人造地球系统让人类文明充满整个宇宙之Python32768版(附 流浪地球作业参考答案)

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嗨,大家好,我是萍乡李兴球。在萍乡专业教青少儿的Python计算机语言。
话说公元3721年2月5号,一艘编号为1024768的“人造地球”飞船在宇宙中游荡。所谓的“人造地球”,就是完美地模拟了地球上的生态环境,人们在里面可以自给自足,只要输入能量就能全自动运行的一艘宇宙飞船,其内核是迷你黑洞,能源源不断地产生能量。它已经实现量产,有一个火星般大的3D打印机在不断地生产着人造地球。巧合的是,这台3D打印机的后台运维程序是用Python编写的。那个时候,Python已经发展到了32768版本了。为了纪念Python计算机语言的设计者,所以并没有改变Python计算机语言的名字。更为奇妙的是,Python32768版竟然还能兼容2021年2月5号的程序。这是由于它早已经实现了超级人工智能,只要一扫,它就能调用相应年代版本的编译器对程序进行解释,从而运行出程序的结果。

人造太阳李兴球Python海龟继承举例

那个时候的人造地球,有的只有100个足球场那么大,有的有一个萍乡那么大,萍乡有多大?自己百度一下吧。还有的有一个江西省那么大。不过它们模拟的重力都是地球的重力,还模拟了春夏秋冬。当然,是全自动运行的程序在控制着。如果距离恒星太近了,那么会改变方向。如果离黑洞到了一定的距离,还会对黑洞进行分析。对规模不大的黑洞会采取捕获措施,即把它的能量吸光!下面是一个原始人编写的Python程序。在程序中,就会判断是否离太阳太近,如果太近,就会反弹回去。当然,读者可以把碰到黑洞的情形也自己发挥一下,我这里就抛个砖,希望引个玉出来。程序如下所示:

"""
   流浪地球作业之类的练习。
   在下面的程序中,新建了一个叫Earth的类。它继承自Turtle。
   实例化Earth后,让它不断地移动,碰到边缘会反弹,碰到红色的小太阳们也会反转方向。
   这4个红色的点,表示太阳。这4个太阳的代码非常相似,由于没有给它们写一个类,导致代码较长。
   请读者新建一个叫Sun太阳的类,让所有的太阳都从这个类进行实例化。
"""
import time
from random import uniform,randint
from turtle import Turtle,Screen

class Earth(Turtle):
    def __init__(self):
        Turtle.__init__(self,visible=False,shape='circle')
        self.penup()                            # 抬起笔来  
        self.speed(0)                           # 速度最快 
        self.color('blue')                      # 蓝 色 的
        self.setheading(uniform(1,360))         # 随机方向
        self.sw = self.screen.window_width()    # 屏幕宽度
        self.sh = self.screen.window_height()   # 屏幕高度        
        self.showturtle()
        
    def detect(self,tag):
        """检测同一类标签的对象,返回最短距离值"""
        # 所有的有label属性的海龟对象
        objs = [t for t in self.screen.turtles() if hasattr(t,'label')]
        # 所有的label属性的值为tag的对象
        objs = [t for t in objs if t.label==tag]
        # 所有的sun和它们到self的距离所形成的字典
        d = {sun: sun.distance(self) for sun in objs}
        suns = sorted(d, key=d.get)             # 按值排序,返回suns列表
        return d.get(suns[0])                   # 返回最小距离
    
    def bounce_on_edge(self):
        """碰到边缘就反弹"""
        if abs(self.ycor()) > self.sh/2:        # 超过上下边缘
            self.setheading(-self.heading())
        if abs(self.xcor()) > self.sw/2:        # 超过左右边缘
            self.setheading(180-self.heading())         

if __name__ == "__main__":
        
    screen = Screen()

    screen.bgcolor('black')
    screen.delay(0)
    sun1 = Turtle(shape='circle')
    sun1.penup()
    sun1.goto(132,76)
    sun1.label = 'sun'
    sun1.color('red')

    sun2 = Turtle(shape='circle')
    sun2.penup()
    sun2.goto(-132,76)
    sun2.label = 'sun'
    sun2.color('red')

    sun3 = Turtle(shape='circle')
    sun3.penup()
    sun3.goto(-132,-76)
    sun3.label = 'sun'
    sun3.color('red')

    sun4 = Turtle(shape='circle')
    sun4.penup()
    sun4.goto(132,-76)
    sun4.label = 'sun'
    sun4.color('red')

    e = Earth()

    while True:
        e.fd(1)
        e.bounce_on_edge()
        
        到恒星的距离 = e.detect('sun')
        if 到恒星的距离 < 20:
            a = 180 + randint(-10,10)
            e.right(a)
        time.sleep(0.001)

