和填充颜色为“红”和“黄”
turtle.begin_fill()             #begin_fill()是填充开始，当调用end_fill()时，为图形着色
while True:                     #循环绘画开始
    turtle.forward(200)         #现在开始让海龟向前爬200距离
    turtle.lt(160)              #让海龟向左转过160度向一个20度的夹角方向准备继续爬行
    if abs(turtle.pos()) < 1: break     #只要它还没跑回原点，就继续上面的爬行和转向运作
turtle.end_fill()               #这时海龟已经跑回原点，整个图形画好，给图形着色
turtle.done()                   #停止绘画

       本节内容就到这里，我们回顾一下本节的内容，我们在画画之前，要先引入工具，就是这个标准库中的基本绘图模块turtle，然后我们通过while循环语句控制小海龟不停的转向、前进……，用if语句在while循环当中判断是否海龟已经跑回起点，当它跑回起点，调用break语句，终止并跳出while循环，完成图形的上色，一朵黄色的花朵就这样画完了，最后的turtle.done()函数停止绘画，并保持窗口，如果不加这句，我们虽然完成了绘画，窗口也会一闪即逝，加上这句，可以使绘画工作停下来，并在窗口中显示当前绘画的结果。

3、知识点总结

（1）turtle库的其他命令函数介绍：

 海龟运动命令：

forward(d)：向前移动 d 长度
backward(d)：向后移动 d 长度
right(d)： 向右转动 d 度
left(d)： 向左转动 d 度
goto(x,y)：移动到坐标为（x，y）的位置

 笔画控制命令：

speed(d):笔画移动的速度，范围1-10
up() ： 画笔抬起，移动时不会在画布上留下痕迹
down() :画笔落下
setheading(d) : 改变海龟的朝向为 d
pensize() : 改变画笔的尺寸大小（宽度）
pencolor() : 改变笔画的颜色
reset() : 回复所有设置，清空窗口，重置turtle
clear() :清空窗口，不重置turtle
circle(r,e): 绘制一个圆形， r ：半径    e:次数(数值越大，圆越标准)

注意：颜色填充为以下三个方法一起使用
begin_fill()
fillcolor(colorstr)#填充颜色
end_fill()

 其他命令：

done():保持程序继续运行
undo():撤销上一次动作
hideturtle() :隐藏海龟
showturtle():显示海龟

（2）if条件判断语句和while循环语句

Python条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True或者False）来决定执行的代码块。

可以通过下图来简单了解条件语句的执行过程:

Python程序语言指定任何非0和非空（null）值为true，0 或者 null为false。

Python 编程中 if 语句用于控制程序的执行，基本形式为：

if 判断条件：
    执行语句……
else：
    执行语句……

其中"判断条件"成立时（非零），则执行后面的语句，而执行内容可以多行，以缩进来区分表示同一范围。

else 为可选语句，当需要在条件不成立时执行内容则可以执行相关语句。

具体例子如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
# 例1：if 基本用法
 
flag = False
name = 'luren'
if name == 'python':         # 判断变量是否为 python 
    flag = True              # 条件成立时设置标志为真
    print 'welcome boss'     # 并输出欢迎信息
else:
    print name               # 条件不成立时输出变量名称

        Python 编程中 while 语句用于循环执行程序，即在某条件下，循环执行某段程序，以处理需要重复处理的相同任务。其基本形式为：

while 判断条件(condition)：
    执行语句(statements)……
执行语句可以是单个语句或语句块。判断条件可以是任何表达式，任何非零、或非空（null）的值均为true。

当判断条件假 false 时，循环结束。

while语句动态执行过程如下：

while 语句时还有另外两个重要的命令 continue，break 来跳过循环，continue 用于跳过该次循环，break 则是用于退出循环，此外"判断条件"还可以是个常值，表示循环必定成立，具体用法如下：

# continue 和 break 用法
 
i = 1
while i < 10:   
    i += 1
    if i%2 > 0:     # 非双数时跳过输出
        continue
    print i         # 输出双数2、4、6、8、10
 
i = 1
while 1:            # 循环条件为1必定成立
    print i         # 输出1~10
    i += 1
    if i > 10:     # 当i大于10时跳出循环
        break

        下一节，我们将继续学习其他示例小程序，我们将会学习到更多的Python语言语法，下一节我们也将详细详解循环语句、条件判断语句的用法，因为这两个语句是编程语言中用的最多的程序执行逻辑控制方法。