Pythonの基礎・関数で図形を描いてみよう
関数
関数 を定義することで，特定の処理に名前を付けて，呼び出すことができます． 関数は，あらかじめ定義されている 組み込み関数 に加え，ユーザ自身が独自に定義することも可能です． 例えば，組み込み関数には下記のような関数があります．
print関数（コンソールに出力する）max関数（最大値を算出する）min関数（最小値を算出する）abs関数（絶対値を算出する）
何度も繰り返して実行する処理は，関数として定義することで，スッキリと記述することができます． ここでは，関数を利用して，効率的に図形を描くことに挑戦しましょう．
Google Colaboratory
下記のリンクをクリックして，Colabにアクセスしましょう．
Colabにアクセスしたら，大学のGmailアカウント（@g.sugiyama-u.ac.jp）でログインしていることを確認してください． 次に，ノートブック（ファイル）を新規作成し，ノートブックの名前を chapter3.ipynb に変更しましょう．
加えて，前回と同様に，ColabTurtleとインストールしておきます． このとき，多次元配列の処理が可能なライブラリである numpy も追加しておきます．
!pip install ColabTurtle
from ColabTurtle.Turtle import *
import numpy as np
関数を利用した図形
関数の定義
関数を定義するには，defの位置から，字下げ して実行する処理を記述します．
ここでは，ランダムにペンの色を変更して，カメを直進させる処理を，forward_random_colorという名前の関数として定義しましょう．
def 関数名（）:
実行する処理
ペンの色を指定するcolor()は，redやblueなどの色名を指定する他にも，
r（赤），g（緑），b（青）の色成分を指定することができます．
ここでは，np.random.randint(0, 256)を利用して，0〜255までの乱数を生成し，
この乱数をペンの色成分に指定します．
def forward_random_color():
r = np.random.randint(0, 256)
g = np.random.randint(0, 256)
b = np.random.randint(0, 256)
color(r, g, b)
forward(50)
initializeTurtle()
penup()
goto(0, 250)
right(90)
pendown()
for i in range(10):
forward_random_color()
引数
関数を呼び出すときに，引数 という形式で，関数にデータを渡すことができます（引数は複数指定可）．
ここでは，カメを直進させるforward()と，カメを右方向に回転させるright()を組み合わせて，
forward_turnという関数を定義しましょう．
def 関数名（引数1,引数2,...）:
実行する処理
関数の引数にdistanceとangleを指定しています．
これらの引数には，関数を呼び出したときに設定した値が代入されます．
カメはdistanceだけ直進し，その後で，angleだけ右に回転します．
def straight_turn(distance, angle):
forward(distance)
right(angle)
straignt_turnの引数に100，30，または，200，-30を指定します．
それぞれ，引数のdistanceとangleに代入されます．
initializeTurtle()
penup()
goto(0, 250)
right(90)
pendown()
straight_turn(100, 30)
straight_turn(200, -30)
straight_turn(100, 30)
straight_turn(200, -30)
straight_turn(100, 30)
返り値（戻り値）
関数内で計算した値や文字列を，関数の 返り値（戻り値） として，呼び出し元に返すことができます．
ここでは，0〜99の乱数に応じた距離だけカメを進ませる forward_random() を定義し，
進んだ距離distanceを返り値として，呼び出し元に戻すことにします．
返り値を指定するには return を用います．
def forward_random():
distance = np.random.randint(0, 100)
forward(distance)
return distance
カメが進んだ距離の合計を sum_disntance に記録します．
この値が，300を超えたら，ペンの色を赤色に変更します．
initializeTurtle()
penup()
goto(0, 250)
right(90)
pendown()
sum_distance = 0
for i in range(10):
distance = forward_random()
sum_distance += distance
print(sum_distance)
if sum_distance > 300:
color("red")
多角形の関数
多角形を描く関数drawPolygonを定義してみましょう．
関数には引数として，左上の座標（xとy），頂点数（vertex），辺の長さ（length）を渡すことにします．
頂点数に合わせて，亀が回転するための角度を算出し，辺の数だけ進行方向への移動を繰り返します．
def drawPolygon(x, y, vertex, length):
penup()
goto(x, y)
face(0) # 右を向く
pendown()
sum = 180 * (vertex - 2) # 内角の和
angle = sum / vertex # 内角
for i in range(vertex):
forward(length)
right(180 - angle)
頂点数$4$，辺の長さ$200$で多角形を描きます． この結果，次の正方形が描かれます．
initializeTurtle()
drawPolygon(300, 100, 4, 200)
頂点数$5$，辺の長さ$200$で多角形を描きます． この結果，次の正五角形が描かれます．
initializeTurtle()
drawPolygon(300, 100, 5, 200)
頂点数$6$，辺の長さ$200$で多角形を描きます． この結果，次の正六角形が描かれます．
initializeTurtle()
drawPolygon(300, 100, 6, 200)
頂点数を大きく増やすと，多角形は円に近づきます． ここでは，頂点数$60$，辺の長さ$20$で，円（正確には多角形）を描きましょう．
initializeTurtle()
speed(8)
drawPolygon(300, 100, 60, 20)
課題
下図を参考に関数を利用して雪だるまを描きなさい．
課題が完成したら，Google Colaboratoryで作成した chapter3.ipynb を保存し， 共有用のリンク と ノートブック（.ipynb） をダウンロードして提出してください． 提出の前に必ず下記の設定を行ってください．
- ノートブックの設定で「セルの出力を除外する」のチェックを外す
- ノートブックの変更内容を保存して固定
- 共有設定で「学校法人椙山女学園大学」を「閲覧者」に設定