Лабораторная работа №32 Работа с алгоритмами. Робот

Цель работы: научиться строить простейшие алгоритмы действия на примере работы робота

Оборудование: ПК, программа Кумир,  методические рекомендации к выполнению работы

Теоретические сведения

Ссылка на Кумир для скачивания: https://www.niisi.ru/kumir/

Онлайн версия Кумир: http://axelofan.github.io/kumir/


Исполнитель Робот умеет перемещаться по лабиринту, начерченному на плоскости, разбитой на клетки. Между соседними (по сторонам) клетками может стоять стена, через которую Робот пройти не может. У Робота есть девять команд. Четыре команды — это команды-приказы:

вверх

вниз

влево

вправо

При выполнении любой из этих команд Робот перемещается на одну клетку соответственно:

вверх ↑

вниз ↓

влево ←

вправо →

Если Робот получит команду передвижения сквозь стену, то он разрушится. Также у Робота есть команда закрасить, при которой закрашивается клетка, в которой Робот находится в настоящий момент.

Ещё четыре команды — это команды проверки условий. Эти команды проверяют, свободен ли путь для Робота в каждом из четырёх возможных направлений:

сверху свободно

снизу свободно

слева свободно

справа свободно

Эти команды можно использовать вместе с условием «если», имеющим следующий вид:

если условие то

 последовательность команд


Здесь условие — одна из команд проверки условия. Последовательность команд — это одна или несколько любых команд-приказов.

Например, для передвижения на одну клетку вправо, если справа нет стенки, и закрашивания клетки можно использовать такой алгоритм:

если справа свободно то

вправо

закрасить


В одном условии можно использовать несколько команд проверки условий, применяя логические связки и, или, не, например:

если (справа свободно) и (не снизу свободно) то

 вправо


Для повторения последовательности команд можно использовать цикл «пока», имеющий следующий вид:

 

нц пока условие

   последовательность команд

кц

Где кц — конец цикла, нц — начало цикла.

Например, для движения вправо, пока это возможно, можно использовать следующий алгоритм:

нц пока справа свободно

  вправо

кц

Пример выполнения задания:


На бесконечном поле есть горизонтальная и вертикальная стены. Правый конец горизонтальной стены соединён с нижним концом вертикальной стены. Длины стен неизвестны. В вертикальной стене есть ровно один проход, точное место прохода и его ширина неизвестны. Робот находится в клетке, расположенной непосредственно под горизонтальной стеной у её левого конца.

На рисунке указан один из возможных способов расположения стен и Робота (Робот обозначен буквой «Р»).

•  Напишите для Робота алгоритм, закрашивающий все клетки, расположенные непосредственно правее вертикальной стены.

•  Проход должен остаться незакрашенным.

•  Робот должен закрасить только клетки, удовлетворяющие данному условию. Например, для приведённого выше рисунка Робот должен закрасить следующие клетки (см. рисунок).

•  При исполнении алгоритма Робот не должен разрушиться, выполнение алгоритма должно завершиться.

•  Конечное расположение Робота может быть произвольным.

•  Алгоритм должен решать задачу для любого допустимого расположения стен и любого расположения и размера прохода внутри стены.

Решение:


Выбираем исполнителя робот (в онлайн версии исполнитель робот прописывается в первой строке алгоритма)

в версии для скачивания

выбор исполнителя в онлайн версии

Строим исходное положение стен (длина стены может отличаться) и робота

В версии для скачивания

Щелчок для постановки стены (по границе клетки), щелчок по клетке для закрашивания
Перемещение робота осуществляется перетаскиванием значка робота с помощью мыши

В онлайн версии

Программа:

(комментарии будем обозначать красным цветом)

Двигаемся вправо, пока не дойдем до края стены.

нц пока не сверху свободно

  вправо

кц

Шаг вверх.

вверх

Двигаемся вверх, пока не дойдем до края стены, закрашивая клетки.

нц пока не слева свободно

  закрасить

  вверх

кц

Двигаемся вверх, пока не дойдем до стены (слева).

