python语言程序设计——【第二周】Python基本图形绘制

XiaoYu2002
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2.1深入理解Python语言

2017-           人工智能时代  人类的问题
                    在这之间缓冲的"新计算时代"
2008-2016   复杂信息系统时代    数据问题
​
1981-2002 网络和视窗时代   交互问题
​
1946-1981   计算机系统结构时代   计算能力问题
​

不同编程语言的初心和适用对象

c
-学习内容：指针，内存，数据类型
-语言本质：理解计算机系统结构
-解决问题：性能

java
-学习内容：对象，跨平台，运行时
-语言本质：理解主客体关系
-解决问题：跨平台
-适用对象：软件类专业

c++
-学习内容：对象，多态，继承
-语言本质：理解主客体关系
-解决问题：大规模程序(比如操作系统)

VB
-学习内容：对象，按钮，文本框
-语言本质：理解交互逻辑
-解决问题：桌面应用

Python
-学习内容：编程逻辑,第三方库
-语言本质：理解问题求解
-解决问题：各类问题

Python语言的特点

Python语言是：通用语言、脚本语言、开源语言、跨平台语言、多模型语言

Python语言的特点与优势：

  1. 强制可读性

  2. 较少的底层语法元素

  3. 多种编程方式

  4. 支持中文字符

  5. C代码量的10%(语法简洁)

  6. 生态高产(有13万第三方库)

    1. 快速增长的计算生态
    2. 避免重复造轮子
    3. 开放共享
    4. 跨操作系统平台
C/C++：Python归Python，C归C
Java：针对特定开发和岗位需求
HTML/CSS/JS：不可替代的前端技术，全栈能力
其他语言：R/Go/Matlab等，特定领域

编程语言的种类

机器语言

  1. 一种二进制语言，直接使用二进制代码表达指令
  2. 计算机硬件(CPU)可以直接执行，与具体CPU型号有关
  3. 完成2+3功能的机器语言

汇编语言

  1. 一种将二进制代码直接对应助记符的编程语言
  2. 汇编语言与CPU型号有关，程序不通用，需要汇编器转换
  3. 完成2+3功能的汇编语言(比如add,2,3,result的意思就是将第一参数2和第二参数3相加存到result里面)

高级语言

  1. 更接近自然语言，同时更容易描述计算问题
  2. 高级语言代码与具体CPU型号无关，编译后运行
  3. 完成2+3功能的高级语言(result = 2 + 3)

超级语言

  1. 粘性整合已有程序，具有庞大计算生态。可以很容易利用已有代码功能
  2. 编程思维不再是刀耕火种，而是集成开发
  3. 完成2+3功能的高级语言：result = sum(2,3)。只要传值进去就能出结果，不需要考虑中间的过程

2.2实例：Python蟒蛇绘制

  1. 用程序绘制一条蟒蛇

    1. 问题1：计算机绘图是什么原理？

      1. 一段程序为何能够产生窗体？为何能在窗体上绘制图形？

    2. 问题2：Python蟒蛇绘制从哪里开始呢？

      1. 如何绘制一条线？如何绘制一个弧形？如何绘制一个蟒蛇

代码演示

#PythonDraw.py
import turtle#引入了一个绘图库，名叫turtle(海龟库)
turtle.setup(650,350,200,200)
turtle.penup()
turtle.fd(-250)
turtle.pendown()
turtle.pensize(25)
turtle.pencolor("purple")#控制颜色
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()

image-20220711143627462

2.3模块1：turtle库的使用

turtle库基本介绍

  1. turtle(海龟)库是turtle绘图体系的Python实现

    1. turtle绘图体系：1969年诞生，主要用于程序设计入门
    2. Python语言的标准库之一
    3. 入门级的图形绘制函数库

  2. 标准库

    1. Python计算生态 = 标准库 + 第三方库
    2. 标准库：随解释器直接安装到操作系统中的功能模块
    3. 第三方库：需要经过安装才能使用的功能模块
    4. 库Library、包Package、模块Module，统称模块

  3. turtle原理

    1. turtle(海龟)是一种真实的存在
    2. 有一只海龟iu，其实在窗体正中心，在画布上游走
    3. 走过的轨迹形成了绘制的图形
    4. 海龟由程序控制，可以变换颜色，改变宽度等

turtle绘图窗体布局

  1. turtle的绘图窗体

    1. 是turtle的一个画布，最小单位是像素
    2. turtle.setup(width,height,startx,starty)#窗体的宽度，高度，起始点的x、y坐标(相对于屏幕边缘的坐标)。后两参数可选
-setup()设置窗体大小及位置
-setup()函数不是必须的
后两个参数只是决定窗体出现在你屏幕中的哪个位置，如果不设置默认位于屏幕正中间

turtle空间坐标体系

  1. 绝对坐标

    1. 原点位于窗体正中间，形成一个xy坐标系
    2. turtle.goto(x,y)#让在任何位置的海龟(无论在哪里)到达某个位置
#到达那个位置形成的是一条直线

