本章我们将实现互相作用的圆球，如图所示。首先实现多个随机的圆球，为圆球之间增加作用力，使其均匀分布到一个大圆内；然后实现鼠标交互，并能实现不同半径的圆球；最后学习函数的定义与使用，改进实现的代码。


最终代码：

balls = [] # 存储所有圆球的全局变量，初始为空列表

def setup(): 
  size(800, 800) # 设定画布大小
  noStroke()  # 不绘制线条

def draw(): 
  background(30) # 黑灰色背景
  for i in range(len(balls)):
    fx = 0 # 第i号圆球，x方向所受合力
    fy = 0 # 第i号圆球，y方向所受合力
    for j in range(len(balls)): # 对其他所有球遍历
      if (i!=j):  # 对于不等于i的j
        dx = balls[j][0] - balls[i][0] # 两个小球x坐标差
        dy = balls[j][1] - balls[i][1] # 两个小球y坐标差   
        distance = sqrt(dx*dx + dy*dy) # 两个小球间的距离
        if distance < 1: # 防止距离过小，有除0的风险
          distance = 1
        # j号球对i号球的作用力大小
        f_mag = (distance - 300)* balls[j][4] 
        fx += f_mag*dx/distance # 求出x方向的受力，加到fx上
        fy += f_mag*dy/distance # 求出y方向的受力，加到fy上
    ax = fx/balls[i][4] *0.05  # 合力除以质量，计算两个方向的加速度     
    ay = fy/balls[i][4] *0.05  
    balls[i][2] = 0.99*balls[i][2] + 0.01*ax # 根据加速度更新速度      
    balls[i][3] = 0.99*balls[i][3] + 0.01*ay 
  
  for ball in balls:  # 对所有圆球遍历  
    ball[0] += ball[2]  # 根据x方向速度，更新x坐标
    ball[1] += ball[3]  # 根据y方向速度，更新y坐标 
    fill(ball[5],230)  # 设置填充颜色  
    circle(ball[0], ball[1], 2*ball[4]) # 画一个圆

def addBall(): # 添加一个新的圆球
  radius = random(5,20) # 随机半径
  # 随机颜色
  c = color(random(100,255),random(100,255),random(100,255)) 
  # ball = [x坐标,y坐标,x方向速度,y方向速度,半径,颜色]
  ball = [mouseX,mouseY,0,0,radius,c] # 当前圆球列表
  balls.append(ball) # 把圆球添加到balls中   
    
def mousePressed():  # 鼠标点击时
  addBall() # 添加一个新的圆球
    
def mouseDragged():  # 鼠标拖拽时
  if frameCount % 5 == 0: # 防止添加过多圆球
    addBall() # 添加一个新的圆球

def keyPressed(): # 当按下任意键盘按键时
  global balls # 全局变量
  if len(balls)>0: # 如果blls列表不为空
    balls = [] # 清空所有圆球



实现效果：




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练习：在画布中生成随机的圆，并保证所有圆不相交。


有趣的程序代码python python有趣编程_python趣味编程_02


这一章主要讲解了无参数函数的定义、复合运算符等语法知识，实现了互相作用的圆球。用好函数可以避免程序开发的重复劳动，读者也可以尝试用函数改进之前章节实现的案例。