Урок 7 «Условия в алгоритмическом языке. Команда если «

Сегодня ты научишься:

• анализировать обстановку Робота;
• разрабатывать циклические алгоритмы с неизвестным заранее числом повторений;
• составлять сложные условия.

Команда если позволяет выбрать один из двух вариантов. В качестве примера работы команды если рассмотрим задачу из урока 6. Но немного изменим условие.

Задача. Робот стоит в левом конце горизонтального коридора, нижняя стена которого сплошная, а в верхней имеются несколько выходов:

Надо отметить выходы из коридора, то есть, составить алгоритм, который переводит Робота из клетки А в Клетку Б и закрашивает те клетки коридора, из которых есть выход вверх:

Решение . Длина коридора, количество выходов и их точное расположение заранее неизвестны. Отличие от задачи из предыдущего урока состоит в том, что красить надо не все клетки коридора, а лишь те, где есть выход вверх. Другими словами, если сверху свободно, то клетку надо закрасить, иначе — красить не надо. Для записи таких действий в алгоритмическом языке есть специальная составная команда если :

если сверху свободно то
. закрасить
все

При выполнении этой команды Роботу задается вопрос «сверху свободно?». Если Робот ответит да , то ему нужно будет выполнить команду «закрасить». Если же Робот ответит нет , то команда «закрасить» будет пропущена.

Создай стартовую обстановку, соответствующую условиям задачи и набери программный код:

Измени длину коридора, положение выходов и проверь работу программы в новой обстановке.

Общий вид команды если таков:

Служебные слова если, то, иначе имеют обычный смысл. Слово все означае конец команды. Это слово пишется строго под словом если . Между то и иначе — в одной или нескольких строках — записывается последовательность командалгоритмического языка (серия1). Между иначе и все записывается другая последовательность команд (серия2). Серия2 вместе со служебным словом иначе может отсутствовать.

При выполнении команды если система сначала проверяет условие, записанное между если и то (задает Роботу вопрос). В результате проверки получается либо да , либо нет . Если получилось да , то выполняется серия1, а если нет — то серия2 (если она есть). Если условие не соблюдается, (Робот ответил нет), а серия2 вместе с иначе отсутствует, то система сразу переходит к выполнению команд, записанных после слова все .

Условия в алгоритмическом языке могут быть простыми и составными. К простым условиям относятся команды-вопросы «снизу стена», «слева свободно» и др. Из простых условий можно получить составные, используя служебные слова и , или , не и скобки для указания порядка проверки условий.

Примеры составных условий:

сверху свободно или слева свободно

сверху свободно и снизу стена

клетка закрашена и сверху стена

сверху стена или снизу стена

Результатом проверки любого условия является либо да (если условие соблюдается), либо нет (если условие не соблюдается).

Рассмотрим как работает связка и

Например, в данном положении Робота:

условие «сверху стена и слева стена» соблюдается (Робот ответит да ), так как условие А – «сверху стена» соблюдается ( да ) и условие Б – «слева стена» соблюдается ( да ). А условие «сверху стена и снизу стена» не соблюдается ( нет ), так как на условие Б – «снизу стена» Робот ответит нет .

Таким образом, составное условие, содержащее связку и , соблюдается только тогда, когда соблюдаются оба простых условия, входящих в данное составное условие.

О том, как работают связки или и не в составных условиях, узнай из справочных материалов к уроку 7.

Разберем задачу, в решении которой применим простые и составные условия.

Задача. Необходимо провести Робота по коридору шириной в одну клетку из начального положения (отмечено ромбиком) до конца коридора, закрашивая при этом все клетки коридора, которые имеют выход. Выходы размером в одну клетку располагаются произвольно по всей длине коридора. Коридор заканчивается тупиком. Коридор имеет два горизонтальных и диагональный участки в форме . Пример коридора показан на рисунке:

Создай обстановку для решения этой задачи. Следуя описаниям в решении, проверяй выполнение каждого этапа разработки программного кода.

Для начала составим алгоритм прохождения лабиринта без закрашивания клеток, обозначающих выходы.

