Статья Автор: Лебедев Дмитрий Алексеевич

Программирование в примерах и задачах от Черепашки. Введение. Процедуры: линия, сетка (для начинающих)

Пример 1. Рисуем линию.

Надо научить рисовать линию.
Вроде все просто и можно сделать комбинацией команд.
Но если надо вызывать это много раз?
Напишем подпрограмму, которая будет это делать.
Что нужно подпрограмме:

координаты точки Старта, точки Финиша
имя Исполнителя (Черепашки)
масштаб рисования. Зачем? - А вдруг пригодиться

import turtle as tr # импорт модуля Исполнителя Черепашки
def my_line(AA, BB, t, m=1): # Подпрограмм рисования линии из точки AA в точку BB
  # t - Исполнитель, m - масштабирование (по умолчанию = 1) 
  A = (AA[0] * m, AA[1] * m) # переход к координатам в масштабе 
  B = (BB[0] * m, BB[1] * m) 
  t.up(); t.goto(A) # на Старт
  t.down(); t.goto(B) # идем на Финиш
  # В дальнейшем будем совершенствовать
#Основная программа
tt = tr.Pen() # Создание Черепашки
tt.speed(10) # скорость рисования
a, b = (-10,-10), (20,10) # координаты точек для отладки
my_line(a, b, tt) # вызов подпрограммы без масштаба
tt.color('red') # меняем цвет 
for m in range(5, 26,5): # рисуем несколько линий с использованием масштаба
  my_line(a, b, tt, m)
tr.done() # вывод изображения на экран

Пример 2. Рисуем сетку

Рисование линии - это вспомогательная задача, с помощью которой можно решать более сложные задачи.
Разберем, как нарисовать прямоугольник, разлинованный в клетку.
Что нам для этого надо знать? (Какие параметры нужны программе?)

размеры прямоугольника
размер клетки
исполнитель

Прямоугольник можно задать координатами "левого нижнего угла" и "правого верхнего угла".
А в каких единицах их задавать? (в пикселях или как на листе бумаги?)
- если используем размер клетки, то "удобнее" как на листе бумаги, то есть
размер (1,1) - (8,8) будет задавать "шахматную" доску,
а размер (0,0) - (2,2) задаст поле для крестиков-ноликов"
Попробуем создать подпрограмму setka, которая получит

координаты углов прямоугольника
размер клетки
исполнителя

и используя подпрограмму my_line нарисует разлинованное поле
Для удобства, подпрограмма my_line скрыта

import turtle as tr # импорт модуля Исполнителя Черепашки
def setka (A, B, m, t):
  for x in range(A[0],B[0]+1):
    my_line((x,A[1]),(x,B[1]),t,m)
  for y in range(A[1],B[1]+1):
    my_line((A[0],y),(B[0],y),t,m)
    
#Основная программа
tt = tr.Pen() # Создание Черепашки
tt.speed(10) # скорость рисования
tt.color('gray') # сетку будем рисовать серым цветом
a, b = (1,1), (8,8) # координаты точек для отладки
rk = 40 # размер клетки
setka(a,b,rk,tt) #рисуем сетку для шахмат
setka((-3,-3), (0,0),2*rk,tt) #рисуем сетку для крестиков-ноликов

tr.done() # вывод изображения на экран

Теперь несложно нарисовать рисунок по точкам.
Например, нарисовать 4-угольник ABCD и его диаголани:

\(A = (-3, -3); B = (2, 3); C = (5, 1);D = (4, -3)\)
линии красным цветом, толщина пера 3
диагонали синим цветом толщина пера 1
размер клетки подобрать так, чтобы чертеж был максимально большим
чертеж должен располагаться в разлинованном прямоугольнике

import turtle as tr # импорт модуля Исполнителя Черепашки
   
#Основная программа
tt = tr.Pen() # Создание Черепашки
ts = tr.Pen() # Создаем Черепашку для сетки (вспомогательную)
ts.color('gray'); ts.speed(0); ts.hideturtle()
rk = int(input()) #60
setka((-10,-10),(10,10),rk,ts) #рисуем сетку для шахмат
A = (-3,-3); B = (2, 3); C = (5, 1); D = (4, -3)
tt.speed(5) # скорость рисования
tt.color('red'); tt.width(3)
my_line(A, B, tt, rk)
my_line(B, C, tt, rk)
my_line(C, D, tt, rk)
my_line(D, A, tt, rk)
tt.color('blue'); tt.width(1)
my_line(A, C, tt, rk)
my_line(B, D, tt, rk)

tr.done() # вывод изображения на экран

Пример 3. Функции для клетки

Научились рисовать сетку (таблицу), можем чертить.
Что может ещё быть полезным?

