趣味編程挑戰(zhàn)從Python入門到AI應(yīng)用整理4課件

趣味編程挑戰(zhàn):從Python入門到AI應(yīng)用

04繪制五星紅旗——函數(shù)目錄目錄1.1挑戰(zhàn)描述1.2解題思路1.3編程實(shí)現(xiàn)1.4函數(shù)1.5變量的作用域1.6小結(jié)1.7鞏固練習(xí)1966年，SeymourPapert和WallyFeurzig發(fā)明了一種專門給兒童學(xué)習(xí)編程的語言——LOGO語言，它的特色就是通過編程指揮一個(gè)可愛的小海龜（turtle）在屏幕上繪圖。海龜繪圖（TurtleGraphics）后來被移植到了包括Python的各種高級(jí)語言中，Python內(nèi)置了turtle庫，基本上100%復(fù)制了TurtleGraphics的所有功能。在海龜繪圖中，創(chuàng)作者可以編寫程序指令讓一個(gè)虛擬的海龜在電腦屏幕上來回移動(dòng)。這只海龜隨身攜帶著一只鋼筆，創(chuàng)作者可以讓海龜使用這只鋼筆來繪制五顏六色的圖案。使用海龜繪圖，創(chuàng)作者們不僅能夠只用幾行代碼就創(chuàng)建出令人印象深刻的視覺效果，而且還可以通過觀察海龜來理解每行代碼如何影響到它的移動(dòng)，幫助其理解代碼的邏輯。所以海龜繪圖也常被用作新手學(xué)習(xí)Python的一種有效方法。本次挑戰(zhàn)中，需要用Python語言的turtle庫，在屏幕上繪制出一面五星紅旗。

1.1挑戰(zhàn)描述Python語言的turtle庫中提供了種類豐富的內(nèi)置函數(shù)，以幫助使用者繪制繪制各種圖案。本挑戰(zhàn)中將會(huì)使用到的部分turtle庫函數(shù)如表所示：1.2解題思路函數(shù)名稱功能示例begin_fill()在繪制要填充的形狀之前調(diào)用turtle.begin_fill()bgcolor(顏色值)設(shè)置主窗口的背景顏色turtle.bgcolor("red")color(顏色值)設(shè)置畫筆顏色和填充顏色turtle.color("yellow")done()海龜繪圖程序的結(jié)束語句turtle.done()down()放下畫筆，移動(dòng)時(shí)將畫線turtle.down()end_fill()填充上次調(diào)用begin_fill()之后繪制的形狀turtle.end_fill()forward(距離)海龜前進(jìn)指定距離，方向?yàn)楹｝數(shù)某騮urtle.forward(10)goto(X坐標(biāo),Y坐標(biāo))海龜移動(dòng)到一個(gè)絕對(duì)坐標(biāo)turtle.goto(100,100)hideturtle()使海龜不可見turtle.hideturtle()left(角度)海龜左轉(zhuǎn)指定角度turtle.left(5)right(角度)海龜右轉(zhuǎn)指定角度turtle.right(5)seth(角度)設(shè)置海龜?shù)某颍?為東、90為北、180為西、270為南turtle.seth(0)setup(寬,高,距屏幕左邊緣像素?cái)?shù),距屏幕上邊緣像素?cái)?shù))設(shè)置主窗口的大小和位置turtle.setup(600,400,0,0)speed(速度值)設(shè)置海龜移動(dòng)速度，范圍[0,10]turtle.speed(7)使用自然語言描述”繪制五星紅旗“挑戰(zhàn)的算法，其步驟如下。（1）初始化五星紅旗的大小和背景色、畫筆顏色、海龜?shù)囊苿?dòng)速度。（2）調(diào)用自定義函數(shù)drawStar()繪制大五星。（3）調(diào)用自定義函數(shù)drawStar()分別繪制四個(gè)小五星。1.2解題思路1.3編程實(shí)現(xiàn)1.4函數(shù)

