18.1. Среда программирования
|
| Среда программирования – это комплекс программ, используемых при разработке программного обеспечения. |
Среда программирования может быть рассчитана на работу с одним или несколькими языками программирования. Для работы с каким-либо языком программирования могут использоваться разные среды программирования.
Для работы я языком программирования Python можно использовать среды программирования:
- среда IDLE устанавливается вместе языком Python (пример 18.1);
- среда PyCharm (пример 18.2);
- онлайн-среды программирования (пример 18.3).
Для изучения основ работы с программами на языке программирования Python будем использовать среду программирования IDLE. Запустить среду можно с помощью значка или используя поисковую строку кнопки Пуск (пример 18.4).
В среду программирования входят редактор текстов, справочная система, исполнитель Черепаха и др. Для создания своей программы нужно выполнить команду File → New File. Будет создано новое окно, в котором можно писать программы (пример 18.5). В этом окне можно набирать и редактировать текст программы. Сохранять и открывать файлы с текстами программ можно так же, как в текстовом и графическом редакторах. При необходимости можно обратиться к справочной системе через меню Help (пример 18.6).
Документацию по работе в среде IDLE можно получить, выполнив команду IDLE Doc.
Документация по языку Python (команда Python Docs F1) открывается в браузере. Документация предлагается на английском языке. Перевести на русский язык можно используя контекстное меню (команда Перевести на русский).
На странице Search page/Страница поиска (пример 18.7) можно найти интересующую информацию. В примере 18.8 показан список страниц, на которых можно найти информацию об исполнителе Черепаха. Всего найдено 134 страницы. Переход по первой ссылке позволит подробно ознакомиться с Черепахой (пример 18.9), узнать о тех командах, которые доступны исполнителю, рассмотреть примеры программ и их результаты. Примеры могут быть скопированы с среду программирования и там выполнены. Перевод на русский язык доступен в браузере из контекстного меню.
Команда Turtle Demo позволяет открыть большое количество примеров для исполнителя Черепаха.
По мнению автора сайта более удобная среда программирования – портабельная версия Thonny (интегрированная среда разработки для Python, предназначенная для начинающих. Поддерживает различные способы пошагового выполнения кода и автозаполнение и другое).
18.2. Компьютерный исполнитель Черепаха
Стандартная библиотека Python содержит модуль turtle, предназначенный для обучения программированию. Этот модуль содержит набор функций, позволяющих управлять черепахой. Черепаха имеет перо, которое может поднимать, опускать, перемещать. При перемещении опущенного пера за ней остается след.
Среда обитания исполнителя Черепаха – координатная плоскость (пример 18.11). Исходное положение Черепахи – точка с координатами (0, 0), перо опущено. Координатная плоскость Черепахи по умолчанию определяется значениями x = 400, y =300. Это значит, что значения координаты х изменяются от -400 до 400, а координаты y – от -300 до 300. Размер окна Черепахи при этих значениях 800×600.
Некоторые команды исполнителя Черепаха, с помощью которых можно написать программы, представлены в таблице:
| Команда | Действие |
| shape(X) | Изменить значок черепахи |
| penup() | Не оставлять след при движении |
| pendown() | Оставлять след при движении |
|
forward(X)
|
Пройти вперёд X пикселей |
|
backward(X)
|
Пройти назад X пикселей |
|
left(X)
|
Повернуться налево на X градусов |
|
right(X)
|
Повернуться направо на X градусов |
(Рассмотрите пример 18.11).
Для того, чтобы Черепаха могла выполнять команды, первой командой в программе нужно подключить модуль, содержащий команды управления Черепахой:
import turtle
Каждая команда управления Черепахой записывается после ключевого слова turtle и отделяется от него точкой. Команды, записываемые после точки можно выбирать из выпадающего списка. Для отображения списка используется комбинация клавиш CTRL + пробел (пример 18.12). Команды Черепахи можно копировать, вырезать и вставлять также это делали в текстовом редакторе. При использовании сочетания клавиш CTRL + C, CTRL + V, CTRL + X, CTRL + Z должен быть включен английский язык.
