如何在不无限期克隆的情况下将 Turtle 克隆附加到列表中？

Question

我必须使用 Turtle 在 Python 中编写一个程序，该程序从文件中读取指令列表并根据输入绘制 Turtle 图。可能的输入是向前、向左、向右和拆分。如果输入被拆分，我必须克隆列表中的所有海龟并将新的海龟附加到列表中。所有新的克隆都应该右转 x 度。问题是，海龟无限期地克隆。

def navigate(directions):
    turtles = []
    commands = []
    first = turtle.Turtle()
    turtles.append(first)

    turtle.width(10)

    for turt in turtles:
        turt.speed('fastest')
        for step in directions:
            if step[0] == 'forward':
                turt.forward(step[1])
            elif step[0] == 'left':
                turt.left(step[1])
            elif step[0] == 'right':
                turt.right(step[1])
            elif step[0] == 'split':
                new = turt.clone()
                turtles.append(new)
                turt.right(step[1])

Directions 是一个元组列表，其中每个元组的第一个值是命令（例如向前、向左、向右或拆分），第二个是度数（向前走多远，要转弯多少度）。但是乌龟会永远克隆下去。如何调整此代码以使其仅克隆给定次数？这是我的示例输入文件：

forward 50
left 20
split 40
forward 50
left 20
split 40
forward 50
left 20
split 40
forward 50
left 20
split 40
forward 50
left 20

Answer 1

首先，你有一个逻辑错误。您的外部循环遍历海龟，然后在循环内部，它分别处理每个海龟的所有步骤。这是不正确的；即使它有效，它也会将分割之前的指令应用到分割之后的海龟上。 （这将有效地将前面的指令两次应用于同一个海龟，并再次执行拆分。）您需要在所有海龟上一次处理一个步骤。所以循环需要越过方向，而不是海龟：

for step in directions:
    # Process the step

现在我们已经交换了循环，解决方案变得更加明显。对于'split'的情况，我们可以检查步骤并进行特殊处理：

for step in directions:
    if step[0] == 'split':
        # Clone all the turtles here
    else:
        for turt in turtles:
            if step[0] == 'forward':
                turt.forward(step[1])
            elif step[0] == 'left':
            ...

我选择为移动案例使用单个循环，但如果您愿意，为每个案例设置一个循环同样有效。

我们仍然有创建克隆并将它们添加到列表中的问题。您已经看到这不会工作：

for turt in turtles:
    turtles.append(turt.clone())

所以我们需要存储所有这些新的克隆而不修改我们循环的列表。我们可以使用临时列表来做到这一点：

turtle_clones = []
for turt in turtles:
    turtle_clones.append(turt.clone())

然后我们只需要将turtle_clones 放在turtles 的末尾。我将把这两个列表结合起来作为你的练习。

奖励材料

以下是一些让您的代码更简洁的建议：

1. 使用解包，这样您就不必到处都有索引了。

   您实际上不需要使用索引访问step 中的两条数据。您可以使用解包将每个元素放入自己的变量中：

   for action, value in directions:
       if action == 'split':
           ...
       else:
           ...
               turt.forward(value)
   

   这使您的代码更加简单易读，尽管您可能会为value 想一个更好的名称。

2. 您实际上不必使用显式临时列表和for 循环来进行克隆。您可以使用列表推导：

   turtle_clones = [t.clone() for t in turtles]
   

   同样，更简单易读。

3. first 变量似乎没有必要。您可以直接初始化包含第一个海龟的列表：

   turtles = [turtle.Turtle()]