创造新文明

王丽丽

● 情境导入

上期文章提到阿派破解了羊皮卷的咒语。当他（她）大声朗读出咒语时，只见一道金光闪现，现出一副金色卡牌。阿派取出第一张卡牌，上面画了一朵玫瑰。他（她）随手一扬，卡牌就化作了一朵红玫瑰。

：在这一课中，学生将了解自定义函数的作用和创建方法，并利用自定义函数实现从一朵到一簇玫瑰花的绘制。学生还将了解到类的特点，使用类和对象描述玫瑰的特征。

● 解密玫瑰卡牌——高级海龟与函数

在之前的《神秘的图腾》一文中，我们已经了解了Python中海龟画图的基本使用方法。如图1的方法一，利用turtle绘制一朵红玫瑰。其中的for语句，我们曾在《过招守护使》一文中接触过，在这里利用for i in range（20）语句，实现绘制20瓣花瓣的效果。另外，circle的语法为turtle.circle（radius， extent=None， steps=None）。参数radius表示半径，为正数时逆时针画图，负数时顺时针。extent表示圆的弧度，如果缺省则表示画完整的圆。参数steps用于设定边数，如果steps为6，则表示画六边形，缺省为画圆。图1中的t.circle（i，80）表示逆时针绘制半径为i、弧度为80的圆弧，这样就绘制了玫瑰叶子的一條边缘线。

Python定义函数使用def关键字，def是define的缩写，表示“定义”的意思，一般格式如下：

def函数名（参数列表）：函数体

函数名最好能见名知意，体现函数的功能，以字母、数字以及下画线组成，不能以数字开始。如图1的方法二，利用def Rose（）自定义一个名为Rose的函数，函数体即左侧的一大块代码块，注意函数体要比def缩进四个空格，因为Python使用缩进表示结构层次。调用自定义函数和调用内建函数一样，只需要函数名和参数即可。如图1中的Rose（）表示调用一次函数，绘制一朵玫瑰。如果需要反复多次绘制玫瑰，那我们可以多次调用自定义函数来完成快速绘制。

：Python提供了许多内建函数实现指定功能，如print（）用于屏幕打印。我们也可以自己创建函数，实现特定的功能。在函数体内的变量，其作用域只限该函数内，在函数执行结束后就不能再用了。函数是重复利用代码、提高效率的一种方式。

● 设计玫瑰花簇卡牌——函数的多次调用

如果需要绘制50朵玫瑰花，那上文的重复调用函数的方法，显然还是不方便。我们可以利用for语句来实现函数的多次调用。如上页图2，一条for语句绘制50朵玫瑰花，且出现在画布的随机位置。

：结合函数和for语句，可以很方便地重复利用代码。本例中，除了设置玫瑰的随机位置，还可以试一试随机大小、随机颜色等，让运行效果更好。

● 表述玫瑰的特征——类和对象

玫瑰有很多品种，植株生长的高度也各不相同。如图3，将所有的玫瑰定义为rose这一类。不同的玫瑰具有各自的特征，如品名（name）和植株高度（height），这就是类的属性。玫瑰还可以有不同的状态，如植株正在生长（grow），这就是类的方法。

依据花朵大小来分类，玫瑰一般可分为：蔓性种、迷你种、中轮种和大轮种。我们可以在玫瑰（rose）这一父类下创建四个子类。其中的“大轮种（Hybrid）”这一子类的玫瑰，又有着不同的花朵颜色（color）属性，而且花朵可能处在不同的状态，如正在绽放（bloom）。

：类是具有相似属性和方法的对象的集合。一个对象就是某个类的实例。每个对象的属性值，根据对象的不同而不同，如不同品种的玫瑰花的颜色可能不同。通过类的创建，将事物分类，在编程时，更符合人的认知习惯，且结构清晰，易于维护。

接下来，在Python中代码实现。首先，所有的玫瑰可以定义为一个类。如图4，利用class关键字来定义类，后面跟上类名rose。然后，定义基本属性，即品名（name）和植株高度（height）。再定义一个名为__init__（ ）的特殊方法，在类的实例化操作时会自动调用该方法。接着，将玫瑰的生长状态定义为grow方法。这里，我们用简单的print函数输出玫瑰的当前状态。如果有需要，还可以尝试其他效果。

：与定义一般的函数不同，定义类方法必须包含参数self，而且self为第一个参数，代表类的实例。self参数可以从类中的一个函数调用类中或者父类中的另外一个函数。此外，Python支持参数的格式化输出。如图4，%s是字符串对应的格式通配符，%d是数值整型对应的格式通配符。

依据图3的分类，继续创建子类hybrid（大轮种）。当然，大轮种和其他三类都属于rose类，因此均继承了父类rose的特征。同时，它又具备自己的特征，如颜色属性（如图5）。

：现在，我们已经创建了两个类。注意在定义子类hybrid时，需要在类的参数（括号中）注明父类rose的名称，表明隶属关系。这样，子类可以继承父类的特征。

将hybrid类“实例化”后，就得到了一个对象。如图6，flower1属于hybrid类的一朵玫瑰，品名是“卡罗拉”，植株高度为90厘米，颜色为红色。同一个类，还可以创建多个对象，如通过实例化产生其他玫瑰，有不同的颜色和高度等特征。

最后，运行程序，效果如图7。

● 设计新卡牌

之后的卡牌牌面都是空白，你可以利用类和函数来设计新卡牌，快速建造其他物品，创造一个新的文明世界。