本文主要是介绍绘制彩色正多边形-第11届蓝桥杯选拔赛Python真题精选,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
[导读]:超平老师的Scratch蓝桥杯真题解读系列在推出之后,受到了广大老师和家长的好评,非常感谢各位的认可和厚爱。作为回馈,超平老师计划推出《Python蓝桥杯真题解析100讲》,这是解读系列的第10讲。
绘制彩色正多边形,本题是2019年~2020年举办的第11届蓝桥杯青少组Python编程选拔赛真题(具体日期不详),题目要求根据所给图片识别出图形中的基本形状,以基本形状为单位绘制出最终图形。
先来看看题目的要求吧。
一.题目说明
编程实现:
使用 turtle 绘制下图。
提示:识别出图形中的基本形状,以基本形状为单位绘制出最终图形。
绘制图形要求:
1). 背景为白色,正六边形和三角形的填充颜色分别为红色、绿色;
2). 图形中间为边长为 150 的正六边形,周围为六个等边三角形;
3). 正六边形的上下两条边要求与×轴方向平行;
4). 绘图过程中隐藏画笔,并能清楚地看到图形绘制过程。
评分标准:
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10分:正确绘制出一个正六边形,且能看到绘制过程;
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30分:在满足10分的基础上,绘制出图中的六个等边三角形,且能看到绘制过程;
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50分:在满足30分的基础上:正确填充颜色,且能看到绘制过程,图形方向正确、画笔隐藏。
二.思路分析
这是一道海龟画图题,考察的知识点主要包括turtle的使用、循环编程,同时还会涉及到一些数学和几何知识。
我们可以将图形拆分成两部分:
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6个等边三角形
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1个正六边形
等边三角形就是正三边形,关于正多边形的绘制,是学习海龟画图时最常见的一种题目。
对于正n边形来说,有n条边,所以需要重复n次移动操作,这里的关键是转角,每次转向多少度呢?
超平老师总结了一个万能公式,超级好用,如图所示:
如果是正三角形,其边数为3,每次转角为360 / 3 = 120度,如果是正方形,其边数为4,每次转角为360 / 4 = 90度,如果是正六边形,其边数为6,每次转角为60度,以此类推。
为了简化代码,我们可以将绘制正多边形定义成函数,然后在需要的地方调用。
如果只是单纯的绘制正多边形,就非常简单了,这里的难点是要分别在红色正六边形的6个顶点位置绘制一个绿色填充正三角形。
遇到复杂问题,超平老师的法宝就是使用计算思维中的拆分思想,将复杂问题拆分成几个简单的小问题。
我们可以先画一个正三角形,画完之后,海龟又回到初始位置了,让海龟沿着当前方向前进150度,再旋转60度,再绘制第2个三角形,重复这个过程6次,就可以绘制好外围的6个绿色三角形了。
当画完6个三角形之后,你发现了一件神奇的事情,就是海龟又恢复了初始状态,包括位置和方向,然后直接绘制红色填充正六边形即可。
思路有了,接下来,我们就进入具体的编程实现环节。
三.编程实现
根据上面的思路分析,我们分3步来编写程序:
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定义函数绘制正多边形
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绘制6个绿色填充正三角形
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绘制红色填充正六边形
1. 定义函数绘制正多边形
根据前面的思路分析,运用万能公式,定义函数如下:
简单说明两点:
1). 参数color设置的是边框颜色和填充色;
2). 参数dir表示左转和右转,在绘制三角形的时候使用左转,绘制正六边形的时候使用的是右转;
2. 绘制6个绿色填充正三角形
直接调用上面的polygon()函数,循环6次,绘制好6个正三角形,如图:
代码比较简单,注意按照顺序设置好相应的参数。运行程序,效果如下:
3. 绘制红色填充正六边形
这个就更简单了,就一行代码,如下:
运行程序,效果如下:
基本效果有了,但是总感觉哪里不对劲。相信你已经发现了,图形并没有放在画板的正中心,虽然题目没有明确要求,但是我们应该有这个意识,将图形画在正中心。
为方便理解,超平老师绘制了两个正六边形,如图:
其中,坐标(0,0)是默认初始位置,很明显,我们要将小海龟沿着120度方向,移动150步,到达新的起点位置。
很多同学对turtle的方向不太熟悉,需要说明一下,如图所示:
搞清楚了这些,就可以在绘制图形之前,添加如下代码:
代码比较简单,说明两点:
1). 在移动过程中,为避免出现多余的线段,需要先抬笔,到达目标位置后再落笔;
2). 沿着120度前进150后,需要将方向重新设置为0,也就是初始方向:
再次运行程序,效果如下:
这个效果就完美多了,至此,整个程序就全部完成了。
四.总结与思考
本题的分数为50分,代码在25行左右,涉及到的知识点包括:
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循环语句,主要是for...in循环;
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Turtle的灵活运用;
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正多边形的几何知识;
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函数的使用;
题目难度一般,需要考生熟练掌握turtle画图的基础知识。其次是数学思维,这里用到了正多边形的几何特性,尤其超平老师总结的万能公式,可以帮助你快速搞定各种正多边形的绘制。
关于万能公式模型,很多同学觉得很简单,实际上,在本题绘制6个绿色填充三角形的过程中,我们使用了两次万能公式,第一次是绘制三角形时,3 * 120= 360,第二次是绘制6个三角形的时候,6 * 60 = 360。
我们再来看一道11届选拔赛的真题,要求绘制如下正多边形:
要求如下:
1)背景为白色,图形的填充颜色分别为红色、黄色;
2)图形中间为边长为50的正十二边形,周围为等边三角形;
3)正十二边形的上下两条边要求与X轴方向平行;
4)绘图过程中隐藏画笔,并能清楚地看到图形绘制过程。
感觉是不是特别类似,这就当作是留给你的练习题吧。
你还有什么好的想法和创意吗,也非常欢迎和超平老师分享探讨。
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