青少年编程魔法课堂：Python图形化创意编程
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一步一步顺序来

第一课　奇妙的字符画

本课我们将使用字符绘制出类似图1.1所示的字符画。

◎图1.1

我们将学到的主要知识点如下。

（1）输出函数print()和Print()的使用。

（2）函数的概念。

（3）代码的缩进格式要求。

（4）注释语句的使用。

（5）Python文件的保存格式。

（6）播放音符函数play()的使用。

Python由荷兰人吉多•范罗苏姆（Guido van Rossum）发明。他认为当时已有的编程语言对非计算机专业的人员十分不友好，于是在1989年12月，为了打发无聊的圣诞节假期，吉多开始写Python的第一个版本。“Python”这个名字来自吉多喜爱的电视连续剧《蒙蒂蟒蛇的飞行马戏团》。他希望新的语言Python能够具有创建全功能、易学、可扩展的特性。

Python崇尚优美、清晰、简单，是一门优秀并被广泛使用的语言。有人说，完成一个相同的任务，使用汇编语言需要1000行代码，使用C语言需要500行代码，使用Java需要100行代码，而使用Python可能只要20行代码。

Python自问世以来，迅速成为一门流行的编程语言，越来越多的公司和机构选用Python作为其主要开发语言。例如：

Google的Google App Engine、code.google.com、Google Earth、Googlebot、Google Ads等项目大量使用Python进行开发；

美国国家航空航天局（NASA）大量使用Python进行数据分析和运算；

视频网站YouTube就是用Python开发的；

在线云存储网站Dropbox的功能全部用Python实现，网站每天处理约10亿个文件的上传和下载；

图片分享社交网站Instagram的功能全部用Python开发，网站每天有超过3000万张照片被分享；

社交网站Facebook的大量基础库通过Python实现；

Linux发行版本Redhat中的yum包管理工具就是用Python开发的；

豆瓣公司几乎所有的业务用Python开发；

国内的问答社区知乎是用Python开发的；

在线医疗网站春雨医生是用Python开发的。

除此之外，搜狐、金山、腾讯、网易、百度、阿里巴巴、新浪、果壳等公司都使用Python来完成各种各样的任务。

打开Visual Python，单击窗体设计区上方的按钮，在“窗口设置”中，设置“窗体名称”为“奇妙的字符画”，设置“窗体颜色”为喜欢的颜色，设置窗体全屏，单击“应用”按钮，如图1.2所示。

◎图1.2

单击按钮，在弹出的对话框中选择文件保存位置，在“文件名”输入框中输入“字符画”，单击“保存”按钮，将其保存为模块文件。

以.py结尾的Python文件双击后不能直接运行，它通常会直接被Python编辑器（例如IDLE++）打开。

以.pyw结尾的Python文件双击后可以直接运行，就好像运行Windows的可执行文件一样。当然，它仍然可以用IDLE++打开。

可以事先在Visual Python的“设置”面板中设置默认保存类型是.py或.pyw。

保存模块文件后，Visual Python的界面将以最小化的方式隐藏，同时打开IDLE++。如图1.3所示，可以看到有一段示例代码放在“Init()”之后，这种语句以def开头，以冒号（:）引出代码块，我们称这种代码块为函数，“Init”即为函数名。这么做使得代码更加简单易懂，因为我们可以用这种方式将复杂的任务分解为一个个代码块。

◎图1.3

函数是指能完成一定功能的代码块，Init()函数是Visual Python特有的自定义函数。“init”的中文含义是“初始化”。

Visual Python规定程序运行时，首先执行Init()函数内的代码，所以通常将一些需要在程序初始运行时执行的代码放在Init()函数中。

Python有许多内置函数，我们可以调用它们使程序变得简洁。

你注意到每一行代码后面的符号“#”和中文说明了吗？“#”符号表示该部分为注释语句。注释语句起到备注作用，是对代码的解释和说明，它可以帮助初学者更快速地理解代码的含义。Python解释器在执行代码时会忽略注释语句，不对它做任何处理，就好像它不存在一样。

在不修改任何代码的情况下，直接单击IDLE++的按钮运行程序，示例代码会在窗体上展示一段动画以供初学者学习参考（此段代码可替换为我们自己编写的代码），如图1.4所示。

◎图1.4

计算机的“大脑”是CPU，中文名是中央处理器。它不能直接执行Python代码，只能执行由0和1组成的机器语言。

所以，我们需要一个翻译工具，把Python代码翻译成计算机能“听懂”的机器语言，这样计算机才能按照Python代码的要求去“做事”，这个翻译工具就是Python解释器。