Чтобы пройти верхний горизонтальный коридор, нужно двигать Робота вправо до стены, затем пройти диагональный ступенчатый коридор и после этого снова двигать Робота вправо до стены по нижнему коридору.

Укрупненный алгоритм выглядит так:

Детализируем каждое действие, добавив вспомогательные алгоритмы. Вспомогаельный алгоритм «вниз_до_стены» ебе знаком из предыдущего урока:

А вот алгоритм «диагональ» требует особого внимания. Условием окончания прохождения диагонального коридора будет положение Робота в левой нижней клетке лабиринта (отмечена зеленым кружком):

Пока Робот не достиг этой позиции, то есть пока не (слева стена и справа стена) исполнитель будет двигаться ступенчато. Для прохождение каждой ступени можно применить алгоритмы «вниз до стены» и «влево до стены».

Таким образом, дополняем программный код:

Теперь приступим к разметке клеток, которые имеют выход.

В горизонтальных коридорах выходы расположены сверху и снизу. Значит, если справа свободно и сверху или снизу есть выход, то клетка должна быть закрашена.

Дополни первый вспомогательный алгоритм «вправо_до_стены» составным условием:

Подумай, что произойдет, если в составном условии убрать «справа свободно и». Проверь свое предположение.

Осталось разметить клетки диагонального коридора. В вертикальной части каждой ступени выходы находятся справа или слева, а в горизонтальной — сверху или снизу:

Итог работы составленного алгоритма:

Для отработки навыков разработки алгоритмов со сложными условиями выполни задания к уроку 7 из задачника.

Источник

Сверху стена слева свободно

Запущенная программа Кумир выглядит так.

Первым делом мы должны раскомментировать первую строку нашей программы, убрав символ |

Таким образом, программа станет выглядеть так:

Удалив символ |, мы тем самым указали Кумиру на то, что будем работать с исполнителем Робот. Если этого не сделать, то при написании программы мы столкнемся с ошибкой «Нет такого алгоритма». Поэтому очень важно при создании новой программы раскомментировать первую строку. Теперь все готово для дальнейшей работы.

Но перед началом, нам необходимо задать стартовую обстановку Робота и познакомиться с простыми командами исполнителя Робот.

Стартовая обстановка Робота

Перед началом выполнения программы необходимо задать исполнителю Робот стартовую обстановку . Это значит установить Робота в нужную позицию, расставить стены, закрасить нужные клетки и т. п. Этот шаг очень важен. Если его проигнорировать, то программа может работать неправильно или вообще завершится аварийно.

Что такое стартовая обстановка?

Наш Робот находится в некой среде — это клетчатое поле, размер которого известен. Так же на этом поле могут находится стены и закрашенные клетки, а сам Робот может находится в любой клетке. Так вот — стартовая обстановка задает положение Робота на поле и расположение всех остальных элементов — стен, закрашенных клеток. И перед тем, как писать алгоритм для Робота необходимо задать стартовую обстановку. Насколько это важно давайте рассмотрим на примере. Пусть есть две стартовые обстановки:

Стартовая обстановка 1

Стартовая обстановка 2

Отличаются они только тем, что в стартовой обстановке 2 справа от Робота находится стена.

Если наша программа начнется с команды, которая переместит Робота на одну клетку вправо (о простых командах Робота), то в первом случае (стартовая обстановка 1) Робот выполнит эту команду, а во втором программа завершится аварийно, так как Робот не может ходить сквозь стены. Получается, что одна и та же программа в первом случае работает, а во втором приводит к ошибке. Именно поэтому так важно задавать стартовую обстановку для Робота.

Как задать стартовую обстановку?

Запустив среду Кумир в меню Инструменты выбираем пункт Редактировать стартовую обстановку Робота

Откроется окно с синим фоном. Это и есть стартовая обстановка Робота. И мы ее можем изменить.

