📚專題：中華民國國旗
📕 引言
-
(圖為2011年台灣搜救隊從松山機場出發，前往日本協助救援311大地震。資料來源:1)
在國際救援活動場合中，參與救災的我國醫療人員曾表示，最感動的就是看到架設在醫療站的中華民國青天白日滿地紅國旗，和其他國家的國旗一同飄揚，讓他在參與國際救援行動時，很感動也很驕傲！(資料來源:2)
中華民國國旗是我國的象徵之一，平常會固定在學校禮堂、政府機關會議室。遇到國家慶典或紀念日時，會懸掛於街道。在中小學的升旗典禮中，也是儀式的主角。
在本專題中，請利用海龜程式畫出中華民國國旗。
建議先備課程
- 在學習本專題前，建議先完成 海龜畫國旗 ，學習曲線會較為平順。
📙 問題
在實際寫國旗繪製程式時，可能會遇到一些關於國旗的基本問題，例如：
-
各個地方大大小小的國旗看起來都很像。國旗的長度、形狀、比例、顏色，有沒有統一的規定？在哪裡有國旗相關說明呢？
-
我國的國旗，除了有紅、藍、白色以外，還有一個像太陽的標誌，這個標誌看起來很複雜，國旗的畫法是什麼呢？
- (資料來源:3)
還有想到與國旗相關的問題嗎？這些問題要怎麼克服呢？
📗 搜尋
利用搜尋引擎，運用「國旗」「繪製」…等關鍵字，可以找到許多相關的資料如下：
- 國旗規格
-
-
(資料來源:4)
除了以上的資料，還有沒有其他的參考資料？找到資料後，要怎麼運用這些資料呢？
📒 構思
- 當我們對國旗有了基本的了解之後，就可以把大的問題拆解成小的問題，再逐一克服。
-
- 當然也必須思考動手實作的程式順序。
-
反覆以上的步驟，思考問題、搜尋資料與設計規劃，當準備好了就可以動手實作了。
運算思維
📘 實作(4)
程式結構
- 綜合上面「問題拆解」與「演算流程」的思考，可以整理出以下的程式結構
-
我們可以使用「程式模組化設計-函式功能」來寫出這樣的流程
模組化程式設計
動手來寫國旗主要結構的程式。
範例程式 程式結構 - - - - - - - (專題實作1/4 新檔)
【長度4:38 章節時間如下】
- 0:00 存檔、模組匯入
- 0:33 程式結構
from 海龜模組 import *
def 紅地() :
print('2.紅地')
def 青天() :
print('3.青天')
def 光芒() :
print('4.光芒')
def 白日() :
print('5.白日 ')
def 主程式() :
print('1.主程式')
紅地()
青天()
光芒()
白日()
主程式()
完成()
紅地與青天
接下來實作紅地與青天這兩個長方形，從下圖中，你看得出它們的寬高比例嗎？
-
-
(資料來源:4)
也要留意海龜的起點位置。試著用程式寫寫看。
範例程式 紅地與青天 - - - - - - - (專題實作2/4 接續)
【長度3:20 章節時間如下】
- 4:45 紅地與青天
from 海龜模組 import *
def 紅地() :
print('2.紅地')
填充顏色('red')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(120)
右轉(90)
向前(80)
右轉(90)
停止填色()
def 青天() :
print('3.青天')
填充顏色('blue')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(60)
右轉(90)
向前(40)
右轉(90)
停止填色()
def 光芒() :
print('4.光芒')
def 白日() :
print('5.白日 ')
def 主程式() :
print('1.主程式')
紅地()
青天()
光芒()
白日()
主程式()
完成()
結構化程式設計
光芒
- 國旗中光芒的基本形狀是12角星形，可以利用「海龜畫國旗」中的方式來畫出
-
-
(資料來源:5)
- 另外要留意12角星形中的起點、邊長，與一開始傾斜的角度。
-
-
(資料來源:4)
光芒的邊長？
- 細心的同學會有疑問，為什麼光芒的邊長大約是29呢？想要解答這個問題，必須解出下面的問題。
- 其實只要使用三角函數就可以計算出光芒的邊長。
- 在不久的將來，同學們會在數學課中學到在導航、工程學以及物理學…等方面都有廣泛用途的三角函數，要認真學習哦。
- 維基百科 三角函數
最後，再讓線條與填充都是白色就可以了，用海龜程式來做做看。
範例程式 光芒 - - - - - - - (專題實作3/4 接續)
【長度3:52 章節時間如下】
- 8:07 光芒
from 海龜模組 import *
速度('fast')
隱藏游標()
def 紅地() :
print('2.紅地')
