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源代码+代码解释+小结要用这个程序,首先需要下载一个叫swampy的包(package),也就是一个文件夹或者说是一套模块,其中包含了很多的函数。关于package的安装只需提一点,由于模块不大,最好直接安装默认的路径(也就 ...
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源代码+代码解释+小结
要用这个程序,首先需要下载一个叫swampy的包(package),也就是一个文件夹或者说是一套模块,其中包含了很多的函数。关于package的安装只需提一点,由于模块不大,最好直接安装默认的路径(也就是直接打开shell或者dos提示符的工作路径)里,确保只有一个叫swampy文件夹,里面都是相应的py文件。
好,开始我们的问题,在书中的第四章,整章作为一个接口学习的案例。
问题:用下载的swampy中的TurtleWorld模块画出一个正方形,正多边形,圆形,一段弧。
分析:在这里的过程中,我们发现问题不断被推广,从一个简单的由4条边的正方形,被推广到n条边的正多边形,进而推广到n=∞的时候(实际上做不到无穷大,只是取一个比较大的n近似),最后再从圆形中取一小段,即一段圆弧。
这里涉及函数,前进fd(t,length)和左转lt(t,angle),其中t表示turtle,就是我们是拿“海龟”来画出一条路径。
这里直接把源代码附上。
1、源代码
- """This module contains code from
- Think Python by Allen B. Downey
- http://thinkpython.com
- Copyright 2012 Allen B. Downey
- License: GNU GPLv3 http://www.gnu.org/licenses/gpl.html
- """
- import math
- try:
- # see if Swampy is installed as a package
- from swampy.TurtleWorld import *
- except ImportError:
- # otherwise see if the modules are on the PYTHONPATH
- from TurtleWorld import *
- def square(t, length):
- """Draws a square with sides of the given length.
- Returns the Turtle to the starting position and location.
- """
- for i in range(4):
- fd(t, length)
- lt(t)
- def polyline(t, n, length, angle):
- """Draws n line segments.
- t: Turtle object
- n: number of line segments
- length: length of each segment
- angle: degrees between segments
- """
- for i in range(n):
- fd(t, length)
- lt(t, angle)
- def polygon(t, n, length):
- """Draws a polygon with n sides.
- t: Turtle
- n: number of sides
- length: length of each side.
- """
- angle = 360.0/n
- polyline(t, n, length, angle)
- def arc(t, r, angle):
- """Draws an arc with the given radius and angle.
- t: Turtle
- r: radius
- angle: angle subtended by the arc, in degrees
- """
- arc_length = 2 * math.pi * r * abs(angle) / 360
- n = int(arc_length / 4) + 1
- step_length = arc_length / n
- step_angle = float(angle) / n
- # making a slight left turn before starting reduces
- # the error caused by the linear approximation of the arc
- lt(t, step_angle/2)
- polyline(t, n, step_length, step_angle)
- rt(t, step_angle/2)
- def circle(t, r):
- """Draws a circle with the given radius.
- t: Turtle
- r: radius
- """
- arc(t, r, 360)
- # the following condition checks whether we are
- # running as a script, in which case run the test code,
- # or being imported, in which case don't.
- if __name__ == '__main__':
- world = TurtleWorld()
- bob = Turtle()
- bob.delay = 0.001
- # draw a circle centered on the origin
- radius = 100
- pu(bob)
- fd(bob, radius)
- lt(bob)
- pd(bob)
- circle(bob, radius)
- wait_for_user()
2、源代码解释
首先,square这个函数是画正方形,比较简单,就是重复“前进+左拐”四次就得到了。
其次,polyline这个函数,这个函数是之后几个函数的基础,也就是画若干条直线,更准确的说是画出某个正m边形中的连续的n条直线(m>=n)。毫无疑问,这个是一切图形的基础,任何图形都可以拿线段去逼近(稍微卖弄一下数学)~
之后的polygon这个函数只是刚好是n=m的情形,就是画出所有的正m边形的边。(注:程序中没有出现过m,但是实际上任何一个angle都可以唯一对应一个m,满足angle=360°/m)
接着,也就是我们的目标要画出circle。但是,上述程序是先给了关于arc即圆弧的函数,因为弧长对应的圆周角取360°就是一个完整的圆了。(注:当然,我们也可以按照数学中从特殊到一般的角度,先确定定如何画圆,然后再按照一个百分比,即angle/360°来画一个弧。)画圆,就是用一个足够大的正n边形去逼近。
3、小结
最后,这里给个点评。程序是以polyline函数作为基本函数,来得到其他的函数,进而用其他的函数来表示目标函数。这种方法对于接口的设计起到了很好的练习和提升作用,即把大问题化成小问题,再把小问题分成几个基本的问题去解决,其中polyline这个函数反复使用的频率很高,这也就是这一章所强调的代码的重用性。
但是,作为代价,当你发现了一个很好的代码作为一个基函数,那么之前的代码可能就要重写。但就像书里提到的 “Once you start coding, you understand the problem better. Sometimes refactoring (重构)is a sign that you have learned something.”
(refactoring 就是重新整理一个程序以改进函数接口和促进代码的重用性。)这说的很清楚,代码可以不断被改“正”,当一个program被你用封装好的一系列函数所搞定之后,我们也就学到了东西。
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本文标题:自学《Think Python》之第二个程序——用“海龟”画一个圆弧
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