如何让程序自动画出不同大小的五角星？

小象实战讲义 · Python 入门：8 个小项目边玩边学

上一节我们用 turtle 库画出了一个漂亮的五角星，是不是很有成就感？但程序员的天性就是“偷懒”——我们不想每次都手动改代码来画不同大小的五角星。这一节，我们就让程序自己动起来，像流水线一样，一口气画出从小到大、嵌套在一起的六个五角星！学完这一节，你的程序就拥有了“批量生产”图形的能力。

💡 核心导读

• 本节只做一件事：在画五角星的程序里加入循环，让它自动重复绘制。
• 你会学到：while 循环的基本用法，以及如何用函数让代码变得更清晰。
• 一个实用技巧：+= 这种“偷懒”的写法，让你的代码更简洁。
• 额外彩蛋：怎么控制画笔的颜色、粗细和起始位置，让你的图形更个性化。

回顾与目标：从“画一个”到“画一组”

还记得我们上一节的五角星代码吗？它只能画一个固定大小的五角星。如果我想画边长50、60、70……直到100的六个五角星，难道要复制粘贴六遍代码，然后手动改数字吗？

当然不！这太不“程序员”了。我们的目标是：写一段代码，让它自动循环执行“画一个五角星”这个动作，并且每次画的五角星都比前一个大一点。

思路很简单：把“画一个五角星”的代码包起来，告诉计算机：“这段代码，请你重复执行6次。不过每次执行前，记得把‘边长’这个数字增加10。”

第一步：给程序装上“循环发动机”——while

我们直接在上一节的代码上改造。首先，我们需要一个变量来记录当前五角星的边长，比如叫 size，初始值设为50。

然后，我们需要一个“发动机”，让代码重复跑起来。在Python里，while 循环就是这样一个发动机。它的基本逻辑是：“只要某个条件成立，就一直执行循环体内的代码。”

我们想让程序在 size 小于等于100的时候一直画，画完一次让 size 增加10。用 while 写出来就是这样：

import turtle

# 初始化画笔位置和样式(先抬笔移动,再落下开始画)
turtle.penup()
turtle.backward(200)  # 向左移动200像素,让起始点靠左一些
turtle.pendown()
turtle.pensize(2)     # 设置画笔粗细为2
turtle.pencolor('red') # 设置画笔颜色为红色

size = 50  # 五角星的起始边长

# 只要边长小于等于100,就继续画
while size <= 100:
    # 这里是原来画一个五角星的代码,我们稍后放进来
    # 画完之后,让边长增加10,准备画下一个
    size = size + 10

# 保持窗口,点击关闭

看，while size <= 100: 就是我们的发动机。只要 size 的值不超过100，它就会带着缩进在它下面的代码一遍遍地跑。

第二步：把“画一个星”的代码放进循环

现在，我们把画一个五角星的具体步骤填到循环里。画一个五角星需要：前进 size 步，右转144度，这个动作重复5次。

import turtle

turtle.penup()
turtle.backward(200)
turtle.pendown()
turtle.pensize(2)
turtle.pencolor('red')

size = 50

while size <= 100:
    # 开始画一个五角星
    count = 1  # 计数器,记录画了几条边
    while count <= 5:  # 画满5条边就停
        turtle.forward(size)  # 前进当前边长
        turtle.right(144)     # 右转144度
        count = count + 1     # 计数器加1,表示画完一条边
    # 一个五角星画完了
    size = size + 10  # 边长增加10,准备画下一个

运行一下这段代码，你会看到画笔从同一个起点，先画一个边长为50的小五角星，再画60、70、80、90、100 的——一共六个，一个比一个大。这里有个小秘密：五角星是闭合图形，每画完一颗，画笔刚好转过 720°（两整圈）回到起点、朝向也复原，所以这六颗星会共用同一个顶点、由小到大嵌套叠加在一起。看，程序自己“批量生产”了！（想让它们横向排成一串，得在每画完一颗后抬笔、向前移动一段距离再落笔——这正是下面“动手练一练”第 3 题的挑战。）

第三步：让代码更优雅——使用函数

上面的代码能工作，但看起来有点“乱”。尤其是循环里面又套了一个循环（画五角星的循环），逻辑层次不够清晰。如果我们能把“画一个五角星”这个功能打包成一个“黑盒子”，主程序只需要说“调用画五角星函数，传入边长50”，那就清爽多了。

这个“黑盒子”就是函数。我们来定义一个函数：

def draw_pentagram(size):
    """
    绘制一个五角星
    参数：size - 五角星的边长
    """
    count = 1
    while count <= 5:
        turtle.forward(size)
        turtle.right(144)
        count = count + 1

这个函数名叫 draw_pentagram，它接受一个参数 size。函数体内的代码和之前一模一样，只是 size 现在是从外面传进来的。

定义了函数之后，我们的主程序就变得超级简洁：

import turtle

def draw_pentagram(size):
    """
    绘制一个五角星
    参数：size - 五角星的边长
    """
    count = 1
    while count <= 5:
        turtle.forward(size)
        turtle.right(144)
        count = count + 1

# 主程序开始
turtle.penup()
turtle.backward(200)
turtle.pendown()
turtle.pensize(2)
turtle.pencolor('red')

size = 50
while size <= 100:
    draw_pentagram(size)  # 调用函数,画一个指定边长的五角星
    size = size + 10