函數(shù)是Python語言里最重要的概念之一。在編程時(shí)，程序員們需要將真實(shí)世界里的大問題分解為小問題，然后通過一個(gè)個(gè)函數(shù)交出答案。函數(shù)即是重復(fù)代碼的克星，也是對(duì)抗代碼復(fù)雜度的最佳武器。1、內(nèi)置函數(shù)當(dāng)我們用Python編程的時(shí)候，很多情況下，我們只不過是在使用別人已經(jīng)寫好的函數(shù)，即內(nèi)置函數(shù)。例如，print()函數(shù)。2、函數(shù)的參數(shù)在Python中，函數(shù)的參數(shù)，有如下兩種：位置參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)。在函數(shù)定義中，帶有=的參數(shù)為已設(shè)定了默認(rèn)值的參數(shù)，叫做關(guān)鍵字參數(shù)，其它的是位置參數(shù)。3、自定義函數(shù)程序員們可以定義并使用自己的函數(shù)，就像內(nèi)置函數(shù)一樣，自定義函數(shù)的關(guān)鍵字是def，以下代碼定義了一個(gè)什么都不干的函數(shù)：1.4函數(shù)為函數(shù)取名字的規(guī)則與變量的命名規(guī)則是一樣的，即只能由數(shù)字、字母和下劃線構(gòu)成，不能以數(shù)字開頭，不能使用關(guān)鍵字，且盡量使用有意義的單詞或單詞組作為函數(shù)名稱。自定義函數(shù)的第二步是定義參數(shù)列表，函數(shù)可以不接收任何參數(shù)（參數(shù)列表為空），也可以接收一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。接下來定義一個(gè)判斷某年是否為閏年的函數(shù)，取名為isLeap()，它接收一個(gè)整型參數(shù)，若是閏年，則返回True；否則返回False。1.4函數(shù)函數(shù)可以同時(shí)接收多個(gè)參數(shù)。例如，可以寫一個(gè)函數(shù)，讓它輸出從大于等于某個(gè)年份到小于另外一個(gè)年份所有的閏年。這時(shí)就需要定義兩個(gè)參數(shù)，調(diào)用它的時(shí)候也需要傳遞兩個(gè)參數(shù)。自定義函數(shù)的第三步工作是處理返回值。函數(shù)通過return語句來輸出返回值。但函數(shù)內(nèi)部，不一定非要有return語句，上面的do_nothing()函數(shù)就沒有return語句，如果函數(shù)內(nèi)部并未定義返回值，那么該函數(shù)的返回值為None，當(dāng)None被當(dāng)作布爾值對(duì)待的時(shí)候，相當(dāng)于是False。而上面的isLeap()函數(shù)，就有一個(gè)布爾型的返回值，并通過return語句輸出。若是閏年，則返回True；否則返回False。1.5變量的作用域在程序執(zhí)行過程中，變量有全局變量（GlobalVariable）和局域變量（LocalVariable）之分。首先，每次某個(gè)函數(shù)被調(diào)用的時(shí)候，這個(gè)函數(shù)會(huì)開辟一個(gè)新的內(nèi)存區(qū)域，這個(gè)函數(shù)內(nèi)部所有的變量，都是局域變量。也就是說，即便那個(gè)函數(shù)內(nèi)部某個(gè)變量的名稱與它外部的某個(gè)全局變量名稱相同，它們也不是同一個(gè)變量——只是名稱相同而已；其次，更為重要的是，當(dāng)外部調(diào)用一個(gè)函數(shù)的時(shí)候，傳遞給參數(shù)的不是變量本身，而是變量的值。也就是說，當(dāng)increaseOne(n)被調(diào)用的時(shí)候，被傳遞給那個(gè)恰好名稱也叫n的局域變量的，是全局變量n的值1；而后，increaseOne()函數(shù)的代碼開始執(zhí)行，局域變量n經(jīng)過n+=1執(zhí)行之后，其值變?yōu)?，而后這個(gè)值又被return語句返回，所以print(increaseOne(n))所輸出的值是函數(shù)被調(diào)用之后的返回值，即2；最后，全局變量n的值并沒有被改變，因?yàn)榫植孔兞縩（它的值是2）和全局變量n（它的值還是1）只不過是名字相同而已，但它們并不是同一個(gè)變量。??有一種情況要格外注意，如果傳遞進(jìn)來的參數(shù)是可變?nèi)萜鳎ɡ?，列表）時(shí)，函數(shù)內(nèi)部如果對(duì)這個(gè)容器的某些項(xiàng)進(jìn)行了修改，則全局有效。所以，一個(gè)比較好的習(xí)慣是，如果傳遞進(jìn)來的值是列表，那么在函數(shù)內(nèi)部對(duì)其操作之前，應(yīng)先創(chuàng)建一個(gè)它的拷貝。容器和列表是“前置引用”知識(shí)，會(huì)在后面的挑戰(zhàn)中詳細(xì)介紹。1.6小結(jié)本次挑戰(zhàn)中，通過“繪制五星紅旗”挑戰(zhàn)，引入了函數(shù)的知識(shí)點(diǎn)，希望各位能夠掌握Python中內(nèi)置函數(shù)和自定義函數(shù)的使用方法，具體包括：內(nèi)置函數(shù)函數(shù)的參數(shù)和返回值自定義函數(shù)變量的作用域

1.7鞏固練習(xí)習(xí)題1：閱讀如下Python代碼，寫出運(yùn)行結(jié)果。

1.7鞏固練習(xí)習(xí)題2：“小處著手”，是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)方式，先學(xué)會(huì)編寫各種“小”函數(shù)，慢慢地就能設(shè)計(jì)“大”函數(shù)了。下面的Python代碼