填充顏色('red')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(120)
右轉(90)
向前(80)
右轉(90)
停止填色()
def 青天() :
print('3.青天')
填充顏色('blue')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(60)
右轉(90)
向前(40)
右轉(90)
停止填色()
def 光芒() :
print('4.光芒')
停筆()
走到(15, -20)
下筆()
左轉(15)
畫筆顏色('white')
填充顏色('white')
開始填色()
for 數 in range(12) :
向前(29)
右轉(180-360/12)
停止填色()
def 白日() :
print('5.白日 ')
def 主程式() :
print('1.主程式')
紅地()
青天()
光芒()
白日()
主程式()
完成()
白日
- 可以再次使用問題拆解的思考方法，將白日拆解成兩個圓形。
-
- 白日的圓形直徑與圓心座標如下：
-
-
(資料來源:4)
有了這些資訊，就可以寫出白日的海龜程式。
範例程式 白日 - - - - - - - (專題實作4/4 接續)
【長度2:12 章節時間如下】
- 12:00 白日
from 海龜模組 import *
速度('fast')
隱藏游標()
def 紅地() :
print('2.紅地')
填充顏色('red')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(120)
右轉(90)
向前(80)
右轉(90)
停止填色()
def 青天() :
print('3.青天')
填充顏色('blue')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(60)
右轉(90)
向前(40)
右轉(90)
停止填色()
def 光芒() :
print('4.光芒')
停筆()
走到(15, -20)
下筆()
左轉(15)
畫筆顏色('white')
填充顏色('white')
開始填色()
for 數 in range(12) :
向前(29)
右轉(180-360/12)
停止填色()
def 白日() :
print('5.白日 ')
停筆()
走到(30 , -20 )
下筆()
畫點(17 ,'blue' )
畫點(15 , 'white')
def 主程式() :
print('1.主程式')
紅地()
青天()
光芒()
白日()
主程式()
完成()
這樣就完成了基本的中華民國國旗
📙 擴展(3)
縮放倍率
- 相信在國旗的基本繪製過程中，會發現新的問題，依原比例繪製的國旗好像太小了，怎麼辦？
-
有新的需求，就會促使我們思考突破，增加更多功能。
想一想，當我們想做放大的國旗時，有哪些性質會跟著放大呢？下圖為長方形及圓形的放大思考。
想清楚了嗎？試著來寫寫看倍率放大的國旗。
範例程式 縮放倍率 - - - - - - - (專題擴展1/3 接續)
【長度3:19 章節時間如下】
- 14:15 縮放倍率
from 海龜模組 import *
視窗設定(1200, 800)
速度('fast')
隱藏游標()
倍率 = 7
def 紅地() :
print('2.紅地')
填充顏色('red')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(120 * 倍率)
右轉(90)
向前(80 * 倍率)
右轉(90)
停止填色()
def 青天() :
print('3.青天')
填充顏色('blue')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(60 * 倍率)
右轉(90)
向前(40 * 倍率)
右轉(90)
停止填色()
def 光芒() :
print('4.光芒')
停筆()
走到(15 * 倍率 , -20 * 倍率)
下筆()
左轉(15)
畫筆顏色('white')
填充顏色('white')
開始填色()
for 數 in range(12) :
向前(29 * 倍率)
右轉(180-360/12)
停止填色()
def 白日() :
print('5.白日')
停筆()
走到(30 * 倍率, -20 * 倍率)
下筆()
畫點(17 * 倍率,'blue' )
畫點(15 * 倍率, 'white')
def 主程式() :
print('1.主程式')
