Scratch 编程竞赛指南
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1.6 加法出题

教学目的:认识列表,学会使用自制积木。

如果说变量是一个房间,里面只能装一个数据,那么列表就是一栋楼,里面有许多个房间,每个房间里都可以装数据。为了管理好这栋楼,还要为每一个房间贴上门牌号,这就是列表的编号,也叫索引。与代码语言不同的是,在Scratch中从编号1开始。

既然列表的作用是装多个数据,那么如何向列表里添加数据呢?

三种方法:

1.手动添加。

点击列表左下角的加号键,输入数据即可。适用于数据无规律或数据量较少。

2.文件导入。

右键点击列表,选择导入功能。从本地导入文本文件,前提是必须有文件才能导入。

3.程序添加。

使用“将……加入列表”积木。适用于:

(1)经过某种算法处理后所产生的结果,或者说数据有规律可循。

(2)每次运行程序时,必须对列表进行初始化。

开发需求001:

新建2个列表,分别命名为“列表1”“列表2”,并显示在小猫的左边和右边。在“列表1”中添加10个数据,从0到9。在“列表2”中添加10个数据,从9到0。通过编程,让小猫在“列表1”“列表2”两个列表中分别随机抽取1个数组成完整的计算式并输出。

例如,点击绿旗,小猫说“3+5=8”。

分析:

程序按照顺序依次完成:添加数据,抽取数据,组合输出。

具体步骤:

1.准备素材。

2.创建列表并添加数据。

题中要添加的数据有规律,所以可以使用程序来进行添加。

列表1中,先添加0,再添加1……最后添加9。可以看作是每次都往列表1中添加一个数,但这个数是不断变化的。创建一个变量,命名为“n”,表示每次要添加的数。程序见下图。

在用程序对列表进行数据添加的时候,还要注意初始化列表。不然每次运行程序,都要添加一遍数据,这会导致列表中数据的重复。程序见下图。

按照顺序执行,处理完列表1,继续用变量“n”,处理列表2。程序见下图。

3.抽取数据。

创建变量“数1”和“数2”,储存抽取的两个数。这么做的意义是:只有把数据存储到变量里,才能在后续的程序中随时对数据进行调用。程序见下图。

4.组合输出。

当输出的内容是由字符串(常量)和变量相组合的时候,要用到“连接……和……”积木。程序见下图。

如果是多个字符串和变量相组合,就要对“连接……和……”积木进行嵌套。程序见下图。

将变量和字符串加入空白处。程序见下图。

注意:第一个加号,是字符“+”。后面的加号,是加法运算符。

完整程序:

执行结果:

开发需求002:

在程序001的基础上,创建列表3,包含4个数据,分别是“+”“-”“*”“/”。每次运行程序,都从3个列表中分别随机抽取一个数据,并完成组合输出。

分析:

由于组合输出的结果部分需要调用运算符,这里不再只有加法运算这一种情况,所以需要判断一下从列表3中抽取了哪个符号。判断在程序设计中就是分支结构“如果……那么……”。

具体步骤:

1.创建列表3,并添加数据。

数据量少,而且无规律,使用手动添加。列表如图1.6.1所示。

图1.6.1

2.随机取数。

创建变量“符号”,用于储存从列表3中随机抽取的运算符号。程序见下图。

注意:在数学中,除数是不能为0的。也就是说,当取到除号的时候,变量“数2”就不能取到0。需要在程序中,对这一特殊情况进行规避。

如果在Scratch中强制执行让除数为0,会发生什么呢?

Infinity、-Infinity为正、负无穷的意思。

先取“数1”和“符号”,对“符号”判断,再取“数2”。这样就可以保证,取到除号的时候,除数一定不为0。程序见下图。

3.判断并输出。

一共存在4种可能产生的结果,可以使用4个“如果……那么……”按顺序组合,也可以使用3个“如果……那么……否则……”嵌套组合。按1.5节介绍,如使用嵌套会更方便。程序见下图。

完整程序:

注意:教学时经常发生学员编写的程序和教师编写的程序一模一样,但就是运行不出结果的现象。

请大家仔细观察下边两个指令。

现在选中两个指令中等号的右边部分。

没错,第一个积木中只有一个字符“+”,而第二个积木中是由一个空格和字符“+”组成的字符串“+”。

一个字符和两个字符怎么能一样呢?

为了让计算机真正的理解人类的意图,程序设计语言都非常的严谨。可以这么说,差之毫厘,谬以千里。

拓展:

在程序002中,积木数量已经很多了,看着就眼晕。有没有好的方法能让程序更加的工整,设计思路更加的清晰呢?

使用自制积木,也叫自定义函数。

关于函数:

函数是一段具有特定功能、可重复使用的代码块。

函数包含两部分:函数的定义(封装),函数的使用(调用)。

使用函数的意义:把一个复杂的大问题分解成一系列简单的小问题,分而治之,为每个小问题编写程序。当各个小问题都解决了,大问题也就迎刃而解。

就像春晚小品中演的那样:把大象装进冰箱,总共分3步。把冰箱门打开,把大象装进去,把冰箱门关上。至于每一步具体如何实现,不在讨论范围之内,等3个环节都解决了,大象也就真的装进冰箱里了。这正是一个典型的函数式编程思维!

按照这个思路,重新审视一下程序002。程序002总体分为3步运行,首先创建好函数,并完成整个程序的框架。程序见下图。

点击绿旗,依次执行3个自制积木,即函数的调用。

由于这些积木都是自己创建的,计算机并不明白其中的含义,所以还要把每个自制积木具体都包括什么告诉计算机,即函数的封装。程序分别见下图、下图。

所以,自定义函数一定要先封装功能,再进行调用。程序写好以后,就可以直观的看到程序一共分为三部分,通过编程把每一部分都实现,那整个程序也就实现了。

试一试:

创建一个列表,命名为“列表1”,依次添加0~9共10个元素。再创建一个列表,命名为“列表2”,里面放“+”“-”共2个元素。运行程序则随机从列表1中抽取3个数字,再从列表2中随机抽取2个符号,组成完整的计算式并输出。见图1.6.2。

图1.6.2