2.3 編程知識點

（1）函數setheading（）和forward（）

我們知道，線段是兩個點之間的連線。知道兩個點的坐標，自然可以畫出這條線段來。從前面的介紹可以得知，如果畫筆在起點位置，用函數goto（）可以畫出這條線段。

假若，現在我們只知道起點的位置、線段的長度，以及與橫軸正向的夾角，能否畫出這條線段來呢？從相關幾何知識可知，這樣的線段也是可以畫出來的。

在Python的turtle庫里，設置畫筆朝向的函數是setheading（），括弧里的參數為畫筆的角度。角度是以橫軸正向為0°，逆時針旋轉為正，順時針旋轉為負。前移畫筆一定長度的函數是forward（），括弧里參數是畫筆前移的像素值。

如圖2-4所示，畫AB線段，可以讓在A點的畫筆通過使用goto（20，20）移動到B點，也可以在A點設置畫筆的朝向為45°，然后前移AB線段的長度。根據勾股定理，從點（0，0）到點（20，20）的AB線段長約為28像素。

turtle畫筆的初始位置在原點（0，0），線段的兩種畫法的程序代碼如圖2-5所示，左圖是已知線段另外一點的坐標是（20，20）的畫法；右圖是已知線段與橫軸的夾角是45°，長度為28像素的畫法。兩種方法畫出來的線段是一樣的。

（2）函數pensize（）和pencolor（）

在幾何知識中，線段是有長度和方向的，且由兩個端點的位置決定，沒有寬度和顏色的概念。但在turtle畫圖中，線段還有寬度和顏色的屬性。可以用函數pensize（）指定畫筆的寬度，單位是像素，用函數pencolor（）指定畫筆的顏色。畫不同寬度和不同顏色的4條線段的程序代碼如圖2-6所示。程序運行結果如圖2-7所示。

（3）函數hideturtle（）和showturtle（）

在前面用turtle畫圖的例子中，程序運行完成后，總有一個黑色箭頭留在畫面上，這是畫筆最后的位置和朝向的指示。在設計不需要顯示畫筆的圖形時，可以使用函數hideturtle（）來隱藏。如果需要顯示已經隱藏的畫筆，可以使用函數showturtle（）完成。

如圖2-8所示的程序代碼，開始隱藏畫筆，也就是在畫前兩條線段時是看不到畫筆形狀的，畫完兩條線段后，顯示畫筆；在畫最后兩條線段的過程中，可以看到畫筆的形狀；在整個圖畫完后，再隱藏畫筆。程序運行結果如圖2-9所示。

（4）顏色列表

列表是Python中一種特殊的數據序列。列表中的每個元素可以是Python的各種數據類型。元素放在方括號內，用逗號分隔。列表中的第一個索引（元素）是0，第二個索引是1，依此類推。

為了生成五顏六色的圖形，我們選用6種顏色，組成顏色列表colors，如圖2-10所示。

舉例來說，如圖2-11所示，從原點（0，0）出發，畫36條各種顏色的線。線的寬度為5像素，線條之間的夾角為360°/36=10°，即第i條線與橫軸正向的夾角為（10×i）°，畫筆的方向設置為setheading（10×i）。

線的顏色從下面顏色列表中取得。

假設顏色列表中有6種顏色，每畫6條線，顏色重復一次。循環畫36條線，我們用i%6（循環變量i對6取余）來做顏色索引。

每畫完一條線，都要抬筆，用函數goto（0，0）使畫筆回到原點，然后落筆，再用函數forward（）畫下一條線。

程序運行結果如圖2-12所示。

（5）嵌套循環

在一個循環語句中包含另一個循環語句，叫做嵌套循環。嵌套循環是編程語言中常見的邏輯結構。那么嵌套循環在畫圖的過程中有什么用呢？前面我們用一層for循環畫了36條線。如果想在每條線的末端再畫三個點，就需要使用嵌套循環來解決了。嵌套循環在畫圖中完成的是兩個不同維度的循環要求。程序代碼如圖2-13所示。程序運行結果如圖2-14所示。

（6）條件判斷

如果在特定的位置上，在不同的條件下需要用畫筆畫不同的圖形，這需要進行條件判斷，不同的條件下運行不同的畫圖程序代碼。在計算機編程語言中，條件判斷是一種常用的邏輯結構，是依據給定的邏輯運算結果（True或False），執行相應代碼的程序結構。

兩個分支的條件判斷結構如下：

三個以上分支的條件判斷結構，需要在兩個分支的條件判斷結構中，使用elif來增加新的條件分支，結構如下：

如圖2-15所示，這段代碼顯示了條件判斷語句的作用。首先，從Python的Shell上獲取用戶的選擇。如果用戶選擇1，即if（choice==1），畫一個100像素的紅點；如果用戶選擇其他，即else，畫一個100像素的藍點。