Заливка клетки - сможем делать игровые доски, раскраски
Печать текста в клетку
что-то ещё?

Начнем с заливки клетки. Программу назовем kletka_fill.
Что надо подать на вход:

A - координаты клетки (левый нижний угол) - относительные или в пикселях?
rk - размер клетки
t - ислонителя
clr - цвет заливки. Если нет, то красим цветом исполнителя

import turtle as tr # импорт модуля Исполнителя Черепашки
def kletka_fill(A, rk, t, clr = None ):
  if clr : # меняем цвет заливки, если необходимо
    t.fillcolor(clr)
  x, y = A # получаем координаты узла таблицы (для удобства)
  my_line((x, y), (x, y), t, rk) # переходим в узел (без заливки)
  t.begin_fill() # начало заливки
  my_line((x, y), (x, y + 1), t, rk) # прорисовка квадрат со стороной 1
  my_line((x, y + 1), (x + 1, y + 1), t, rk) 
  my_line((x + 1, y + 1), (x + 1, y ), t, rk)
  my_line((x +1, y), (x, y), t, rk)
  t.end_fill() # завершение заливки
    
   
#Основная программа
tt = tr.Pen() # Создание Черепашки
ts = tr.Pen() # Создаем Черепашку для сетки (вспомогательную)
ts.color('gray'); ts.speed(0); ts.hideturtle()
rk = 40
setka((1,1),(8,8),rk,ts) #рисуем доску для шахмат
tt.speed(10) # ускоряем работу
for x in range(1,8): # закрашиваем клетки
  for y in range(1,8):
    if (x + y) % 2 == 0 :
      kletka_fill((x, y),rk,tt,'brown') #закрашиваем поле



tr.done() # вывод изображения на экран

Теперь попробуем научиться печатать текст в клетку.
Для этого будем использовать метод write

turtle.write(arg, move=False, align="left", font=("Arial", 8, "normal"))
Параметры:

arg - строка/объект для записи в TurtleScreen,

move=False - отвечает за позицию пера, после вывода текста,

align="left" - одна из строк 'left', 'center' или 'right',

font=("Arial", 8, "normal") - описание шрифта, тройной кортеж (fontname, fontsize, fonttype).

Напишем программу kletka_text с параметрами

st - строка/символ текста, который надо вывести
A - координаты узла клетки (в таблице) куда надо поместить (или начала записи)
rk - размер клетки
t - исполнитель
fn - параметры шрифта (зададим умолчание)

Возможно потребуются ещё параметры и доработка подпрограммы. Пока создадим простую версию

import turtle as tr # импорт модуля Исполнителя Черепашки
def kletka_text(st,A, rk, t, fnt = None ):
  if fnt == None : # меняем цвет заливки, если необходимо
    fnt = ('Arial', rk, 'normal')
  my_line(A, A, t, rk) # переходим в узел (без заливки)
  t.write(st, font = fnt, align = 'center') # Печать текста
   
#Основная программа
tt = tr.Pen() # Создание Черепашки
ts = tr.Pen() # Создаем Черепашку для сетки (вспомогательную)
ts.color('gray'); ts.speed(0); ts.hideturtle()
rk = 30
setka((1,1),(9,9),rk,ts) #рисуем доску для шахмат
tt.speed(5) # ускоряем работу
x, y = 0.5, 0.2          
for s in 'ABCDEFGH': # подписываем столбцы
  x += 1 
  kletka_text(s,(x,y),rk,tt)
x, y = 0.6, 0.1          
for s in '12345678': # подписываем строки
  y += 1 
  kletka_text(s,(x,y),rk,tt)
tt.hideturtle()
tr.done() # вывод изображения на экран

Подписать получилось, но не очень "красиво".
Добавим несколько исправлений:

уменьшим размер шрифта по умолчанию до rk/2
будем сдвигать "точку печати"

Можно сделать и другие усовершенствования
Попробуем заполнить таблицу умножения для 8-й системы счисления
В подпрограмму kletka_text допавили возможность управления только размером шрифта

import turtle as tr # импорт модуля Исполнителя Черепашки
def kletka_text(st,A, rk, t, fnt = None ):
  if fnt == None : # меняем цвет заливки, если необходимо
    fntp = ('PT Mono', rk, 'normal')
  elif type(fnt) != tuple :
    fntp = ('PT Mono', fnt, 'normal')
  else :
    fntp = fnt
    
  my_line(A, A, t, rk) # переходим в узел (без заливки)
  t.write(st, font = fntp, align = 'center') # Печать текста
   
