单元 0　认识 MiniTurtle + 搭环境

第一次写下指令、看到图形，并把环境装好

项目海龟绘图

◎学完本节你会

本节是「会用」的入口（目标 L1）：不碰任何 C++ 实现，只负责「写下指令 → 看到图形」。 后面单元 1~6 才带你亲手实现这台解释器。先把「玩」的感觉建立起来。

1海龟绘图：给一只「笔上的海龟」下命令

想象屏幕中间有一只海龟，它背着一支笔。你告诉它「前进」「右转」，它就走；它走过的路线就是画出来的线。

核心直觉：画图 = 移动 + 转向的组合。所有复杂图形，都是「走一步、转个角度、再走一步」循环出来的。

这可不是新点子——它源自 1967 年的Logo 语言，是无数人编程启蒙的第一课。 MiniTurtle 正是「用 C++ 从零写一台自己的海龟绘图语言」。

先看一个 6 条命令的「海龟动作表」（后面正文会逐个用）：

fd 50　前进

向前走 50 步，画出线。

bk 30　后退

向后走 30 步，画线。

lt 90　左转

逆时针转 90°。

rt 90　右转

顺时针转 90°。

pu　抬笔

抬起笔，移动时不画线。

pd　落笔

放下笔，之后移动恢复画线。

转角度单位是度（0~360），不是弧度——rt 90 就是向右转一个直角。

2第一行命令：画一条线

MiniTurtle 的程序后缀是 .mt。一个最简单的程序就一行——让海龟前进 50 步：

fd 50

运行它，海龟从起点向前爬 50 格，屏幕（字符画布）上出现一条线。就这么简单——你已经「写代码画图」了。

想画一个正方形呢？口诀：走一步、转 90°、重复 4 次。把命令一行行写出来：

fd 24 rt 90 fd 24 rt 90 fd 24 rt 90 fd 24 rt 90
注意：每次 rt 90 后方向改变，所以 4 条边虽然命令相同，却画出了闭合的正方形。海龟回到出发点、方向也回到原样。

3repeat：把重复的命令打包

上面 8 行里，「fd 24 + rt 90」重复了 4 次。用 repeat 让海龟替你重复：

repeat 4 { fd 24 rt 90 }
语法：repeat 次数 { 要重复的命令 }——次数写中间，命令用花括号 { } 包起来。这一段会被执行「次数」遍。

想画正六边形？角度有规律：正 n 边形的外角 = 360 / n。六边形每次转 360/6=60°：

repeat 6 { fd 24 rt 60 }
为什么会闭合？每次转 60°、共 6 次 → 总共转了 360° → 方向回到起点，边数 × 每边角度 = 360，正好闭合。 记住这条「总转角 = 360°」的规律，后面画正多边形全靠它。

4把程序存成 .mt 源文件，然后运行

真正「写程序」不是一条条敲进黑窗口，而是把代码存成一个文件。用记事本/VS Code 新建 star.mt，写：

# 我的第一个 MiniTurtle 程序：画一个五角星 repeat 5 { fd 22 rt 144 }

注意到 # 开头的行是注释——给人看的说明，程序会跳过它。下面是「编译 → 运行」的完整流程：

① 装好 g++ 编译器→ ② 编译解释器 minturtle→ ③ 用 minturtle 运行 star.mt→ ④ 屏幕画出五角星
# ① 在项目根目录（装有全部源码的地方）编译解释器 g++ -std=c++17 main.cpp lexer.cpp parser.cpp interpreter.cpp turtle.cpp canvas.cpp -o minturtle # ② 运行 .mt 源文件，指定输出画布大小 ./minturtle star.mt
装环境是本节唯一可能卡住的地方：Windows 需要先装 MSYS2 / MinGW-w64 把 g++ 装进 PATH。 一步步照着《MiniTurtle 项目验证报告》来，里面每个命令都是实测过的。
这条流水线就是本项目的灵魂：.mt 源文件 → 解释器 → 字符画布。 后面所有单元都是在「让这台解释器更聪明」。先跑通它，就有了后面一切的地基。

5动手：跑通四个示例，再自己画五角星

MiniTurtle 工程自带了几个示例。建议按下面的顺序亲手过一遍，每跑通一个，对「命令→图形」的直觉就强一分：

示例 1 正方形：

repeat 4 { fd 24 rt 90 }

示例 2 正六边形：

repeat 6 { fd 24 rt 60 }

示例 3 五角星：

repeat 5 { fd 22 rt 144 }

（五角星每次转 144°，5 次共转 720°——两整圈，正好画出一个星。）

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（字符画布是 MiniTurtle 的「显示器」——像素是字符，一样能画出图形。上面的星是示意，真实输出以终端为准。）

你的第一个小改造：把 repeat 5 改成 repeat 7、把 144 改成别的角度，重编译重跑，看图形怎么变。 「改参数 → 看变化」就是编程最初的乐趣，也是理解「代码控制图形」最快的方式。

!易错点清单（新手最爱踩）

① 命令名与数字之间漏空格：fd50 会被当成一个「标识符」而不是「前进 50」。 MiniTurtle 靠空格切分命令，务必写成 fd 50。
② 角度不闭合：画正 n 边形时把 rt 360/n 记错成 90°，图形就转不回起点。 牢记「总转角 = 360°」。
③ 把 # 注释当成会被执行的代码：注释是给人看的，程序完全跳过。# 你好 不会画任何东西。
④ 忘了先编译：直接运行 minturtle star.mt，但解释器还没编译出来（没有 minturtle 这个文件）→ 报「找不到文件」。 顺序是先 g++ ... -o minturtle，再 ./minturtle star.mt。

✎练习题

Q1. 想画一个正方形（4 条边），命令 repeat 4 { fd 24 rt __ } 里每次该转多少度？
B。正方形外角 = 360/4 = 90°。总转角（4×90=360°）正好一圈，图形闭合。
Q2. 下面哪一行会被 MiniTurtle 直接跳过（不产生任何图形）？
A。# 开头是注释，纯给人看的说明，解释器跳过，不画任何东西。
Q3. 命令 pu（抬笔）之后移动海龟，会怎样？
C。pu = pen up 抬笔：海龟照常移动，但路线不落墨。pd 落笔后恢复画线。

◎跨学科小贴士：图形 = 移动 + 转角的「算法语言」

「重复同样的移动+转向，就能拼出复杂图形」——这背后是算法思想：用简单规则反复执行，涌现出复杂结果。

想想几何：正 n 边形的内角公式 (n-2)×180/n 和海龟的「外角 360/n」是同一个几何事实的两面——你其实在用程序重新发现几何。

再想想音乐：一段旋律 = 有限几个音符按规则重复、变奏，拼出整首曲子。程序画图、音乐作曲、甚至自然界里蜂巢的六边形，都是「简单单元 × 规则重复」的产物。

更妙的是，「一小段指令反复调用」正是后面单元 5 递归分形的思想雏形——现在你只是手动 repeat，后面会让程序自己调用自己。