字符田字格绘制

一、实验目的

掌握 Python 的 print() 输出方法，理解空格和换行对字符图形的影响。
掌握字符串拼接与重复运算，实现边框和格内空白的构造。
理解嵌套循环的执行过程，使用函数完成可调整大小的网格绘制。

二、实验环境

本次验证环境为 macOS，Python 3.12.14。

三、实验内容与原理

使用 + 表示边框交点，使用 - 表示横线，使用 | 表示竖线，使用空格填充单元格内部。基本图形由两行、两列单元格组成，形成"田"字结构；扩展示例绘制四行、四列网格。

函数参数 rows、cols 分别表示单元格的行数和列数，width 表示每个单元格内部的字符宽度，height 表示每个单元格内部的文本行数。这里的宽高均为字符单位，不是像素或实际物理长度。

横向边框的构造公式为：

text 复制代码

("+" + "-" * width) * cols + "+"

格内一行的构造公式为：

text 复制代码

("|" + " " * width) * cols + "|"

外层循环控制单元格行数，每轮先输出一条横向边框，再由内层循环输出指定数量的格内文本行。循环结束后补上最后一条底边，避免遗漏底部边框。

四、实验步骤

定义绘图函数，并检查行数、列数、格宽和格高是否为正整数。
根据格宽和列数构造横向边框与格内文本行。
使用嵌套循环逐行输出图形，最后输出底边。
调用默认参数，绘制两行两列的字符田字格。
修改参数，绘制四行四列网格，检查函数能否复用。

将同目录中的 字符田字格.py 保存后，在终端运行：

bash 复制代码

python3 字符田字格.py

五、主要代码

以下为完整可运行代码，代码中未添加注释。

python 复制代码

def draw_grid(rows=2, cols=2, width=5, height=3):
    values = (rows, cols, width, height)
    if any(type(value) is not int or value <= 0 for value in values):
        raise ValueError("行数、列数、格宽和格高必须为正整数")
    border = ("+" + "-" * width) * cols + "+"
    content = ("|" + " " * width) * cols + "|"
    for _ in range(rows):
        print(border)
        for _ in range(height):
            print(content)
    print(border)


if __name__ == "__main__":
    print("示例一：2 × 2 字符田字格")
    draw_grid()
    print()
    print("示例二：4 × 4 扩展网格")
    draw_grid(4, 4, 5, 2)

六、实验结果

程序已实际运行成功，正常退出。下图根据程序实际标准输出排版生成，展示两组运行结果。

图 1：左侧为两行两列的田字格，右侧为四行四列的扩展网格。

基本田字格的实际输出如下：

text 复制代码

示例一：2 × 2 字符田字格
+-----+-----+
|     |     |
|     |     |
|     |     |
+-----+-----+
|     |     |
|     |     |
|     |     |
+-----+-----+

七、结果分析

默认参数为 rows=2、cols=2、width=5、height=3。因此，图形共有三条横向边框，每个单元格内部有三行空白，总文本行数为 2 × (3 + 1) + 1 = 9，每行字符数为 2 × (5 + 1) + 1 = 13，均不包含示例标题。

扩展示例将参数设置为 4, 4, 5, 2，生成四行四列网格。图形总文本行数为 4 × (2 + 1) + 1 = 13，每行字符数为 4 × (5 + 1) + 1 = 25。从实际输出可以看到，边框完整，交点和竖线对齐，说明函数能够根据参数正确调整网格规模。

绘制时需注意：横向边框和格内文本行都要补上最右侧字符，外层循环结束后要补上底边。由于终端字符通常高于其宽度，字符数量相同不代表显示长度相同，可通过调整 width 和 height 改善单元格的视觉比例。

八、实验总结

本实验利用字符串重复、字符串拼接和嵌套循环，完成了字符田字格及扩展网格的绘制。将重复输出过程封装为函数后，只需修改参数即可改变网格大小。实验说明，规则字符图形可以分解为少量重复行，再通过循环组合得到，从而减少重复代码并提高可读性。