Python启蒙之海龟作图

今天我要向大家介绍一下如何使用Python 进行绘图，学会了基本绘图后，你就可以使用电脑绘制出很多漂亮的图形了，先给大家展示几幅使用Python 绘图完成的精美图案吧。

这副图形电脑是如何绘制出来的呢？ 试想一下，如果现在给你一张纸和一支笔，你如何做出这幅图形。你可以从中心点开始，然后一条条线开始绘制，直到完成最边缘的线条。电脑作图的方式就是充分模拟了你手工绘画的流程，通过程序控制了手工的作图。那既然手工都可以做，为什么要使用电脑呢？ 使用电脑的好处是，当你需要对这个图形进行一些修改，或者需要对他上颜色的时候，只需要很少的程序修改就可以完成，而不再需要重新手工绘制。

通过这幅图形的绘制过程，大家可能会了解一个概念，那就是电脑很多时候就是在模拟你的手工过程。如果这幅图形，你在手工绘制时都不知道怎么画，那其实你也很难想出来如何使用电脑进行模拟。电脑能够实现的是一次输入，永久保存，并且方便后续修改。但如果一件事情你用手工都不知道如何完成，相信即使转到电脑上也是没思路的。所谓的程序，简单来说，就是通过电脑的方式模拟手工的流程。

今天程序对应的代码如下：

import turtle

t = turtle.Pen()

for x in range(100):

t.forward(x)

t.left(90)

可以看到，程序非常简洁，总共加起来也就是5 行的代码。那在这几行代码中，到底发生了什么，从而让电脑绘制出了这么一副漂亮的图形？

第一行的命令是导入海龟图形库。大家可以想象一下，当开发程序的时候，其实有很多工具箱可以供你使用。当你绘图的时候，你需要海龟工具箱，当你播放音乐的时候，需要音乐工具箱，当你开发游戏的时候，需要基本的游戏工具箱。而在实际的绘制中，你也确实需要一套绘制工具才能完成绘制，而第一行的意思就是引入turtle 这个海龟绘图工具箱。今后你开发出来的有用的程序，也可以作为工具箱提供给别人使用。

第二行代码相当于在海龟绘图工具箱中选择了一只笔，这就像你实际绘图中，需要选择一支笔是一样的道理，后续的绘图就会默认使用这支笔进行操作了。如果需要对笔做一些设置，例如希望挑选不同颜色的笔，也可以在这里通过函数设置笔的颜色，在这个Demo 中默认使用的是黑色。这行代码中左边的 t 就代表着这只选中的笔，后续所有需要对这支笔的操作都是可以使用 t 来直接进行操作。

第三行使用了循环语句。 For 是Python语言中的关键字，代表循环。此行代码就代表从0 循环到99。计算机几乎总是从0 开始计数，而不是像我们通常那样从1 开始。这行代码中的 x 是一个变量，每次循环，他就代表不同的值。第一次循环的时候它是0，第二次循环它是1， 第三次是2，一直循环到99 就结束了，从0 到99 ，一共是100 次循环。

接下来的两行代码不是从顶格开始的，而是有四个字节的缩进。Python使用缩进的方式来组织代码。这两行缩进代码就位于For 循环的范围内，当每次循环的时候，都会执行一下这两行代码。所以这两行代码也被执行了100次，每次执行时，对应的 变量 x 都是不一样的，从0 到99。其中 t.forward(x) 这行代码会使用到循环变量 x，这句代码的意思是画笔在屏幕上向前移动 x 个点。第一次 x 等于0 的时候，画笔不会移动。当第二次 x 等于1 的时候，就会移动一个点。但在屏幕上，哪个方向是“前” 呢？也就是说画笔会往哪个方向移动？最开始的默认方向是向右的，t.left 函数把移动方向向左旋转了90 度，这就相当于第二次循环的时候，移动方向就变成了向上，第三次的时候就变成了向左，第四次变成了向下，然后第五次又变成了向右。

以上程序在电脑上运行的时候，大家能够看到完整的作图过程，配合以上的代码解释，应该能够很容易理解这些代码的意思。

最后再给大家总结一下本章的内容。我们使用五行代码绘制了一个令人印象深刻的图形，大家通过输入和运行这个代码，能够理解Python 程序是如何工作的，对程序的运行有了一个感性的认识，并且初步接触了几个关键字(import, for)，这些关键字今后还会详细的介绍，今天大家只要能够完整的运行程序，并且初步了解每行代码如何与所绘制图形对应起来的就可以了。

这里给大家留一个练习题。今天的程序中所使用的笔的颜色是黑色的，但笔的颜色其实是可以改变的，所使用的代码如下：

t.pencolor("red")

这里把颜色修改成了红色，其他颜色包括："yellow","blue","orange","green" 等，你尝试修改下画笔的颜色，然后重新绘制一幅有颜色的图像。

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