我们看到,在这个Python程序中,设计了一个Earth类。这个类是继承自海龟即Turtle类的。在这个类中最复杂的方法是detect方法。它有一个叫tag的参数。哎呀呀,这是什么意思。这个tag是标签的意思。它是检测同一类“标签”的对象的。如果离哪个最近,就返回到那个对象的距离。在这个方法中的第一个列表推导式,是把所有的有label属性的海龟对象形成一个列表。第二个列表推导式是把所有的label属性的值为tag的海龟对象形成一个列表。在这个方法中接下来有一个字典推导式。它的意思是每一个有label属性并且其值为tag的海龟对象,它们到self的距离的一一映射。在本例中,这些是一个个的太阳,也就是检测每个太阳到地球的距离,所形成的字典。键是太阳,值是它们到地球的距离。为了返回最小的值,对字典进行了排序,其实对字典进行排序是没有意义的。因为它天生无序。在detect方法中,用的b = sorted(d, key=d.get)语句。sorted命令是对序列进行排序的。它的关键词参数key指定用哪个值进行排序,返回的是一个列表。这个列表中就是一个个的小太阳了。其中列表的第一太阳,它离地球的距离就是最近的!

人造地球李兴球Python海龟继承举例

设计好了Earth类后。对它进行了测试,用Turtle命令新建了4个红色的小太阳。它们其实都是一个个海龟对象。注意给每个小太阳都自定义了一个叫label的属性。这代表的就是它的标签,在程序中是给它赋值为’sun’。在进入while循环之前,实例化了一个叫e的地球。在while循环中,让e不断地移动,碰到边缘就反弹。还会判断e到每个太阳的距离,如果到其中之一的距离小于20,那么就让e大概向后转。

好了,今天的程序讲解到这里大概结束了。我们在祖国的青山上继续等你哟。

看看你编写的类是不是像下面这样的,下面参考答案:

"""
   流浪地球作业参考答案。
   在下面的程序中,新建了一个叫Earth的类。它继承自Turtle。
   实例化Earth后,让它不断地移动,碰到边缘会反弹,碰到红色的小太阳们也会反转方向。
   有一个叫Sun太阳的类,所有的太阳都是从这个类进行实例化的。
   更多Python创意程序: http://www.lixingqiu.com
"""
import time
from random import uniform,randint
from turtle import Turtle,Screen

class Earth(Turtle):
    """继承自Turtle类的Earth类"""
    def __init__(self):
        Turtle.__init__(self,visible=False,shape='circle')
        self.penup()                            # 抬起笔来  
        self.speed(0)                           # 速度最快 
        self.color('blue')                      # 蓝 色 的
        self.setheading(uniform(1,360))         # 随机方向
        self.sw = self.screen.window_width()    # 屏幕宽度
        self.sh = self.screen.window_height()   # 屏幕高度        
        self.showturtle()
        
    def detect(self,tag):
        """检测同一类标签的对象,返回最短距离值"""
        # 所有的有label属性的海龟对象
        objs = [t for t in self.screen.turtles() if hasattr(t,'label')]
        # 所有的label属性的值为tag的对象
        objs = [t for t in objs if t.label==tag]
        # 所有的sun和它们到self的距离所形成的字典
        d = {sun: sun.distance(self) for sun in objs}
        suns = sorted(d, key=d.get)             # 按值排序,返回suns列表
        return d.get(suns[0])                   # 返回最小距离
    
    def bounce_on_edge(self):
        """碰到边缘就反弹"""
        if abs(self.ycor()) > self.sh/2:        # 超过上下边缘
            self.setheading(-self.heading())
        if abs(self.xcor()) > self.sw/2:        # 超过左右边缘
            self.setheading(180-self.heading())         

class Sun(Turtle):
    """继承自Turtle类的Sun类"""
    def __init__(self,x,y):
        Turtle.__init__(self,shape='circle',visible=False)
        self.penup()
        self.speed(0)
        self.label='sun'
        self.color('red')
        self.goto(x,y)
        self.showturtle()

def main():
    """主要执行函数"""

    cors = [(132,76),(-132,76),(-132,-76),(132,-76)]
    [Sun(x,y) for x,y in cors]                 # 按坐标实例化太阳
        
    screen = Screen()
    screen.delay(0)
    screen.bgcolor('black')    

    e = Earth()                                # 实例化一个地球

    while True:
        e.fd(1)
        e.bounce_on_edge()        
        到恒星的距离 = e.detect('sun')         # 检测到每一个太阳的距离
        if 到恒星的距离 < 20:
            a = 180 + randint(-10,10)
            e.right(a)
        time.sleep(0.001)
        
if __name__ == "__main__":

    main()
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