利用Python語言的Turtle庫繪制正多變形

摘要：Python語言是目前最接近自然語言的通用編程語言，目前受關注度非常高，國內許多高校都開設了Python程序設計課程。Python語言的Turtle庫是一個簡單、易用的繪圖庫，可以用作Python語言學習的入門庫。通過選取一些有趣的繪圖案例，來增強學生學習語言的興趣。

關鍵詞：Python語言;Turtle庫

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）22-0111-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Python語言是一種面向過程又面向對象的編程語言，語法簡單、易讀。同時，還是開源的編程語言，擁有豐富而強大的擴展庫。Python代碼簡潔、語法簡單、上手容易，應用廣泛。目前，全國有多所高校都開設了Python程序設計課程。我校作為福建省知名的職業院校，也開始開設Python課程。Python語言的Turle庫是一個簡單、易用的繪圖庫，可以用作Python語言學習的入門庫[1]。

Turtle庫也叫海龜繪圖庫，它是Python語言最基礎的圖形繪制函數庫，基本原理是用程序控制一只海龜爬行，并將其軌跡動態生成圖形進行輸出。Turtle圖形繪制的概念誕生在1969年，最初成功應用于LOGO編程語言。由于turtle圖形繪制概念十分直觀且非常流行，Python接受了這個概念，并形成了Python的turtle庫[2]。

本文首先引導學生畫一個等邊三角形，然后擴展到畫正n變形，引出循環語句的概念，然后引導學生如何來畫一個五角星。

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“開始“菜單里面點擊Python 3.8下的IDLE，就會出現Python的界面。

首先，我們在命令提示符后面輸入幾行代碼：

在上面的語句中，import turtle的作用是調用turtle庫。第2個語句設置一個寬500像素、高600像素的畫布，畫布的顏色是綠色。第3個語句設置畫筆的寬度是6像素。第4個語句設置畫筆的顏色是紅色。這個時候，就會在畫布的正中間出現一個代表畫筆的三角形箭頭。畫筆的初始位置是畫布的正中，這個位置為坐標原點（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循環繪制正n邊形

第一種方法，考慮用for循環語句，如圖3所示。turtle.reset（）語句的作用是清空窗口，重置turtle的狀態為初始狀態。也就是說，原來畫的圖形都沒有掉了，畫筆重新回到了畫布正中心。

在這里面，用到了一個for循環，和一個range函數，range函數是一個左閉右開的函數。

其中，for num in range（0，10）：語句的作用是循環10次。命令turtle.forward（ 100）的作用是畫筆向前畫100個像素，命令turtle.right（36）的作用是畫筆方向順時針轉動36度。這樣循環十次就可以畫出一個正10邊形，其邊長為100像素。同理，可以畫出正9邊形、正8邊形、正6邊形、正5邊形、正4邊形、正3邊形。最開始的時候，考慮到360度不能被7、11整除，無法繪制正7、11邊形。后來想到在命令turtle.right（）命令中，參數直接輸入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。就是畫筆方向轉動的角度是360/n，n為正n邊形的邊數。

1.2采用turtle.circle（）命令繪制正n變形

第2種方法，是采用turtle庫的turtle.circle（）命令來畫正n邊形。

Turle.circle（radius，extent，steps）有三個參數，第一個半徑，第二個是弧度，當第三個參數steps的值為正整數時，繪制steps=n的內切正n變形。語句turtle.Circle（150，steps=3）的含義是畫一個內切圓半徑為150的正3邊形。因此要繪制一個內切圓為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邊形方法一的基礎上，將代碼稍做修改，繪制五角星。將turtle.right（）命令的參數，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）。通過試驗發現，n為奇數才能畫出正確的n角星，如果輸入的n為偶數，則繪制的圖形有錯誤。

3 結論

在引導學生學習Python語言的過程中，我們應該選取一些趣味性較強的案例，來激發學生的學習興趣。通過漸進式的趣味性案例的講解，使學生產生濃厚的興趣。興趣是最好的老師，只有學生容感興趣時，才能夠學得好。課堂教學只依靠老師一人的努力是不夠的，只有充分調動學生的積極性、激發學生的學習興趣，才能更好地完成教學[3-4]。

參考文獻：

[1]劉梅彥，徐英慧，周淑一.基于成果導向的“Python程序設計”教學設計[J]‘電腦知識與技術，2017，13（20）：105-107.

[2]嵩天，黃天羽.Python語言程序設計教學案例新思維[J].計算機教育，2017（12）：11-14，19.

[3]嵩天，黃天羽，禮欣.Python語言：程序設計課程教學改革的理想選擇[J]，中國大學教學，2016（2）：42-47.

[4]嵩天，黃天羽，禮欣.面向計算生態的PYthon語言入門課程教學方案[J].計算機教育，2017（8）：7-12.

【通聯編輯：唐一東】

作者簡介：林曉芬（1981-），女，碩士研究生，副教授。