По-умолчанию, размер окна 10 на 15 клеток. Если нам необходимо изменить количество строк и столбцов, то щелкаем Обстановка -> Новая обстановка и задаем необходимые значения

• чтобы переместить Робота в новую позицию, щелкаем по нему левой кнопкой мыши и не отпуская ее тащим Робота в нужное место.
• чтобы добавить/удалить стену, щелкаем левой кнопкой мыши по границе клетки.
• чтобы закрасить/очистить клетку, щелкаем по ней левой кнопкой мыши
• чтобы добавить или убрать точку в клетку щелкаем по клетке, удерживая клавишу Ctrl

После того, как мы задали нужную стартовую обстановку, ее необходимо сохранить ( Обстановка -> Сохранить или Обстановка -> Сохранить как). После этого закрываем окно Обстановка и в основном окне программы выбираем Робот -> Сменить стартовую обстановку

Находим сохраненную ранее обстановку и загружаем ее. После этого убедимся, что загрузили правильную стартовую обстановку, щелкнув по кнопке Показать окно Робота

Если в окне с зеленым фоном (текущая обстановка Робота) вы увидите вашу обстановку, то можно переходить к написанию алгоритма, используя простые команды Робота.

Исполнитель Робот. Простые команды.

У нашего Робота тоже есть система команд. Сегодня мы рассмотрим простые команды Робота. Всего их 5:

Результат выполнения этих команд понятен из их названия:

вверх — переместить Робота на одну клетку вверх

вниз — переместить Робота на одну клетку вниз

влево — переместить Робота на одну клетку влево

вправо — переместить Робота на одну клетку вправо

закрасить — закрасить текущую клетку (клетку в которой находится Робот).

Эти команды можно писать с клавиатуры, а можно использовать горячие клавиши (нажав их команды будут вставляться автоматически):

вверх — Escape, Up (стрелка вверх)

вниз — Escape, Down (стрелка вниз)

влево — Escape, Left (стрелка влево)

вправо — Escape, Right (стрелка вправо)

закрасить — Escape, Space (пробел)

Обратите внимание, что набирать нужную комбинацию горячих клавиш нужно не привычным нам способом! Мы привыкли нажимать клавиши одновременно, а здесь их нужно нажимать последовательно.

Теперь мы готовы написать первый алгоритм для Робота. Предлагаю начать с простого — нарисуем квадрат со стороной 3 клетки. Поехали!

Запускаем Кумир, настраиваем его. Можно начинать писать программу? Конечно нет! Мы же не задали стартовую обстановку! Делаем это. Предлагаю использовать вот такую:

Вот теперь все готово. Начинаем писать программу. Пока она выглядит так

Удаляем символ «|» и называем наш алгоритм «Квадрат»

Предлагаю рисовать квадрат, двигаясь по часовой стрелке. Для начала закрасим текущую клетку, дав команду закрасить. Потом делаем шаг вправо и опять закрашиваем клетку. И еще раз шаг вправо и закрасить.

Попробуем запустить программу и посмотреть что же получилось. Для запуска нажимаем F9 или же кнопку на панели инструментов

В результате мы должны увидеть вот такую картину

Если такое окно Робота у вас не появилось, то на панели инструментов щелкните « Показать окно Робота» или в меню Робот выберите пункт » Показать окно Робота». Продолжаем дальше.

Теперь мы будем двигаться вниз и закрашивать правую сторону квадрата:

Потом пойдем влево, закрашивая нижнюю границу квадрата

У нас осталась одна незакрашенная клетка. Закрасим ее

Все готово! В итоге наша программа выглядит так:

А результат ее работы вот так

Итак, сегодня мы с вами написали программу, используя простые команды Робота. Рекомендую попрактиковаться самостоятельно — придумать себе задание и написать программу. Это могут быть самые различные фигуры, узоры, буквы. К примеру, попробуйте написать программу, рисующую букву П, Р, Ш, Щ, М. А если получится и захотите поделиться — комментируйте и прикрепляйте результат к комментарию.

Исполнитель Робот. Циклы.