При выполнении программы могут возникать ошибки. Черепаха выполняет команды до первой ошибки, после чего останавливается. При этом в окне IDLE Shtll выводится соответствующее сообщение (например 18.13): номер строки, в которой допущена ошибка, ошибочная команда и как её исправить.
Показать/спрятать нумерацию строк в программе можно с помощью команды Options → Show (Hide) Line Numbers.
Для решения задачи с помощью исполнителя Черепаха необходимо:
1. Составить алгоритм решения задачи (пример 18.14)
2. Записать алгоритм в виде программы в окне текстового редактора среды программирования IDLE (пример 18.15).
3. Сохранить программу.
4. Выполнить программу: Run → Run Module (можно нажать клавишу F5).
5. Если получено неверное решение, в программу следует внести изменения и вновь ее выполнить.
Пример 18.14. Построить изображение угла, как на рисунке. Длина отрезков – 100, угол между ними – 45°.
Программа состоит из отдельных команд. В одной строке можно написать только одну команду. Если программа не сохранена перед выполнением, то среда предложит ее сохранить. Выполняться может только сохраненная программа.
Пример 18.1. Среда программирования IDLE:
Значок среды программирования IDLE
| Язык Python появился в 1991 году. Разработчиком языка является Гвидо ван Россум, голландский программист. |
Пример 18.2. Среда программирования PyCharm
Пример 18.3. Онлайн среда программирования для исполнителя Черепаха.
Пример 18.4. Поиск среды программирования IDLE
Пример 18.5. Окно для записи кода программы
Пример 18.6. Меню Help.
Пример 18.7. Выбор страницы поиска.
Пример 18.8. Поиск «turtle».
Пример 18.9. Часть страницы Графика Черепахи с переводом на русский.
Пример 18.10. Среда обитания исполнителя Черепаха.
Координатная плоскость Черепахи, заданная значениями х и y
Внешний вид исполнителя определяется значением параметра Х команды shape(X).
Вид исполнителя можно изменить при запуске программы. Чаще всего выбирают вид черепашки.
Пример 18.11. Использование команд shape, forward, left, backward:
| turtle.shape(‘turtle’) turtle.forward(50) turtle.left(90) turtle.backward(40) |
Пример 18.12. Выпадающий список команд.
Пример 18.13. Программа с ошибкой в строке 6 (lift вместо left), графическое окно Черепахи, в котором выполнена часть программы до появления ошибки, и реакция среды IDLE на неверную команду.
Пример 18.14. Алгоритм построения угла.
Словесное описание алгоритма:
| Повернуть Черепаху на 45 налево. Сдвинуть Черепаху на 100 вперед. Повернуть Черепаху на 135 налево. Сдвинуть Черепаху на 100 вперед. |
Графический способ записи алгоритма:
Программный способ записи алгоритма
Программа всегда записывается на формальном языке. В словесном и графическом описании алгоритма допускается естественный язык.
1. Что такое среда программирования? 2. В какой среде программирования размещается компьютерный исполнитель Черепаха? 3. Для чего предназначен исполнитель Черепаха? 4. Какие команды входят в систему команд исполнителя Черепаха? 5. Какое назначение команд forward, backward, left, right, pendown, penup? Упражнения
1. С помощью справочной системы среды программирования IDLE получите справку о команде языка Python turtle.shape. Переведите ее на русский язык.
2. Запишите в окне редактора среды программирования IDLE текст нижеприведенной программы и определите результат ее выполнения.
| import turtle turtle.shape(‘turtle‘) turtle.left(90) turtle.forward(100) turtle.left(90) turtle.forward(50) turtle.left(90) turtle.forward(50) turtle.left(90) turtle.forward(100) turtle.right(90) turtle.forward(50) turtle.right(90) turtle.forward(50) |
3. Внесите изменения в программу примера 18.14 так, чтобы Черепаха нарисовала угол в 60° между двумя отрезками, с длинами 90 и 150.
4. Составьте программу для получения изображения треугольника, проверьте правильность выполнения упражнения.
5. *Напишите команды для построения изображения произвольного: а) квадрата; б) прямоугольника; в) прямоугольного треугольника; г) равнобедренного треугольника.
6. Напишите команды для построения изображений.
После рисования сдвиньте Черепаху на 10 вправо от нижнего правого угла и поверните ее так, чтобы она смотрела вправо.