Python语言程序设计之二--用turtle库画围棋棋盘和正、余弦函数图形

这篇笔记依然是在做《python语言程序设计》第5章循环的习题。其中有两类问题需要记录下来。

第一是如何画围棋棋盘。围棋棋盘共有19纵19横。其中，位于（0，0）的星位叫天元，其余8个星位坐标分别是：（-6，6），（0，6），（6，6），（-6，0），（6，0），（-6，-6），（0，-6），（6，-6）。这里面涉及到绘制等间距网格，我选择for循环来实现。考虑到以后可以修改棋盘大小，所以网格间距和初始点位置都设置成全局变量。其代码如下：

# 绘制围棋棋盘

import turtle

# 线与线间隔
n = 30
# 初始点位置
x = -300
y = -300

# 定义棋盘样式
turtle.speed(3)
turtle.pencolor('black')
turtle.screensize(400, 400)

# 画横线
for i in range(19):
    turtle.penup()
    turtle.goto(x, y + n * i)
    turtle.pendown()
    turtle.forward(n * 18)

# 画竖线
turtle.left(90)
for i in range(19):
    turtle.penup()
    turtle.goto(x + n * i, y)
    turtle.pendown()
    turtle.forward(n * 18)

turtle.right(90)

# 画9个星位，每排三个，共三排所以是两层for循环
x_first = x + n * 3
y_first = y + n * 3 - n * 0.25

for i in range(3):
    for j in range(3):
        turtle.penup()
        turtle.goto(x_first + 6 * j * n, y_first + 6 * i * n)
        # 如果按下面写法，则先画左边3个星，再画中间3个
        # turtle.goto(x_first + 6 * j * n, y_first + 6 * i * n)
        turtle.pendown()
        turtle.begin_fill()
        turtle.fillcolor('blue')
        # 飞星的半径为1/4个网格间距
        turtle.circle(n * 0.25)
        turtle.end_fill()

# 隐藏画笔箭头
turtle.hideturtle()

turtle.done()

代码运行结果如下图：

题目非常简单，重点是通过画图来感受循环在处理重复性动作时的威力。但凡重复性的工作都可以用循环来处理。这也正是计算机擅长的工作，并且也是程序的意义所在：把人的精力从繁琐的、海量的、重复性的、简单的初级工作中解脱出来。

第二个问题就是绘制正弦、余弦函数。其核心思想是：放下画笔，然后让画笔依次通过各个坐标点就画出一条正弦余弦曲线。从这里也可以看出，这也是不断地重复性工作，重复地计算以x为横坐标的点的 y 坐标，然后重复地让画笔通过这些点。所以我也选用for循环。

当然，代码中值得关注的就是 x-0-y 坐标系的绘制。这段代码可以通用。

# 在正交坐标系下画sin(x)和cos(x)曲线

import turtle
import math

turtle.speed(1)

# 画 x 轴
turtle.penup()
turtle.goto(-220, 0)
turtle.pendown()
turtle.goto(220, 0)

# 画 x 轴箭头
turtle.setheading(150)
turtle.forward(20)
turtle.penup()
turtle.goto(220, 0)
turtle.setheading(-150)
turtle.pendown()
turtle.forward(20)

# 显示x
turtle.penup()
turtle.goto(225, 0)
turtle.write('x')

# 画 y 轴
turtle.penup()
turtle.goto(0, -100)
turtle.pendown()
turtle.goto(0, 100)

# 画 y 轴箭头
turtle.setheading(240)
turtle.forward(20)
turtle.penup()
turtle.goto(0, 100)
turtle.pendown()
turtle.setheading(-60)
turtle.forward(20)

# 显示y
turtle.penup()
turtle.goto(0, 110)
turtle.write('y')

# 画正弦曲线
x = -175
turtle.pensize(2)
turtle.color('blue')
turtle.penup()
turtle.goto(x, 50 * math.sin((x / 100) * 2 * math.pi))
turtle.pendown()
for x in range(-175, 176):
    turtle.goto(x, 50 * math.sin((x / 100) * 2 * math.pi))

# 将-2π的位置标示出来
turtle.penup()
turtle.goto(-100, -20)
turtle.write('-2π')

# 将2π的位置标示出来
turtle.penup()
turtle.goto(100, -20)
turtle.write('2π')

# 画余弦曲线
x = -175
turtle.pensize(2)
turtle.color('red')
turtle.penup()
turtle.goto(x, 50 * math.cos((x / 100) * 2 * math.pi))
turtle.pendown()
for x in range(-175, 176):
    turtle.goto(x, 50 * math.cos((x / 100) * 2 * math.pi))

turtle.hideturtle()
turtle.done()

运行结果如下：

最后我还是要重复一遍上面的心得：但凡重复性的工作都可以用循环来处理。这也正是计算机擅长的工作，并且也是程序的意义所在：把人的精力从繁琐的、海量的、重复性的、简单的初级工作中解脱出来。应该把精力放在建模和算法优化上。这才是重点和难点。

这句话重复了，可以for一下。哈哈，皮