нц пока слева свободно

  вверх

кц

Двигаемся вверх, пока не дойдем до края стены, закрашивая клетки.

нц пока не слева свободно

  закрасить

  вверх

кц


Результат

Практическая часть

Задание 1

На бесконечном поле есть горизонтальная и вертикальная стены. Правый конец горизонтальной стены соединён с верхним концом вертикальной стены. Длины стен неизвестны. В каждой стене есть ровно один проход, точное место прохода и его ширина неизвестны. Робот находится в клетке, расположенной непосредственно под горизонтальной стеной у её левого конца. На рисунке указан один из возможных способов расположения стен и Робота (Робот обозначен буквой «Р»).

Напишите для Робота алгоритм, закрашивающий все клетки, расположенные непосредственно ниже горизонтальной стены и левее вертикальной стены. Проходы должны остаться незакрашенными. Робот должен закрасить только клетки, удовлетворяющие данному условию. Например, для приведённого выше рисунка Робот должен закрасить следующие клетки (см. рисунок).

При исполнении алгоритма Робот не должен разрушиться, выполнение алгоритма должно завершиться. Конечное расположение Робота может быть произвольным. Алгоритм должен решать задачу для любого допустимого расположения стен и любого расположения и размера проходов внутри стен. Алгоритм может быть выполнен в среде формального исполнителя или записан в текстовом редакторе. Сохраните алгоритм в текстовом файле.

Создать отчет. Сохранить код программы в отчет. Сделать скрин обстановки и результат работы робота. Сделать минимум три обстановки (изменить длину стены или проема и сделать скриншоты результата) 

Задание 2

Написать код для своего варианта (если работаете вдвоем, то несколько вариантов). 

Текст задания соответствует Заданию 1.

Вариант для номеров из списка 1, 11, 21

Вариант для номеров из списка 2, 12, 22

Вариант для номеров из списка 3, 13, 23

Вариант для номеров из списка 4, 14, 24

Вариант для номеров из списка 5, 15, 25

Вариант для номеров из списка 6, 16, 26

Вариант для номеров из списка 7, 17, 27

Вариант для номеров из списка 8, 18, 28

Вариант для номеров из списка 9, 19, 29

Вариант для номеров из списка 10, 20, 30

Задание 3

Придумать самостоятельно две обстановки (разное количество стен и пропусков) и закрашивание ячеек. 

Главное правило, чтобы закрашивались ячейки у определенных стен (не в воздухе)

Задание 4

Пример решения задания 


На бесконечном поле имеется лестница. Сначала лестница спускается вниз справа налево, затем спускается вниз слева направо. Высота каждой ступени — одна клетка, ширина — две клетки. Робот находится справа от верхней ступени лестницы. Количество ступенек, ведущих влево, и количество ступенек, ведущих вправо, неизвестно. На рисунке указан один из возможных способов расположения лестницы и Робота (Робот обозначен буквой «Р»).

Напишите для Робота алгоритм, закрашивающий все клетки, расположенные непосредственно над ступенями лестницы, спускающейся слева направо. Требуется закрасить только клетки, удовлетворяющие данному условию. Например, для приведённого выше рисунка Робот должен закрасить следующие клетки (см. рисунок).

Конечное расположение Робота может быть произвольным. Алгоритм должен решать задачу для произвольного размера поля и любого допустимого расположения стен внутри прямоугольного поля. При исполнении алгоритма Робот не должен разрушиться, выполнение алгоритма должно завершиться. Алгоритм может быть выполнен в среде формального исполнителя или записан в текстовом редакторе. Сохраните алгоритм в текстовом файле.

Решение

Двигаемся вниз под лестницей справа налево, пока не дойдем до стыка лестниц:

нц пока снизу свободно

вниз

влево

влево

кц

Двигаемся вниз до конца спускающейся лестницы, закрашивая нужные клетки на пути:

нц пока не слева свободно

закрасить

вправо

закрасить

вправо

вниз

кц

По аналогии с примером составить программу для данного случая, количество ступенек может быть разным