4. Unterprogramme 🏷

Einführung

In einer Bildkomposition wie unten kommen Figuren wie Dreiecke und Quadrate mehrmals vor. Die Turtle weiss aber nicht, was ein Dreieck oder ein Quadrat ist. Da in der Bildkomposition die Dreiecke und Quadrate nicht systematisch angeordnet sind, ist die Verwendung von Wiederholungen nicht naheliegend.

Dreiecke und Quadrate

from turtle import *

fillcolor('red')
begin_fill()
for i in range(3):
    forward(50)
    left(120)
end_fill()

left(120)

fillcolor('green')
begin_fill()
for i in range(3):
    forward(50)
    left(120)
end_fill()

left(120)

fillcolor('blue')
begin_fill()
for i in range(3):
    forward(50)
    left(120)
end_fill()

26 Zeilen Code?? Geht das nicht auch einfacher?

Es geht einfacher! Es lassen sich nämlich neue Befehle festlegen, die z.B. ein Dreieck oder ein Quadrat zeichnen.

from turtle import *

def dreieck():
    begin_fill()
    for i in range(3):
        forward(50)
        left(120)
    end_fill()

fillcolor('red')
dreieck()

left(120)

fillcolor('green')
dreieck()

left(120)

fillcolor('blue')
dreieck()

dreieck

Starte Auffüllen

3 mal wiederholen

50 Schritte vorwärts

120° nach links

Ende Auffüllen

rote Füllfarbe

dreieck zeichnen

120° nach links

grüne Füllfarbe

dreieck zeichnen

120° nach links

blaue Füllfarbe

dreieck zeichnen

Aufgabe 1

Im folgenden ist zweimal derselbe Algorithmus programmiert - links ohne Unterprogramme, rechts mit Unterprogrammen.

Ändern Sie beide Programme so ab, dass die Dreiecke doppelt so gross gezeichnet werden!

from turtle import *

fillcolor('yellow')
begin_fill()
for i in range(3):
    forward(50)
    left(120)
end_fill()

left(60)

fillcolor('orange')
begin_fill()
for i in range(3):
    forward(50)
    left(120)
end_fill()

left(60)

fillcolor('red')
begin_fill()
for i in range(3):
    forward(50)
    left(120)
end_fill()

left(60)

fillcolor('purple')
begin_fill()
for i in range(3):
    forward(50)
    left(120)
end_fill()


left(60)

fillcolor('blue')
begin_fill()
for i in range(3):
    forward(50)
    left(120)
end_fill()


left(60)

fillcolor('green')
begin_fill()
for i in range(3):
    forward(50)
    left(120)
end_fill()

from turtle import *

def dreieck():
    begin_fill()
    for i in range(3):
        forward(50)
        left(120)
    end_fill()

fillcolor('yellow')
dreieck()
left(60)

fillcolor('orange')
dreieck()
left(60)

fillcolor('red')
dreieck()
left(60)

fillcolor('purple')
dreieck()
left(60)

fillcolor('blue')
dreieck()
left(60)

fillcolor('green')
dreieck()
left(60)

Wie viele Zeilen mussten Sie im linken bzw. im rechten Programm ändern? Welche Vorteile sehen Sie bei der Verwendung von Unterprogrammen?

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Eigene Befehle definieren

Bei Python werden Befehle auch Funktionen genannt.

def name():

Mit def name(): wird ein neues Unterprogramm (ein neuer Befehl) definiert. Als Name sollte immer etwas gewählt werden, das die Tätigkeit dieser Sequenz widerspiegelt. Alle Anweisungen, die zum neuen Befehl gehören, müssen eingerückt sein!

Beispiel:

Als Name wird hier zick_zack gewählt, da die Turtle in einem Zick-Zack-Muster zeichnet.

def zick_zack():  # <-- Doppelpunkt nicht vergessen!
    left(45)
    forward(50)
    right(90)
    forward(50)
    left(45)

Befehlsaufruf

Die Definition alleine führt das Programm noch nicht aus. Dazu muss der Befehl erst noch aufgerufen werden:

zick_zack()

---

Aufgabe 2: Struktogramm → Python

1. Erzeugen Sie ein Programm gemäss folgendem Struktogramm:

stufe

95° links

20 Schritte vorwärts

95° rechts

30 Schritte vorwärts

100 Schritte vorwärts

stufe zeichnen

stufe zeichnen

stufe zeichnen

from turtle import *

2. Ändern Sie obiges Programm so, dass der Winkel einer Stufe neu 110° beträgt.

   

3. Zeichnen Sie eine Treppe mit 30 Stufen. Denken Sie dabei auch an das letzte Kapitel (Stichwort: Wiederholungen!)

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Aufgabe 3 – Sechsecke

Gehen Sie schrittweise die Anleitung durch - das Ergebnis muss noch nicht im ersten Schritt programmiert werden.

from turtle import *

1. Zeichnen Sie ein Sechseck

2. Verschieben Sie die Sequenz, die das Sechseck zeichnet, in einen neuen Befehl namens sechseck(). Denken Sie daran, der neue Befehl muss aufgerufen werden, damit er ausgeführt wird.
3. Verwenden Sie den neuen Befehl, um die folgende Figur zu zeichnen, welche aus 10 Sechsecken besteht:

   

Tipp

Nach jedem Sechseck muss $\frac{360 °}{10}=36 °$ gedreht werden.

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Aufgabe 4 – Häuser

Für diese Aufgabe können Sie als Ausgangslage Ihr Programm aus 1. Einführung in Python > Aufgabe 6: "Haus von Nikolaus" verwenden.

from turtle import *

1. Definieren Sie einen Befehl haus(), der ein Haus des Nikolaus zeichnet:
   Achten Sie darauf, dass die Turtle am Ende eines Häuschens jeweils unten rechts ist und nach rechts schaut.

   

   Haus von Nikolaus zeichnen

   Ein Beispiel für ein Haus des Nikolaus, so dass man unten rechts landet - natürlich muss dann noch gedreht werden...

   

2. Zeichnen Sie nun 4 Häuser nacheinander in unterschiedlichen Farben.

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Aufgabe 5 – Blume

Sie werden in dieser Aufgabe unter der Verwendung mehrerer Unterprogramme eine komplexe Aufgabe schrittweise lösen.

from turtle import *

1. Definieren Sie Unterprogramm bogen(), mit dem die Turtle einen Bogen zeichnet und sich dabei insgesamt um 90° nach rechts dreht.

   

2. Fügen Sie einen weiteren Befehl blumenblatt() hinzu, welches zwei Bögen zeichnet. Die Turtle sollte am Ende aber wieder in Startrichtung stehen.

   

3. Ergänzen Sie blumenblatt() so, dass ein rot gefülltes Blatt gezeichnet wird. Setzen Sie mit 👉 pencolor die Stiftfarbe ebenfalls auf rot, damit die Umrandungslinie die gleiche Farbe hat.

   

4. Erweitern Sie das Programm mit dem Befehl blume(), so dass eine fünfblättrige Blume gezeichnet wird.

   

5. ⭐️ Zusatz: Blume mit Stiel. Ergänzen Sie die Blume mit einem Stiel.

   

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