课程简介

这是一个基于jupyter的海龟画画课程，使用了一个ipyturtle库。ipyturtle库是jupyter的插件，用来实现logo语言的功能。

Logo语言是MIT著名计算机教授西蒙派珀特专为儿童设计的编程语言，曾经风靡全球，直到最近十年才慢慢被Scratch所替代。有人开发了一个叫做Turtle的Python库，继承了logo语言的所有功能。我希望能够借助画画的方式，让初学者熟悉Python语法，但是Python命令行形式的编程界面，总不够友好。有了Jupyter和ipyturtle后，我们可以在网页上一边画画，一边学习Python。

准备工作

1.ipyturtle的安装

安装ipyturtle之前，要先安装jupyter。

安装方法：

pip install ipyturtle jupyter nbextension enable --py --sys-prefix ipyturtle

如果pip不能安装，可以试试pip3。

ipyturtle的开源地址：https://github.com/gkvoelkl/ipython-turtle-widget

虚谷号上，已经预装了jupyter和ipyturtle，打开就可以使用。

2.谷歌浏览器

需要使用谷歌浏览器来访问。

好了，开始画图吧。

开始画画

1.准备工作：

首先是导入库，然后显示Turtle对象。执行代码（选择语句，点击“运行”。），看一看，网页上是不是出现了一张中间有小三角形标志的图片？这就是的画布

from ipyturtle import Turtle
t = Turtle()
t

如果觉得画布太大，那就设定画布大小，小一点。试一试。

# 先关闭
t.close()

# 再画一个小一点的画布
t = Turtle(fixed=False, width=100, height=100)
t

看一下，画布上是不是变小了，并且三角形标志的位置也不在中心点了。

画一条长度为40的线吧。

t.forward(40)

是不是看到图片中的三角形指示牌动起来了，并且底下出现一条线？

接下来要考一考大家：

默认情况下，三角形指示牌的坐标在“0，0”的位置，运行下面的代码，t的坐标在哪里？

t.back(20)
t.forward(60)

有没有发现，三角形指示牌移动了？我们输出坐标吧。

t.position()

(0.0, 80.0)

解释一下，back表示后退，forward表示移动，括号中的数字单位是像素。因为后退了20，再前进60，实际上是40，所以坐标在“0.0, 40.0”。那么Turtle还支持哪些操作呢？

移动：forward()，back() 表示前进多少步,后退多少步，括号里面表示像素。
转弯：right(10)、left(20) 右转和左转，括号里面表示角度。
收起画笔：penup()
重新开始：reset()

我们试一试吧，画一条线，长度是50像素的水平线。

from ipyturtle import Turtle
t = Turtle(fixed=False, width=200, height=200)
t

t.right(90)
t.forward(50)

总结一下： 要先显示t，然后移动坐标，就能看到图案，不然看到的是最终结果。

2.画出基本形状：

# 长度是100，高度是50的矩形
from ipyturtle import Turtle
t = Turtle()
t

#画出矩形
t.forward(50)
t.right(90)
t.forward(100)
t.right(90)
t.forward(50)
t.right(90)
t.forward(100)

看一下，是不是画出了矩形？

#先清除原来的结果
t
t.reset()

4.如何画三角形

这个可是难题了。

#画出三角形
from ipyturtle import Turtle
t = Turtle()
t

t.forward(100)
t.right(120)
t.forward(100)
t.right(120)
t.forward(100)
t.right(120)

说一下，这是什么原理？为什么这样画出来的就是一个三角形？

那么，如何画出一个直角三角形呢？

#画出有一个角是60度的直角三角形。
t.reset()
t.forward(100)
t.right(90)
t.forward(150)
t.right(120)
while t.position()[0]>0:
    t.forward(1)
t.right(150)
t.forward(abs(t.position()[1]))

解释一下代码：

t.position()，表示坐标，这个数据类型是元组（tuple）。因为我们不知道这个边有多长，就用while循环，一直走到坐标x超过原点（0）为止，然后回到原位。

其中，t.position()[0]是x坐标，t.position()[1]是y坐标。

问题：abs(t.position()[1])表示什么？

知识链接：while 后面跟着的是表达式，只要表达式成立，那么就一直循环。

思考：能不能用勾股定理算出边长，然后回到原点？

如：math.sqrt(1002+1502)。

如果使用sqrt，需要导入math库。在头部要加上一句“import math”

5.写个函数吧

# 正方形
def square(size):
    for i in range(4):
        t.forward(size)
        t.right(90)

t.reset()
square(100)

知识链接1：def square(size)表示一个自定义的函数，square是函数名，size是参数。函数类似一个程序代码的集合，调用起来比较方便。

知识链接2：for i in range(4)表示循环4次，分别是0，1，2，3。即从0开始，不包括4。

# 画个圆
def circle():
    for i in range(360):
        t.forward(1)
        t.right(1)

t.reset()
circle()

思考题1：如果把360改为60，图案有什么变化？要让画出来的图呈现出圆的样子，需要修改哪个数字？

思考题2：如何修改代码，画出一个正五边形？

# 画个正五边形
def triangle():
    for i in range(5):
        t.forward(60)
        t.right(72)
t.reset()
triangle()

看这画图的过程，是不是挺好玩？好了，这个海龟画画的简单教程结束了。