单击IDLE++中的2运2行模块按钮，实际是调用Python解释器去读取Python代码，再将其翻译成机器语言，从而告诉计算机如何做。其工作原理如图1.5所示。

◎图1.5

删除Init()函数里的示例代码，输入如下代码。注意除双引号内的中文外，其他字符均为半角。此外，Python是严格区分大小写的，print和Print是不一样的。

def Init():                                               # 初始化函数
    print("这是我的第一个Python程序")
    print("我的心情很激动")
    print("我希望它能够一次运行成功")
    print("因为传说中，第一个程序如果能一次运行成功")
    print("那么在以后的学习过程中，就会无往不利")

注意输入的每行语句前有4个空格，因为Python采用代码缩进和冒号（:）来区分代码块之间的层次。

Python默认用4个空格作为一个缩进量（在默认情况下，按一次Tab键就输入4个空格）。

Python对代码的缩进要求非常严格，同一级别代码块的缩进必须一样，否则Python解释器会报语法异常错误（SyntaxError）。

print()用于输出括号内的内容，是Python中最常见的一个函数。

代码写好后单击按钮保存，再单击按钮运行，如果代码没有错误，运行结果如图1.6所示。

◎图1.6

可以看到，print()逐行在控制台窗口输出了双引号内的文本内容（这种用双引号或者单引号括起来的文本内容称为字符串），且一行输出结束后自动换行。字符串的内容必须包含在两个双引号或两个单引号内。字符串可以包含英文、数字、中文以及各种符号。

Visual Python新增了一个可以在窗体上显示字符串的函数Print()，例如Print（"我可以在窗体上显示哦"），还可以设置输出字符串的前景色和背景色。例如，设置输出字符串的字体颜色为红色、背景色为蓝色的语句为Print("字符串内容","red","blue")。

若设置了字符串的输出坐标，则该行输出不占用正常输出语句的位置。例如：

（1）设置字符串的输出坐标为(50,100)的语句为Print("字符串内容",x=50,y=100)；

（2）既设置字符串的输出坐标，又设置字符串的字体颜色为红色、背景色为绿色的语句为Print("字符串内容",fgcolor="red",bgcolor="blue",x=120,y=150)。

颜色的定义可参照附录D，注意颜色代码均为字符串，必须包含在两个双引号或两个单引号内。

下面的代码用于绘制一幅心形字符画，输出效果如图1.7所示。现在发挥你的创造力，绘制出更漂亮的字符画吧。

def Init():                                  # 程序运行时就执行一次的初始化函数
    Print("     ******      ******",fgcolor="red",x=100,y=10)
    Print("   **********  *********",fgcolor="red",x=100,y=20)
    Print(" ************************",fgcolor="red",x=100,y=30)
    Print(" ************************",fgcolor="red",x=100,y=40)
    Print(" ************************",fgcolor="red",x=100,y=50)
    Print(" ************************",fgcolor="red",x=100,y=60)
    Print("  ***********************",fgcolor="red",x=100,y=70)
    Print("   *********************",fgcolor="red",x=100,y=80)
    Print("    *******************",fgcolor="red",x=100,y=90)
    Print("     *****************",fgcolor="red",x=100,y=100)
    Print("      ***************",fgcolor="red",x=100,y=110)
    Print("       *************",fgcolor="red",x=100,y=120)
    Print("        ***********",fgcolor="red",x=100,y=130)
    Print("         *********",fgcolor="red",x=100,y=140)
    Print("          *******",fgcolor="red",x=100,y=150)
    Print("           *****",fgcolor="red",x=100,y=160)
    Print("            ***",fgcolor="red",x=100,y=170)
    Print("             *",fgcolor="red",x=100,y=180)

◎图1.7

在开始学音乐时，老师都会教我们唱“do re mi fa so la si”，在音乐中它们是非常重要的7个音。基本的C大调音阶就是由它们组成的，如图1.8所示。

◎图1.8

在Visual Python中可以通过编程将这7个音用高音、中音、低音的方式来播放。例如，play("1",400)表示播放中音“do”400毫秒（1秒＝1000毫秒）；play("+2",400) 表示播放高音“re”400毫秒；play("-3",400) 表示播放低音“mi”400毫秒。

试从网上找一段简单的乐谱，编写代码，使程序既能显示字符画，又能播放一段音乐。

　在Python中字符串也可以使用三个单引号或三个双引号来表示字符串，这样字符串中的内容就可以多行书写，并且被多行输出。

例如输出如下一段古诗文的代码。

Text="""
    观沧海
    
东临碣石，以观沧海。
水何澹澹，山岛竦峙。
树木丛生，百草丰茂。
秋风萧瑟，洪波涌起。
日月之行，若出其中；
星汉灿烂，若出其里。
幸甚至哉，歌以咏志。
 
"""
 
def Init():                                               
    Print(Text,bgcolor='red')  # 输出之前定义的字符串Text，注意不要加引号

如图1.9所示，网络上有一些免费的在线生成ASCII字符画的网站，例如https://tools.kalvinbg.cn/image/asciiPic等，试选择喜欢的图片生成字符画后，使用Print()绘制到窗体上。

◎图1.9

读者服务：

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