# GESP等级：三级 | GESP Python 三级考点 """ ================================================= 07_列表推导式.py 【魔法压缩饼干】—— 用一句话生成列表！ 面向7-10岁少儿编程教学 ================================================= """ import turtle import math import random # ================================================= # 第1关：基本语法 —— 复制与加工 # 口诀：方括号里写公式，for字前面是表达式 # ================================================= def demo_basic(): """基本列表推导式演示""" print("=" * 40) print("第1关：基本语法 —— 复制与加工") print("=" * 40) # 复制数字（最简单！） 数字 = [i for i in range(1, 6)] print("复制数字:", 数字) # [1, 2, 3, 4, 5] # 加工数字（翻倍） 翻倍 = [i * 2 for i in range(1, 6)] print("翻倍数字:", 翻倍) # [2, 4, 6, 8, 10] # 算出平方 平方 = [i ** 2 for i in range(1, 6)] print("平方数:", 平方) # [1, 4, 9, 16, 25] # 字符串操作 名字 = ["小明", "小红", "小刚"] 欢迎 = [n + "同学" for n in 名字] print("字符串处理:", 欢迎) # ['小明同学', '小红同学', '小刚同学'] # 对每个数加10 结果 = [x + 10 for x in [5, 10, 15]] print("每个加10:", 结果) # [15, 20, 25] # ================================================= # 第2关：带条件的列表推导式 —— 筛子过滤 # 口诀：for画图if过滤，一句生成新列表 # ================================================= def demo_filter(): """带条件的列表推导式演示""" print("\n" + "=" * 40) print("第2关：带条件的列表推导式 —— 筛子过滤") print("=" * 40) # 筛出偶数 偶数 = [i for i in range(1, 11) if i % 2 == 0] print("1到10中的偶数:", 偶数) # [2, 4, 6, 8, 10] # 筛出奇数 奇数 = [i for i in range(1, 11) if i % 2 == 1] print("1到10中的奇数:", 奇数) # [1, 3, 5, 7, 9] # 偶数翻倍 翻倍偶数 = [i * 2 for i in range(1, 11) if i % 2 == 0] print("偶数翻倍:", 翻倍偶数) # [4, 8, 12, 16, 20] # 选出能被3整除的数 倍数3 = [i for i in range(10, 21) if i % 3 == 0] print("10到20中能被3整除:", 倍数3) # [12, 15, 18] # 字符串长度过滤 同学 = ["小明", "张伟", "李小美", "王"] 长名字 = [n for n in 同学 if len(n) > 2] print("长度大于2的名字:", 长名字) # ['李小美'] # ================================================= # 第3关：嵌套for循环 —— 双层压缩 # 口诀：想要多层怎么办？for字再写一个for # ================================================= def demo_nested(): """嵌套列表推导式演示""" print("\n" + "=" * 40) print("第3关：嵌套for循环 —— 双层压缩") print("=" * 40) # 生成坐标点 坐标 = [(x, y) for x in range(3) for y in range(3)] print("3x3坐标网格:", 坐标) # 展平二维列表 矩阵 = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]] 展开 = [i for 行 in 矩阵 for i in 行] print("展平二维列表:", 展开) # [1, 2, 3, 4, 5, 6] # 带条件的嵌套（去掉对角线） 坐标_过滤 = [(x, y) for x in range(3) for y in range(3) if x != y] print("去掉对角线的坐标:", 坐标_过滤) # 九九乘法表里的算式 乘法算式 = [f"{x}x{y}={x*y}" for x in range(1, 4) for y in range(1, 4)] print("小九九（1-3）:", 乘法算式) # 颜色与形状组合 颜色 = ["红", "蓝", "绿"] 形状 = ["圆", "方"] 组合 = [c + s for c in 颜色 for s in 形状] print("颜色形状组合:", 组合) # ================================================= # 第4关：turtle绘图 —— 星空点点 # 用列表推导式生成100个随机星星 # ================================================= def draw_star_sky(): """用列表推导式画出星空""" t = turtle.Turtle() t.speed(0) t.hideturtle() turtle.bgcolor("black") # 用列表推导式生成100个随机坐标 星星坐标 = [(random.randint(-300, 300), random.randint(-300, 300)) for _ in range(80)] # 用列表推导式生成随机颜色（RGB模式） 星星颜色 = [(random.random(), random.random(), random.random()) for _ in range(80)] # 用列表推导式生成随机大小 星星大小 = [random.randint(3, 12) for _ in range(80)] # 画星星 for i in range(80): t.penup() t.goto(星星坐标[i][0], 星星坐标[i][1]) t.color(星星颜色[i]) t.pendown() t.dot(星星大小[i]) # 画一个月亮（大圆） t.penup() t.goto(200, 200) t.color("yellow") t.pendown() t.dot(50) t.penup() t.goto(-250, -250) t.color("white") t.write("星空（列表推导式生成）", font=("Arial", 16, "normal")) turtle.done() # ================================================= # 第5关：turtle绘图 —— 彩色螺旋 # 用列表推导式生成螺旋坐标和渐变色 # ================================================= def draw_spiral(): """用列表推导式画出彩色螺旋""" t = turtle.Turtle() t.speed(0) t.hideturtle() t.width(2) turtle.bgcolor("black") # 用列表推导式生成螺旋的坐标 螺旋点 = [(15 * a * math.cos(math.radians(a)), 15 * a * math.sin(math.radians(a))) for a in range(0, 720, 5)] # 用列表推导式生成渐变色 颜色 = [((a / 720) % 1, 0.5, 1 - (a / 720) % 1) for a in range(0, 720, 5)] # 画螺旋 for i in range(len(螺旋点)): t.color(颜色[i]) t.goto(螺旋点[i][0], 螺旋点[i][1]) turtle.done() # ================================================= # 第6关：turtle绘图 —— 彩色棋盘格 # 用嵌套列表推导式生成格子坐标和颜色 # ================================================= def draw_checkerboard(): """用列表推导式画出彩色棋盘""" t = turtle.Turtle() t.speed(0) t.hideturtle() # 用嵌套列表推导式生成所有棋盘格子坐标 格子 = [(x * 50, y * 50) for x in range(-4, 4) for y in range(-4, 4)] # 用列表推导式判断奇偶来决定颜色（三色棋盘） 颜色表 = [("red" if (x + y) % 3 == 0 else "blue" if (x + y) % 3 == 1 else "yellow") for x in range(8) for y in range(8)] # 画棋盘 for i in range(len(格子)): t.penup() t.goto(格子[i][0], 格子[i][1]) t.fillcolor(颜色表[i]) t.pendown() t.begin_fill() for _ in range(4): t.forward(50) t.right(90) t.end_fill() # 写标题 t.penup() t.goto(-180, -230) t.write("彩色棋盘（列表推导式生成）", font=("Arial", 14, "bold")) turtle.done() # ================================================= # 第7关：turtle绘图 —— 多边形派对 # 用列表推导式生成多种多边形的顶点坐标 # ================================================= def draw_polygon_party(): """用列表推导式画出多个多边形""" t = turtle.Turtle() t.speed(0) t.hideturtle() turtle.title("多边形派对 —— 列表推导式") # 不同的多边形：三角形(3边)、正方形(4边)、五边形(5边)... 