看！主程序现在读起来就像一篇清晰的说明书：

1. 准备画笔（抬笔、移动、落笔、设粗细颜色）。
2. 边长从50开始。
3. 只要边长不超过100，就：画一个这个边长的五角星，然后把边长加10。

至于五角星具体怎么画的细节，已经被封装在 draw_pentagram 函数里了。这就是结构化编程的魅力，让复杂的任务分解得井井有条。

第四步：程序员の“偷懒”技巧——复合赋值运算符

你发现了吗？我们代码里有两处 count = count + 1 和 size = size + 10。这种“自己等于自己加一个数”的写法非常常见，所以Python提供了一个简写：

• count += 1 完全等价于 count = count + 1
• size += 10 完全等价于 size = size + 10

+= 读作“加等”。同理，还有 -=（减等）、*=（乘等）、/=（除等）。用了它们，代码会更紧凑：

import turtle

def draw_pentagram(size):
    """
    绘制一个五角星
    参数：size - 五角星的边长
    """
    count = 1
    while count <= 5:
        turtle.forward(size)
        turtle.right(144)
        count += 1  # 使用简写

# 主程序部分
size = 50
while size <= 100:
    draw_pentagram(size)
    size += 10  # 使用简写

第五步：画笔控制小贴士

在今天的代码开头，我们用到了几个新的 turtle 函数来打扮我们的画笔：

• turtle.penup()：抬起画笔。抬起后移动，画布上不会留下痕迹。
• turtle.pendown()：落下画笔。落下后移动，才会开始绘制。
• turtle.pensize(width)：设置画笔的粗细。
• turtle.pencolor(color_string)：设置画笔颜色，传入颜色名字的字符串，如 'red', 'blue', 'green' 等。

它们的组合让我们实现了“先把笔挪到合适的位置，再开始作画”，避免了画出一条多余的移动轨迹。

turtle 库的功能非常丰富，比如还可以填充颜色、改变绘制速度、画圆点等等。我们不需要死记硬背所有函数，只需要知道，当你需要某个功能时（比如“我想画快点”），可以去查阅Python官方文档中关于 turtle 库的说明，搜索关键词如 speed 就能找到用法。

📝 动手练一练

1. 颜色彩虹桥：修改今天的最终程序，让画出的每一个五角星颜色都不同。你可以定义一个颜色列表 colors = ['red', 'orange', 'yellow', 'green', 'blue', 'purple']，然后在循环中，每画一个五角星之前，都设置一次 turtle.pencolor()。

import turtle

def draw_pentagram(size):
    count = 1
    while count <= 5:
        turtle.forward(size)
        turtle.right(144)
        count += 1

# 准备颜色列表
colors = ['red', 'orange', 'yellow', 'green', 'blue', 'purple']

turtle.penup()
turtle.backward(200)
turtle.pendown()
turtle.pensize(2)

size = 50
color_index = 0  # 颜色列表的起始索引

while size <= 100:
    # 设置当前画笔颜色
    turtle.pencolor(colors[color_index])
    # 画五角星
    draw_pentagram(size)
    # 更新边长和颜色索引
    size += 10
    color_index += 1
    # 如果颜色索引超出了列表范围,就回到开头(可选)
    if color_index >= len(colors):
        color_index = 0

2. 大小反转：你能让程序从大到小画五角星吗？比如第一个边长是100，最后一个边长是50。

3. 横向排开：现在六颗星是共用一个顶点、嵌套在一起的。你能让它们横向排成一串吗？提示：每画完一颗、画下一颗之前，用 turtle.penup() 抬笔、turtle.forward(距离) 向前挪一段、再 turtle.pendown() 落笔——抬笔移动时不会留下多余的连线。

import turtle

def draw_pentagram(size):
    count = 1
    while count <= 5:
        turtle.forward(size)
        turtle.right(144)
        count += 1

turtle.penup()
turtle.backward(200)
turtle.pendown()
turtle.pensize(2)
turtle.pencolor('blue') # 换个颜色区分

size = 100  # 起始值设为100

while size >= 50:  # 条件变为大于等于50
    draw_pentagram(size)
    size -= 10     # 每次减少10

import turtle

# 沿用上一步定义好的画星函数（每个答案块都自包含，方便直接运行）
def draw_pentagram(size):
    count = 1
    while count <= 5:
        turtle.forward(size)
        turtle.right(144)
        count += 1

size = 50
while size <= 100:
    draw_pentagram(size)
    turtle.penup()          # 抬笔：接下来的移动不画线
    turtle.forward(size + 20)  # 向前挪到下一个位置（间距你可以自己调）
    turtle.pendown()        # 落笔：准备画下一颗
    size += 10

本章小结

恭喜！你的图形编程技能升级了。现在你不仅能让 turtle 画画，还能指挥它按照你的规则（循环）自动画出一系列图形。

💡 本节要点回顾

• while 循环：while 条件: 是让代码重复执行的“发动机”。只要条件为真，缩进在它下面的代码块就会一直运行。
• 函数封装：把完成特定功能的一段代码（比如画五角星）定义成函数，能让主程序逻辑更清晰，代码也更易复用和维护。
• 复合赋值：+=、-= 这些运算符是 a = a + b 的简写，让代码更简洁。
• 画笔控制：penup()、pendown()、pensize()、pencolor() 让你能更精细地控制绘图过程。

📋 行动清单

学完立刻可以做的两件事：

• 运行今天的最终代码，观察六个五角星由小到大、同顶点嵌套生长的绘制过程。
• 尝试完成“动手练一练”：给五角星们换上彩虹色、试试从大到小，再挑战用抬笔/落笔把它们横向排开。

我们已经把循环和函数这两个强大的工具结合在了一起。但你可能感觉到了，主程序里依然有一个 while 循环在管理着 size 的变化。有没有可能把这个循环也“打包”起来，让程序的结构更进一步呢？这就是我们下一节要探索的奇妙概念——递归。准备好迎接思维上的小飞跃了吗？

—— 小象教研组