Итак, что такое цикл? Представьте, что мы находимся на уроке физической культуры и перед нами стоит задача сделать 7 приседаний. Это задание можно оформить в виде линейного алгоритма и тогда оно будет выглядеть примерно так:

Т. е мы повторили команду сделай приседание 7 раз. А есть ли смысл писать 7 одинаковых команд? Может проще дать команду сделай 7 приседаний? Конечно проще и правильнее. Это и есть цикл. Вы можете сами вспомнить примеры циклов из жизни — их довольно много.

Таким образом линейный алгоритм, где повторяются одни и те же команды мы можем оформить в виде циклического алгоритма — примерно так:

Вот так, на придуманном нами языке мы оформили цикл. У исполнителя Робот тоже есть возможность записывать циклы. Причем, циклы бывают разные. Тот вариант, который мы только что рассмотрели называется цикл со счетчиком или цикл с параметром.

Виды циклов.

Цикл со счетчиком.

Цикл со счетчиком применяется когда заранее известно сколько повторений необходимо сделать. В примере выше с приседаниями именно такой случай.

Для того, чтобы написать цикл со счетчиком для исполнителя необходимо знать его синтаксис. А он такой:

нц количество повторений > раз

Здесь мы должны указать количество повторений (число) и команды, которые будут повторяться. Команды, которые повторяются в цикле называют телом цикла .

Давайте рассмотрим это на примере.

Закрасим 7 клеток, как на рисунке. Рекомендую почитать про стартовую обстановку Робота и про его простые команды.

Изначально Робот находился в левой верхней клетке.

Давайте для начала решим задачу линейно. В этом случае мы будет закрашивать текущую клетку и перемещаться на 1 клетку вправо и программа будет выглядеть так:
использовать Робот
алг
нач

Как видим, команды закрасить и вправо повторяются 7 раз. Давайте теперь перепишем программу с использованием цикла. Кстати, чтобы вставить цикл в свою программу можно в меню Вставка выбрать пункт нц-раз-кц или нажать одну из комбинаций клавиш Esc, Р (русская буква Р) или Esc, H (латинская буква H). Причем клавиши надо нажимать последовательно — сначала Esc, отпустить ее и только потом Р или H.

Так вот, наша программа с циклом будет выглядеть так:

Если мы ее запустим, то увидим, что в результате получится тоже самое — 7 закрашенных клеток. Однако программа стала короче и значительно грамотней с алгоритмической точки зрения!

В качестве разминки и закрепления предлагаю самостоятельно написать программу для Робота, которая нарисует квадрат со стороной 7 клеток. Естественно, используя цикл. Жду решения в комментариях.

Цикл с условием.

Вернемся к физкультуре и изменим задачу. Ведь кто-то может и не сделать 7 приседаний, а другой способен сделать 27. Можно ли учесть это при создании цикла? Конечно. Только теперь мы будем использовать не счетчик (количество повторений), а условие. К примеру, пока не устал, делай приседания. В этом случае человек будет делать не конкретное число приседаний, а приседать до тех пор, пока не устанет. И наш цикл на абстрактном языке примет такой вид:

Слова не устал в нашем случае — это условие. Когда оно истинно, цикл выполняется. Если же оно ложно (устал) тело цикла не будет выполнено. У исполнителя Робот есть несколько условий

Теперь давайте решим следующую задачу для Робота — нарисовать вертикальную линию от левой до правой границы поля использую цикл с условием. Изначально Робот находится в левом верхнем углу.

Давайте сначала сформулируем словесный алгоритм — т. е. опишем словами что нужно делать Роботу. Этот алгоритм будет звучать примерно так:

« Пока справа свободно делай шаг вправо и закрашивай клетку»

В результате Робот пробежит по всем клеткам вправо и будет их закрашивать до тех пор, пока справа не окажется стена.

Исходный код нашей программы для Робота будет примерно такой:

нц пока справа свободно

В результате выполнения этой программы мы увидим вот такую картину:

Как видим, не хватает только закрашенной первой клетки. Для этого перед циклом необходимо выполнить команду закрасить.

Для закрепления прошу написать программу, которая будет делать рамку вокруг рабочего поля Робота независимо от его размера. Конечно же с использованием циклов с условием. В итоге должно получиться так:

Источник