  2. 海龟坐标

    1. 1. 上：左侧方向
2. 下：右侧方向
3. 左：后退方向——>turtle.bk(d)#向海龟的反方向运行
4. 右：前进方向——>turtle.fd(d)#向海龟的正前方向运行
turtle.circle(r,angle)#以海龟当前位置左侧的某一个点为圆心进行曲线运行

turtle角度坐标体系

  1. 绝对角度

    1. 上：90/-270度
    2. 下：270/-90度
    3. 左：180/-180度
    4. 右：0/360度

  2. seth(angle)改变海龟的行进方向

    1. 只改变方向不行进
    2. 参数angle为绝对度数

  3. 海龟角度

    1. 上：turtle.left(angle)
    2. 下：turtle.right(angle)

RGB色彩体系

  1. 是由三种颜色构成的万物色

    1. PGB指红蓝去三个通道的颜色组合
    2. 覆盖视力能感知的所有颜色RGB每色取值范围0-255整数或0-1小数
    3. turtle默认采用RGB的小数值来表示颜色，我们也可以手动切换到整数值表示
    4. turtle.colormode(mode)#这是切换颜色表现形式的，mode为下方要填入的数值
-1.0：RGB小数值模式
-255：RGB整数值模式

2.4turtle程序语法元素分析

-库引用与import

  1. 扩充Python程序功能的方式

    1. 使用import保留字完成，采用.()编码风格

      1. import<库名>
      2. <库名>.<函数名>(<函数参数>)来调用相关功能

  2. import更多用法

    1. 使用from和import保留字共同完成

      1. from<库名>import<函数名>
      2. from<库名>import* 使用这中方法后就可以直接使用函数名加函数参数了，不需要再每个都加上库的名字
      3. <函数名>(<函数参数>)

    2. 使用import和as保留字共同完成(推荐)

      1. import<库名> as <库别名>
      2. <库别名>.<函数名>(<函数参数>)
      3. 给调用的外部库关联一个更短、更适合自己的名字

-turtle画笔控制函数

  1. 画笔操作后一直有效，一般成对出现

    1. turtle.penup() 别名 turtle.pu()

      1. 抬起画笔的意思，海龟在飞行

    2. turtle.pendown 别名 turtle.pd()

      1. 落下画笔，海龟在爬行

    3. turtle.pensize(width) 别名 turtle.width(width)

      1. 画笔宽度，海龟的腰围

    4. turtle.pencolor(color) color为颜色字符串或者r,g,b值

      1. 画笔颜色，海龟的涂装

      2. pencolor(color)的color有3种形式

        1. 颜色字符串：turtle.pencolor("purple")
        2. RGB的小数值：turtle.pencolor(0.63,0.13,0.94)
        3. RGB的元组值：turtle.pencolor((0.63,0.13,0.94))

-turtle运动控制函数

  1. 控制海龟行进：走直线&走曲线

    1. turtle.forword(d) 别名 turtle.fd(d)

      1. 向前行进，海龟走直线
      2. d：行进距离，可以为负数

    2. turtle.circle(r,extent=None)

      1. 根据半径r绘制extent角度的弧形
      2. r：默认圆心在海龟左侧r距离的位置(半径)
      3. extent：绘制角度，默认是360度整圆(旋转角度)

-turtle方向控制函数

  1. 控制海龟面对方向：绝对角度&海龟角度

    1. turtle.setheading(angle) 别名 turtle.seth(angle)

      1. 改变行进的方向，海龟走角度
      2. angle：改变行进的方向，海龟走角度

    2. turtle.left(angle)海龟向左转 这是海龟角度，上面那个是绝对角度

      1. turtle.right(angle)海龟右转
      2. angle：旋转的角度

基本循环语句

循环语句与range函数

  1. 按照一定次数循环执行一组语句

  2. for <变量> in range(<参数>)
	<被循环执行的语句>
	--<变量>表示每次循环的计数，0-<次数>-1
	
	例如>>>>for i in range(5):
        print(i)#打印出来就是0 1 2 3 4
        
    	例如>>>>for i in range(5):
        print("鱼皮说："i)
        #打印出来就是
        #鱼皮说：0
        #鱼皮说：1
        #鱼皮说：2
        #鱼皮说：3
        #鱼皮说：4

  3. range()函数

    1. 产生循环计数序列的函数
    2. --range(N)：产生0到N-1的整数序列，共N个
    3. --range(M,N)：产生M到N-1的整数序列，共N-M个

-Python蟒蛇绘制代码分析

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