紅地()
青天()
光芒()
白日()
主程式()
完成()
座標平移
完成縮放倍率的程式後，好像又覺得怪怪的，海龜每次都會從視窗的中心開始畫(原點)，所以畫出來的國旗會偏一邊，有辦法讓國旗移到左上方嗎？要注意什麼呢？
想好了嗎？試著來寫寫看座標平移的國旗。
範例程式 座標平移 - - - - - - - (專題擴展2/3 接續)
【長度3:02 章節時間如下】
- 17:37 座標平移
from 海龜模組 import *
視窗設定(1200, 800)
速度('fast')
隱藏游標()
倍率 = 7
起點x = -500
起點y = 300
def 紅地() :
print('2.紅地')
填充顏色('red')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(120 * 倍率)
右轉(90)
向前(80 * 倍率)
右轉(90)
停止填色()
def 青天() :
print('3.青天')
填充顏色('blue')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(60 * 倍率)
右轉(90)
向前(40 * 倍率)
右轉(90)
停止填色()
def 光芒() :
print('4.光芒')
停筆()
走到(15 * 倍率 + 起點x , -20 * 倍率 + 起點y)
下筆()
左轉(15)
畫筆顏色('white')
填充顏色('white')
開始填色()
for 數 in range(12) :
向前(29 * 倍率)
右轉(180-360/12)
停止填色()
def 白日() :
print('5.白日')
停筆()
走到(30 * 倍率 + 起點x , -20 * 倍率 + 起點y)
下筆()
畫點(17 * 倍率,'blue' )
畫點(15 * 倍率, 'white')
def 主程式() :
print('1.主程式')
停筆()
走到(起點x,起點y)
下筆()
紅地()
青天()
光芒()
白日()
主程式()
完成()
使用者介面
還有一個在實作過程中會發現的問題，放大縮小的倍率都是使用變數控制，這樣每次都要修改程式，都必須透過設計者修改，有沒有方法克服，讓程式的使用者更方便？
我們可以透過使用者介面的設計，讓使用者輸入想要的值，這樣使用起來會更有彈性。下圖是海龜的「輸入數字」方塊：
實際來寫相關的海龜程式。
範例程式 使用者介面 - - - - - - - (專題擴展3/3 接續)
【長度2:45 章節時間如下】
- 20:41 使用者介面
from 海龜模組 import *
視窗設定(1200, 800)
速度('fast')
隱藏游標()
倍率 = 輸入數字('中華民國國旗','輸入倍率1-10',5, 1, 10)
起點x = -500
起點y = 300
def 紅地() :
print('2.紅地')
填充顏色('red')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(120 * 倍率)
右轉(90)
向前(80 * 倍率)
右轉(90)
停止填色()
def 青天() :
print('3.青天')
填充顏色('blue')
開始填色()
for 數 in range(2) :
向前(60 * 倍率)
右轉(90)
向前(40 * 倍率)
右轉(90)
停止填色()
def 光芒() :
print('4.光芒')
停筆()
走到(15 * 倍率 + 起點x , -20 * 倍率 + 起點y)
下筆()
左轉(15)
畫筆顏色('white')
填充顏色('white')
開始填色()
for 數 in range(12) :
向前(29 * 倍率)
右轉(180-360/12)
停止填色()
def 白日() :
print('5.白日')
停筆()
走到(30 * 倍率 + 起點x , -20 * 倍率 + 起點y)
下筆()
畫點(17 * 倍率,'blue' )
畫點(15 * 倍率, 'white')
def 主程式() :
print('1.主程式')
停筆()
走到(起點x,起點y)
下筆()
紅地()
青天()
光芒()
白日()
點擊後離開()
主程式()
補充資料 使用者介面
📒 結語
如果你能跟著一路學習到最後，那真是太棒了。沒想到國旗，還有這麼多講究吧！這些解決問題的相關知識，都是同學們將來會在課堂上學習到的。希望你收獲滿滿，學習愉快。
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