2.3 编程知识点

（1）函数setheading（）和forward（）

我们知道，线段是两个点之间的连线。知道两个点的坐标，自然可以画出这条线段来。从前面的介绍可以得知，如果画笔在起点位置，用函数goto（）可以画出这条线段。

假若，现在我们只知道起点的位置、线段的长度，以及与横轴正向的夹角，能否画出这条线段来呢？从相关几何知识可知，这样的线段也是可以画出来的。

在Python的turtle库里，设置画笔朝向的函数是setheading（），括弧里的参数为画笔的角度。角度是以横轴正向为0°，逆时针旋转为正，顺时针旋转为负。前移画笔一定长度的函数是forward（），括弧里参数是画笔前移的像素值。

如图2-4所示，画AB线段，可以让在A点的画笔通过使用goto（20，20）移动到B点，也可以在A点设置画笔的朝向为45°，然后前移AB线段的长度。根据勾股定理，从点（0，0）到点（20，20）的AB线段长约为28像素。

turtle画笔的初始位置在原点（0，0），线段的两种画法的程序代码如图2-5所示，左图是已知线段另外一点的坐标是（20，20）的画法；右图是已知线段与横轴的夹角是45°，长度为28像素的画法。两种方法画出来的线段是一样的。

（2）函数pensize（）和pencolor（）

在几何知识中，线段是有长度和方向的，且由两个端点的位置决定，没有宽度和颜色的概念。但在turtle画图中，线段还有宽度和颜色的属性。可以用函数pensize（）指定画笔的宽度，单位是像素，用函数pencolor（）指定画笔的颜色。画不同宽度和不同颜色的4条线段的程序代码如图2-6所示。程序运行结果如图2-7所示。

（3）函数hideturtle（）和showturtle（）

在前面用turtle画图的例子中，程序运行完成后，总有一个黑色箭头留在画面上，这是画笔最后的位置和朝向的指示。在设计不需要显示画笔的图形时，可以使用函数hideturtle（）来隐藏。如果需要显示已经隐藏的画笔，可以使用函数showturtle（）完成。

如图2-8所示的程序代码，开始隐藏画笔，也就是在画前两条线段时是看不到画笔形状的，画完两条线段后，显示画笔；在画最后两条线段的过程中，可以看到画笔的形状；在整个图画完后，再隐藏画笔。程序运行结果如图2-9所示。

（4）颜色列表

列表是Python中一种特殊的数据序列。列表中的每个元素可以是Python的各种数据类型。元素放在方括号内，用逗号分隔。列表中的第一个索引（元素）是0，第二个索引是1，依此类推。

为了生成五颜六色的图形，我们选用6种颜色，组成颜色列表colors，如图2-10所示。

举例来说，如图2-11所示，从原点（0，0）出发，画36条各种颜色的线。线的宽度为5像素，线条之间的夹角为360°/36=10°，即第i条线与横轴正向的夹角为（10×i）°，画笔的方向设置为setheading（10×i）。

线的颜色从下面颜色列表中取得。

假设颜色列表中有6种颜色，每画6条线，颜色重复一次。循环画36条线，我们用i%6（循环变量i对6取余）来做颜色索引。

每画完一条线，都要抬笔，用函数goto（0，0）使画笔回到原点，然后落笔，再用函数forward（）画下一条线。

程序运行结果如图2-12所示。

（5）嵌套循环

在一个循环语句中包含另一个循环语句，叫做嵌套循环。嵌套循环是编程语言中常见的逻辑结构。那么嵌套循环在画图的过程中有什么用呢？前面我们用一层for循环画了36条线。如果想在每条线的末端再画三个点，就需要使用嵌套循环来解决了。嵌套循环在画图中完成的是两个不同维度的循环要求。程序代码如图2-13所示。程序运行结果如图2-14所示。

（6）条件判断

如果在特定的位置上，在不同的条件下需要用画笔画不同的图形，这需要进行条件判断，不同的条件下运行不同的画图程序代码。在计算机编程语言中，条件判断是一种常用的逻辑结构，是依据给定的逻辑运算结果（True或False），执行相应代码的程序结构。

两个分支的条件判断结构如下：

三个以上分支的条件判断结构，需要在两个分支的条件判断结构中，使用elif来增加新的条件分支，结构如下：

如图2-15所示，这段代码显示了条件判断语句的作用。首先，从Python的Shell上获取用户的选择。如果用户选择1，即if（choice==1），画一个100像素的红点；如果用户选择其他，即else，画一个100像素的蓝点。