#Основная программа
tt = tr.Pen() # Создание Черепашки
ts = tr.Pen() # Создаем Черепашку для сетки (вспомогательную)
ts.color('gray'); ts.speed(0); ts.hideturtle()
rk = 30
setka((1,1),(8,8),rk,ts) #рисуем доску для шахмат
tt.speed(5) # ускоряем работу
x, y = 0.5, 8.2          
for s in '1234567': # подписываем столбцы
  x += 1 
  kletka_text(s,(x,y),rk,ts,('Times',2*rk//3,'bold'))
x, y = 0.6, 8.2          
for s in '1234567': # подписываем строки
  y -= 1 
  kletka_text(s,(x,y),rk,ts,('Times',2*rk//3,'bold'))
  
for x in range(1,8):
  for y in range(1,8):
    s=oct(x*y)[2:]
    kletka_text(s,(x+0.5,8 - y + 0.25),rk,tt,rk//2)
tt.hideturtle()
tr.done() # вывод изображения на экран

Пример 4. Рисуем шахматную доску с фигурами
Для изображения фигур можно использовать символы Юникода
chess_pieces_unicode = { '♔': 'Белый король = K', '♕': 'Белый ферзь = W ','♖': 'Белый ладья = R', '♗': 'Белый слон = B', '♘': 'Белый конь = H','♙': 'Белая пешка = P', '♚': 'Черный король = k', '♛': 'Черный ферзь = w', '♜': 'Черная ладья = r', '♝': 'Черный слон = b', '♞': 'Черный конь = h', '♟': 'Черная пешка = p' }

Для более "комфортного восприятия будем использовать цвета;

#884513 для черных клеток
#C0C0C0 для белых

Ниже приведена программа рисующая игровое поле на шахматной доске

import turtle as tr # импорт модуля Исполнителя Черепашки
   
#Основная программа
# словарь шахматных обозначений
cpu = { 'K': '♔', 'W': '♕', 'R': '♖', 'B': '♗', 'H': '♘', 'P' :'♙',
        'k': '♚', 'w': '♛', 'r': '♜', 'b': '♝', 'h': '♞', 'p': '♟' }

tt = tr.Pen() # Создание Черепашки
ts = tr.Pen() # Создаем Черепашку для сетки (вспомогательную)
ts.color('gray'); ts.speed(0); ts.hideturtle()
rk = 50
x0, y0 = -4, -4 #сдвиг координат
setkaCh((x0,y0),(x0+8,y0+8),rk,ts,('#884513','#C0C0C0')) #рисуем доску для шахмат с заданными цветами полей
tw = tr.Pen(); tw.speed(10);tw.color ('white') # для рисования белых фигур
tb = tw.clone(); tb.speed(10); tb.color ('black') # для рисования черных фигур
x, y = x0 - 1, y0 - 1
for s in 'abcdefgh': # подписываем столбцы
  x += 1 
  kletka_text(s, (x + 0.5,y + 0.3), rk, ts, ('Verdana', 2 * rk // 3, 'bold'))
for s in '12345678': # подписываем строки
  y += 1 
  kletka_text(s, (x + 1.5, y + 0.3 ), rk, ts, ('Werdana', 2 * rk // 3, 'bold'))
x, y = x0 - 1, y0 - 1  
for s in 'RHBWKBHR': # расставляем белые фигуры
  x += 1 
  kletka_text(cpu['P'], (x + 0.5,y + 2.1), rk, tw, ('Verdana', rk, 'bold'))
  kletka_text(cpu[s], (x + 0.5,y + 1.1), rk, tw, ('Verdana', rk, 'bold'))
x, y = x0 - 1, y0 + 7  
for s in 'rhbwkbhr': # расставляем черные фигуры
  x += 1 
  kletka_text(cpu['p'], (x + 0.5,y - 0.9), rk, tb, ('Verdana', rk, 'bold'))
  kletka_text(cpu[s], (x + 0.5,y + 0.1), rk, tb, ('Verdana', rk, 'bold'))  
tt.color('#884513'); tt.fillcolor('#884513')
kletka_text('♜', (x0 + 7 + 0.5,y0 +7.1),rk,tt, ('Verdana', rk, 'bold'))  
  

tt.hideturtle()
tr.done() # вывод изображения на экран

На этом вводная часть примеров завершина.
Можно обратить внимание на другие методы turtle
например здесь
и, например, научиться использовать метод stamp

Печать