Статья Автор: Лебедев Дмитрий Алексеевич

Черепашка-ниндзя. Часть 1

В тетради представлен подход к созданию собственных команд"надстроек".
Для примера выбран модуль Turtle. Для этого модуля существует множество методов и множество примеров для применения
Вначале реализуем автоматизацию графического диктанта по сторонам "клетчатой бумаги"
Для этого достато иметь возможность вылонять следующие команды:

U - выполнить команду up()
D - выполнить команду down()
R - выполнить команду right(90)
L - выполнить команду left(90)
Fn - выполнить команду forward(n*m) ,
где n - количество клеток передвижения, m - "условный" размер клетки в пикселях
R - а

Ниже показана реалищиДля упрощения кодирования, улучшения комфортности и рефлексии предлагается написать небольшую "надстройку"
Ниже приведены примеры таких решений (используем "сложение" и "умножение" для повторов)

import turtle 
def bobik(scom, t=turtle.Pen(), m = 10 ):
  # Для демонстрации есть упрощенный вызов по умолчанию
  for k in scom.split() : # пробег по командам
    if k == 'U' : t.up() #поднятие пера
    elif k == 'D' : t.down() #опускание пера
    elif k == 'L' : t.left(90) #налево стандарт
    elif k == 'R' : t.right(90)#направо стандарт
    elif k[0] == 'F' : t.forward(int(k[1:])*m) #вперед
    turtle.done() # показ рисунка    
# рисуем квадрат 6 * 6 подробным способом
bobik("F6 R F6 R F6 R F6 R ")      
# рисуем квадрат 9 * 9 "сокращенным" способом
bobik("F9 R " * 4) # пробел после R важен - это разделитель       
# рисуем лесенку
s1 = "F2 L F1 R " * 10
ss = "U F-30 L F-10 R D " + (s1 + 'R ') * 4
bobik(ss)

Наш bobik пока понимает команды поворота только в "стандартном"(военно-физкультурном") формате.
В геометрии (и не только) нужны повороты на градус. Попробуем добавить это.
Как "разделить" строки L и L45?

- первая равна "L"
- вторая не равна "L", но первый символ в ней равен 'L'

значит, вначале надо проверять равенство, а потом совпадение первого символа

Модифицируем подпрограмму bobik. (Добавим пару строк, фактически являющихся copy-paste одной из строк)
Приведем примеры рисунков с поворотами на градус

import turtle 
def bobik(scom, t=turtle.Pen(), m = 10 ):
  # Для демонстрации есть упрощенный вызов по умолчанию
  for k in scom.split() : # пробег по командам
    if k == 'U' : t.up() #поднятие пера
    elif k == 'D' : t.down() #опускание пера
    elif k == 'L' : t.left(90) #налево стандарт
    elif k == 'R' : t.right(90)#направо стандарт
    elif k[0] == 'F' : t.forward(int(k[1:])*m) #вперед
    elif k[0] == 'L' : t.left(int(k[1:])) #налево на градус
    elif k[0] == 'R' : t.right(float(k[1:])) #направо на градус
  turtle.done() # показ рисунка    

# рисуем квадрат 6 * 6 
s1 = "F6 R " 
bobik("L30 " + s1 * 4) # пробел после R важен - это разделитель     
# рисуем звезду со стороной 10
s1 = "L45 F10 R135 F10  " 
bobik(s1 * 4) # пробел после R важен - это разделитель

Теперь попробуем усовершенствовать навык использования "командной строки" для рисования фигур в "масштабе" при заданном размере клетки.
Например
bobik("F1 R " * 4 + "F2 R " * 4 + "F3 R " * 4 +"F4 R " * 4 + "F5 R " * 4)
нарисует 5 вложенных квадратов.
Можно немного упростить, используя цикл

for n in range(1,6) :

  s = ('F' + str(n) + ' R ') * 4

  bobik(s)

Для "упрощения" этого процесса (и вообще для формирования строк) есть f' - строки
Полную информацию по ним можно найти в сети. Здесь приведем только примеры, необходимые для нашей задачи
Рисование вложенных квадратов можно осуществить

for n in range(1,6) :

  s = (f'F{n} R ')* 4

  bobik(s)

import turtle   

bobik("F1 R " * 4 + "F2 R " * 4 + "F3 R " * 4 +"F4 R " * 4  + "F5 R " * 4) 
for n in range(1,6) :
  s = ('F' + str(n) + ' R ') * 4
  s = (f'F{n} R ')* 4
  bobik(s)

Для дальнейших примеров будем создавать Черепашку и настраивать ее параметры.
Попробуем рисовать многоугольники/звезды с заданным периметром.
Заменим (в подпрограмме bobik)целые значения поворотов на вещественные

import turtle 

tt = turtle.Pen() # создание исполнителя Черепаха
tt.speed(0)
# запрос числа сторон
n = int(input())
r = 100/n # длина стороны
a = 360/n # угол поворота
s1 = f"F{r} R{a} "
s2 = f"F{r} R{a*(n//2)} "
ss = s2 * n + s1
bobik('U L F10 R D ',tt) # сдвиг для удобства рисования
bobik(ss * n, tt) # рисуем выпуклый многоугольник со звездами

Нарисуем клетчатое поле.

Создадим путь "Прямо 2n-клеток, Налево, Прямо, Налево, Прямо 2n-клеток, Направо, Прямо, Направо
f'F{2*n} L F1 L F{2*n} R F1 R'
Повторим этот путь n раз
Повернем направо и повторим всё снова

import turtle 

tt = turtle.Pen() # создание исполнителя Черепаха
tt.color('gray')
tt.speed(10)
n = 4 # будет 2n клеток по одной стороне
rk = 40 # размер клетки
s1 = f"F{2 * n} L F1 L F{2 * n} R F1 R "
ss = f'{s1 * n} R {s1 * n} '
bobik(f'U F{-n} L F{-n} R D ',tt, rk) #сдвиг для удобства рисования
bobik(ss, tt, rk) # рисуем сетку

Если добавить закраску, то можно получить шахматную раскраску (надо вернуть Черепашку "домой")

import turtle 

tt = turtle.Pen() # создание исполнителя Черепаха
tt.color('gray')
tt.speed(10)
n = int(input()) # будет 2n клеток по одной стороне
rk = 30 # размер клетки
s1 = f"F{2 * n} L F1 L F{2 * n} R F1 R "
ss = f'{s1 * n} R {s1 * n} '
bobik(f'U F{-n} L F{-n} R D ',tt, rk) #сдвиг для удобства рисования
tt.fillcolor('green')
tt.begin_fill()
bobik(ss, tt, rk) # рисуем сетку 
bobik(f'F{2 * n} R ' *2, tt, rk) # возврат "домой"
tt.end_fill()

Продолжение следует.... Будем учить Черепашку геометрии

Печать