边数列表 = [3, 4, 5, 6, 8, 10] 颜色列表 = ["red", "orange", "gold", "green", "blue", "purple"] 半径列表 = [40, 50, 60, 70, 80, 90] for idx in range(len(边数列表)): 边数 = 边数列表[idx] 半径 = 半径列表[idx] # 用列表推导式生成多边形的顶点坐标 顶点 = [(半径 * math.cos(math.radians(360 * i / 边数 - 90)), 半径 * math.sin(math.radians(360 * i / 边数 - 90))) for i in range(边数)] # 移动到这个多边形的起始位置（中心偏移） x_offset = (idx - 2.5) * 100 y_offset = 0 # 画多边形 t.penup() t.goto(顶点[0][0] + x_offset, 顶点[0][1] + y_offset) t.color(颜色列表[idx]) t.pendown() t.begin_fill() for 点 in 顶点[1:]: t.goto(点[0] + x_offset, 点[1] + y_offset) t.goto(顶点[0][0] + x_offset, 顶点[0][1] + y_offset) t.end_fill() # 写标题 t.penup() t.goto(-250, -130) t.color("black") t.write("多边形派对（列表推导式生成顶点）", font=("Arial", 14, "bold")) turtle.done() # ================================================= # 第8关：turtle绘图 —— 彩虹 # 用列表推导式生成彩虹的颜色和位置 # ================================================= def draw_rainbow(): """用列表推导式画出彩虹""" t = turtle.Turtle() t.speed(0) t.hideturtle() t.width(8) turtle.bgcolor("lightblue") turtle.title("彩虹 —— 列表推导式") # 彩虹7种颜色 彩虹颜色 = ["red", "orange", "yellow", "green", "blue", "indigo", "violet"] # 用列表推导式生成每个弧线向上偏移的量 偏移量 = [i * 18 for i in range(7)] # 用列表推导式生成每个弧线的半径 半径列表 = [220 - i * 18 for i in range(7)] # 画彩虹 for i in range(7): t.color(彩虹颜色[i]) t.penup() t.goto(-半径列表[i], -100 + 偏移量[i]) t.setheading(90) t.pendown() t.circle(半径列表[i], 180) # 画云朵 def draw_cloud(x, y): t.penup() t.goto(x, y) t.color("white") t.begin_fill() t.circle(30) t.end_fill() t.penup() t.goto(x + 30, y + 10) t.begin_fill() t.circle(25) t.end_fill() t.penup() t.goto(x + 15, y + 25) t.begin_fill() t.circle(20) t.end_fill() # 画两朵云 draw_cloud(-180, -50) draw_cloud(140, -30) # 画太阳 t.penup() t.goto(180, 180) t.color("yellow") t.begin_fill() t.circle(40) t.end_fill() # 光线 t.penup() t.goto(180, 220) t.color("yellow") t.width(3) for angle in range(0, 360, 30): t.setheading(angle) t.pendown() t.forward(20) t.penup() t.goto(180, 220) turtle.done() # ================================================= # 第9关：turtle绘图 —— 万花筒 # 用列表推导式生成对称图案，展示嵌套推导式的威力 # ================================================= def draw_kaleidoscope(): """用列表推导式画出万花筒图案""" t = turtle.Turtle() t.speed(0) t.hideturtle() t.width(2) turtle.bgcolor("black") turtle.title("万花筒 —— 嵌套列表推导式") # 用嵌套列表推导式生成所有花瓣的坐标 # 第一层：8个方向（每45度一个） # 第二层：每个方向画3个花瓣（不同半径） 花瓣数据 = [(r, a) for r in [60, 100, 140] for a in range(0, 360, 45)] # 用列表推导式生成颜色（每个花瓣不同色） def get_color(index, total): ratio = index / total return (ratio % 1, 0.3, 1 - ratio % 1) 颜色数据 = [get_color(i, len(花瓣数据)) for i in range(len(花瓣数据))] for idx, (半径, 角度) in enumerate(花瓣数据): x = 半径 * math.cos(math.radians(角度)) y = 半径 * math.sin(math.radians(角度)) t.penup() t.goto(x, y) t.color(颜色数据[idx]) t.pendown() # 在每个位置画一个小花 for a in range(0, 360, 60): t.setheading(a) t.forward(半径 * 0.3) t.backward(半径 * 0.3) # 画个中心点 t.dot(8) # 中心大圆 t.penup() t.goto(0, -40) t.color("white", "purple") t.begin_fill() t.circle(40) t.end_fill() turtle.done() # ================================================= # 第10关：turtle绘图 —— 函数图形 # 用列表推导式生成正弦波、心形线等数学图形 # ================================================= def draw_math_curves(): """用列表推导式画出数学曲线""" t = turtle.Turtle() t.speed(0) t.hideturtle() t.width(2) turtle.bgcolor("black") turtle.title("数学曲线 —— 列表推导式") # ---- 正弦波 ---- t.penup() t.goto(-300, 0) t.color("cyan") t.pendown() # 用列表推导式生成正弦波上的点 正弦点 = [(x, 80 * math.sin(math.radians(x * 2))) for x in range(-300, 301, 3)] for 点 in 正弦点: t.goto(点[0], 点[1]) # ---- 心形线 ---- t.penup() t.goto(0, 0) t.color("red") t.pendown() # 用列表推导式生成心形线坐标 # 参数方程: x = 16*sin^3(t), y = 13*cos(t) - 5*cos(2t) - 2*cos(3t) - cos(4t) 心形点 = [(160 * math.sin(math.radians(t))**3, 130 * math.cos(math.radians(t)) - 50 * math.cos(math.radians(2*t)) - 20 * math.cos(math.radians(3*t)) - 10 * math.cos(math.radians(4*t))) for t in range(0, 361, 2)] # 移动到心形起点 if 心形点: t.penup() t.goto(心形点[0][0] + 100, 心形点[0][1] - 50) t.pendown() for 点 in 心形点[1:]: t.goto(点[0] + 100, 点[1] - 50) # ---- 圆形点阵 ---- # 用嵌套列表推导式生成圆环上的点阵 圆环点 = [(120 * math.cos(math.radians(a)) + 50 * math.cos(math.radians(a * 3)), 120 * math.sin(math.radians(a)) + 50 * math.sin(math.radians(a * 3))) for a in range(0, 360, 3)] t.penup() t.color("yellow") t.pendown() for 点 in 圆环点: t.goto(点[0] - 200, 点[1] - 80) t.dot(3) turtle.done() # ================================================= # 主菜单 —— 选择要运行哪个演示 # ================================================= def main(): """主函数：显示菜单并运行选择的演示""" print(""" ==================================== 【魔法压缩饼干】列表推导式大冒险 ==================================== 请选择要运行的演示： 0 - 退出 1 - 基本语法演示（控制台输出） 2 - 条件过滤演示（控制台输出） 3 - 嵌套推导演示（控制台输出） 4 - 星空点点（turtle绘图） 5 - 彩色螺旋（turtle绘图） 6 - 彩色棋盘（turtle绘图） 7 - 多边形派对（turtle绘图） 8 - 彩虹（turtle绘图） 9 - 万花筒（turtle绘图） 10 - 数学曲线（turtle绘图） ==================================== """) try: 选择 = input("请输入数字 (0-10): ").strip() except KeyboardInterrupt: print("再见！下次继续学习列表推导式！") return print() if 选择 == "0": print("再见！下次继续学习列表推导式！") elif 选择 == "1": demo_basic() elif 选择 == "2": demo_filter() elif 选择 == "3": demo_nested() elif 选择 == "4": draw_star_sky() elif 选择 == "5": draw_spiral() elif 选择 == "6": draw_checkerboard() elif 选择 == "7": draw_polygon_party() elif 选择 == "8": draw_rainbow() elif 选择 == "9": draw_kaleidoscope() elif 选择 == "10": draw_math_curves() else: print("输入有误，请输入 0-10 之间的数字！") # 控制台演示结束后暂停 if 选择 in ["1", "2", "3"]: input("\n按回车键继续...") if __name__ == "__main__": main()