Python语言与程序设计_第二周

第二周

2.1深入理解Python语言

背景

1946 - 1981 计算机系统结构时代 计算能力问题

1981 - 2008 网络和视窗时代 交互问题

2008 - 2016 复杂信息系统时代 数据问题

新计算时代

2017 - 人工智能时代 人类自身问题

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编程语言

• C ++诞生于计算机系统结构时代，用来写操作系统的语言++

-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 ++诞生于网络和视窗时代++

-学习内容： 对象、跨平台、运行时

-语言本质： 理解程序设计过程中主体和客体之间的关系

-解决问题： 跨平台，程序交互问题

• C++ ++C语言的演进，具有面向对象的特点++

-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

• VB（.NET）++诞生于网络视窗时代++

-学习内容： 对象、按钮、文本框

-语言本质： 理解人机之间交互逻辑

-解决问题： 桌面应用

• Python ++发展于复杂信息系统时代++

-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： 各类问题的计算部分的实现

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2018年以后的计算环境

• 计算机性能不再是解决一般问题的瓶颈
• 移动互联网普及
• 计算需求增加

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Python语言特点

（通用语言、脚本语言、开源语言、跨平台语言、多模型语言、粘性语言）

• 通用语言

可以用于普适的计算问题求解的开发

• 语法简洁

强制可读性；较少的底层语法元素；多种编程方式；支持中文字符

简洁意味着：

短的编程时间、少的调试工作量、良好的维护体验

缩短近10倍的代码量

• 生态高产

快速增长的计算生态，避免重复造轮子

提高10倍产出

如何看待Python

• 最高产
• 掌握抽象并求解计算问题综合能力的语言
• 解决复杂计算问题

超级语言

• 粘性整合已有程序，具有庞大计算生态
• 集成开发，复用

实例2：Python蟒蛇绘制

用程序绘制一条蟒蛇

问题分析：

• 计算机绘图是什么原理？
  程序为何能产生窗体？为何能在窗体上绘制图形？

• Python蟒蛇绘制从哪里开始？

代码编写：

import turtle
turtle.setup(650,350,200,200)
turtle.penup()
turtle.fd(-250)
turtle.pendown()
turtle.pensize(25)
turtle.pencolor("purple")
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()

2.3海龟库turtle

• turtle库基本介绍
• turtle绘图窗体布局
• turtle空间坐标体系
• turtle角度坐标体系
• RGB色彩体系

turtle库概述

Python标准库之一

turtle的原理：

想象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

有点致敬logo语言的意思

turtle的绘图窗体

设置启动窗体的位置和大小

turtle.setup(width,height,startx,starty)   

turtle的空间坐标体系

• 绝对坐标

  turtle.goto(100,100)

• 海龟坐标

  前进：turtle.fd(d)
  后退：turtle.bk(d)
  转弯：turtle.circle(r,angle)

turtle的角度坐标体系

• 绝对角度

  turtle.seth(angle)

• 海龟角度

  turtle.left(angle)
  turtle.right(angle)

RGB色彩体系

turtle库默认采用小数来表示颜色，使用

turtle.colormode(mode)
-1.0：RGB小数值
-255：RGB整数值

来改变色彩数值模式

2.4 turtle程序语法元素分析

• 库引用与import
• turtle画笔控制函数
• turtle运动控制函数
• turtle方向控制函数
• 基本循环语句与range函数

库引用与import

• 库引用

python引用第三方库

• from <库名> import <函数名>

这样可以简化每一次都要写<库名>.<函数名>，直接使用函数名就可以了

• import <库名> as <库别名>

给调用的外部库，起一个更短更适合自己的名字

画笔控制函数

• penup()

又名turtle.pu()，画笔抬起，画笔运动轨迹不在画布上形成图案

• pendown()

又名turtle.pd()，画笔落下，画笔运动轨迹在画布上形成图案

• pencolor()

又名turtle.width()

• pensize()

可以用RGB值或者颜色字符串

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

turtle运动控制函数

控制海龟行进：走直线&走曲线

走直线：turtle.forword(d) / turtle.fd(d)

走曲线：turtle.circle(r,extent =None)

    半径为r，角度extent
    默认情况圆心在海龟前进方向左侧r距离处

turtle方向控制函数

控制海龟面对的方向

绝对角度：
turtle.setheading(angle) / turtle.seth(angle)

海龟角度：
turtle.left(angle)
turtle.right(angle)

循环语句与range()函数

循环结构：

    for <变量> in range(<循环次数>) 
    变量从 0 到 range - 1 次循环

range()函数：

    产生循环计数序列
    range(N)：产生 0 到 N - 1，共N个
    range(M,N)：产生 M 到 N - 1，共N-M个