14.1. Условия для исполнителя Робот
|
| Команда | Действие |
| wall_up() | Истинно, если стена сверху |
| wall_down() | Истинно, если стена снизу |
| wall_left() | Истинно, если стена слева |
| wall_right() | Истинно, если стена справа |
| cell_is_filled() | Истинно, если текущая клетка закрашена |
Истинность условий для исполнителя Робот проверяется для конкретной обстановки (пример 11.1).
14.2. Команда цикл с предусловием
Цикл с параметром используется при составлении алгоритма в том случае, когда заранее известно количество повторений.
Однако часто до выполнения цикла, количество повторений не известно.
Пример 14.2. Вы с родителями пошли в лес собирать грибы (предполагается, что они там есть). Ваши действия можно описать командами: найти гриб, срезать гриб, положить гриб в корзину. Эти действия будут выполняться в цикле, но вы заранее не знаете, сколько грибов поместится в корзинку.
Поэтому можно говорить не о количестве повторений (количество грибов), а об условии, при котором вы будете продолжать сбор грибов: пока корзинка не заполнена.
| Команда цикл с предусловием (цикл «пока») – это такой способ организации алгоритмической конструкции повторения (цикла), при котором количество выполнений команд тела цикла зависит от истинности или ложности условия цикла. |
Цикл с предусловием используется в том случае, когда количество повторений тела цикла заранее не известно, но известно условие продолжения работы.
Условие цикла определяет, как долго будет выполняться цикл. Пока условие истинно, выполняются команды, составляющие тело цикла. Цикл прекращает выполняться тогда, когда условие становится ложным. Цикл с предусловием имеет такое название, поскольку проверка условия предваряет выполнение команд тела цикла.
В примере 14.3 показана блок-схема цикла с предусловием. Принцип работы цикла с предусловием описан в примере 14.4.
| Если условие в цикле будет всегда истинно (всегда Да), то такой цикл не сможет завершиться. Возникшую ситуацию называют зацикливанием. |
Для записи цикла с предусловием в Python используется команда while. Формат записи команды:
while <условие>:
тело цикла
Строка while <условие>: является заголовком цикла. Эту строку можно прочитать следующим образом: «Пока верно условие, делай». Команды тела цикла записываются со сдвигом относительно заголовка цикла.
14.3. Использование команды цикл с предусловием для исполнителя Робот
Пример 14.5. Написать программу для решения следующей задачи. Робот находится в верхнем левом углу поля. Снизу от Робота вдоль всего поля расположена горизонтальная линия с проходом в одну нижнюю клетку. Составить алгоритм, выполнив который Робот сможет пройти через проход и закрасить клетку. Расположение прохода заранее не известно.
Нам известно, что проход не ограничен стеной снизу. Робот может двигаться вправо до тех пор, пока внизу есть стена.
Пока снизу стена повторять
Вправо
Робот остановится в той клетке, у которой снизу нет стены. После этого Робот должен переместится вниз и закрасить клетку.
Пример 14.6. Написать программу для закраски клеток коридора переменной длины. В данной задаче нам не известна длина коридора. Робот может двигаться пока справа пусто и закрашивать клетки:
Пока нет стены справа повторять
Закрасить
Вправо
После прохождения всего коридора Робот должен закрасить последнюю клетку. Это действие происходит после выполнения цикла (команда fill _ cell()), так как для последней клетки условие «справа пусто» уже не выполняется — там расположена стена.
Робот пылесос проверяет истинность условий с помощью датчиков. Датчики расстояния позволяют ему «видеть» препятствия и не касаться их. Если он наезжает на препятствие под углом, то срабатывают датчики столкновения. В этом случае пылесос меняет свое направление по заданному алгоритму.
 Робот-пылесос |
Пример 14.1. Начальная обстановка Робота:
В данном случае для Робота будут истинны следующие условия:
wall_up()
wall_left()
cell_is_filled()
Ложными будут условия:
wall_down()
wall_right()
Пример 14.2. Сбор грибов.
Использование цикла с параметром при составлении алгоритма решения этой задачи может привести к разным результатам. Корзина может быть или полупустой, или не все найденные грибы в нее поместятся.
При использовании цикла с предусловием домой унесем полную корзину грибов.
| Циклы выполняются до тех пор, пока условие цикла истинно. Иногда нужно прервать выполнение цикла без проверки условия. Для этого используют команду break, которая прекращает выполнение цикла и передаёт управление команде, следующей за циклом. Иногда возникает необходимость принудительно начать следующую итерацию цикла, пропустив часть команд в его теле. Для таких случаев существует ключевое слово continue. |
Пример 14.3. Блок-схема цикла с предусловием.
Пример 14.4. Принцип работы команды цикл с предусловием.
В теле цикла записываются повторяющиеся команды(а) алгоритма, которые выполняются пока верно условие (Да). На блок-схеме команды тела цикла заключены в прямоугольник, а условие в ромб. При этом, после каждого выполнения команд тела цикла происходит проверка, истинно ли условие. Как только условие станет ложным (Нет), цикл завершается. Если условие сразу ложно, то цикл не выполнится ни разу, т.е. количество итераций цикла будет равно нулю.
Пример 14.5. Возможные начальные обстановки.
Задачи, в которых могут быть различные обстановки, проверяются на 4-6 различных тестовых примерах. Задача считается решенной, если программа правильно работает для каждом из них.
Программа для исполнителя Робот:
| from pyrob.api import *
@task run_tasks() |
Пример 14.6. Одна из возможных начальных обстановок.
Программа для исполнителя Робот:
| from pyrob.api import *
@task run_tasks() |
1. Что понимают под условием для исполнителя?
2. В каких случаях в алгоритмах используется команда цикл с предусловием?
3. Как работает цикл «пока»?
4. Как записывается команда цикла с предусловием на языке Python?
5. Когда возникает ситуация зацикливания?
Упражнения
1. Напишите программы для решения задач upr_14_1_a и upr_14_1_b из встроенного задачника. Обращайте внимание на начальное и конечное положение Робота.
 |
 |
2. Для исполнителя Робот был написан следующий алгоритм
Нарисуйте в тетради результат работы алгоритма. Какими должны быть размеры поля, чтобы Робот не врезался в стену? Определите начальное положение Робота.
3. Составьте алгоритм, выполнив который, Робот нарисует узор из упражнения 2 вдоль левого края поля исполнителя (задача upr_14_3). Каким должен быть вертикальный размер поля исполнителя?
4. Робот находится на квадратном поле неизвестного размера. Начальное положение Робота – верхний левый угол. Составьте и выполните алгоритм, по которому Робот переместится из начального положения в нижний правый угол и закрасит все клетки своего пути. На каком (на каких) из рисунков изображено решение этой задачи? Почему?
5. На поле Робота размещён «забор» — горизонтальная стена. Забор нужно «покрасить» — написать программу для закрашивания всех клеток сверху стены (задача upr_14_5). В «заборе» могут быть одни «ворота» — клетка без линий. Длина «забора» и расположение «ворот» неизвестны.
6. *Решите задачу upr_14_6. Используйте вспомогательный алгоритм для обхода каждой из двух стен, расположенных на поле Робота.
