大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程：大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐——Raptor 程序設(shè)計(jì)

1、 1. 概述概述 2. Raptor基本程序環(huán)境基本程序環(huán)境 3. Raptor流程控制流程控制 4. Raptor數(shù)組及使用數(shù)組及使用 5. Raptor子圖和子程序的定義及調(diào)用子圖和子程序的定義及調(diào)用 6. Raptor文件的使用文件的使用 7. Raptor圖形窗口基本操作圖形窗口基本操作2大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 1.6可視化的程序設(shè)計(jì)工具可視化的程序設(shè)計(jì)工具Raptor 什么是RAPTOR 選用Raptor進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的主要原因 RAPTOR的特點(diǎn)3大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 什么是什么是RAPTOR Raptor是基于流程圖的可視化程序開發(fā)環(huán)境。流程圖是一

2、系列相互連接的圖形符號(hào)的集合，其中每個(gè)符號(hào)代表要執(zhí)行的特定類型的指令。符號(hào)之間的連接決定了指令的執(zhí)行順序。4大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 選選用用Raptor進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的主要原因進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的主要原因： Raptor最大限度地減少語法要求的情形下，幫助用戶編寫正確的程序指令。 Raptor開發(fā)環(huán)境是可視化的。Raptor程序?qū)嶋H上是一種有向圖，可以一次執(zhí)行一個(gè)圖形符號(hào)，以便幫助用戶跟蹤Raptor程序的指令流執(zhí)行過程。 Raptor是為易用性而設(shè)計(jì)的 Raptor程序的調(diào)試和報(bào)錯(cuò)消息更容易為初學(xué)者理解 。 使用Raptor的目的是進(jìn)行算法設(shè)計(jì)和運(yùn)行驗(yàn)證，不需要重量級(jí)編程語言（如C+

3、或Java）的過早引入給初學(xué)者帶來的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。5大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) RAPTOR的特點(diǎn)：的特點(diǎn)： 語言簡單、緊湊、靈活（6個(gè)基本語句/符號(hào)），使用流程圖形式實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)。 具備基本運(yùn)算功能，有18種運(yùn)算符，可以實(shí)現(xiàn)大部分基本運(yùn)算。 提供了數(shù)值、字符串和字符3種數(shù)據(jù)類型以及一維和二維數(shù)組。組合以后，可以實(shí)現(xiàn)大部分算法所需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括堆棧、隊(duì)列、樹和圖。 6大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 2.1 Raptor概述概述 2.2 Raptor編程基本概念編程基本概念 2.3 Raptor運(yùn)算符和表達(dá)式運(yùn)算符和表達(dá)式 2.4 Raptor函數(shù)函數(shù) 2.5 使用使用Rap

4、tor7大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) Raptor主窗口主窗口 Raptor主窗口含有4個(gè)主要區(qū)域菜單和工具欄菜單和工具欄符號(hào)區(qū)域符號(hào)區(qū)域觀察窗口觀察窗口主工作區(qū)主工作區(qū)8大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) Raptor主控制臺(tái)主控制臺(tái) Raptor主控制臺(tái)窗口用于顯示用戶的所有輸入和輸出。9大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) Raptor 程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu) 必須要有Start和End 程序由Start開始, 運(yùn)行至End結(jié)束 在Start和End之間插入其他流程圖符號(hào)，便可制作有一定功能的程序。1.點(diǎn)擊左側(cè)點(diǎn)擊左側(cè)符號(hào)；符號(hào)；2.點(diǎn)擊右側(cè)文檔窗口點(diǎn)擊右側(cè)文檔窗口中的流程中的

5、流程線；線；3.多次點(diǎn)擊流程線可多次點(diǎn)擊流程線可插入多個(gè)插入多個(gè)符號(hào)。符號(hào)。10大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) Raptor基本圖型符號(hào)基本圖型符號(hào) 先介紹賦值（assignment）調(diào)用(Call)輸入(Input)輸出(Output)四個(gè)類型的語句目的目的符號(hào)符號(hào)名稱名稱說明說明輸入輸入輸入語句輸入語句用戶輸入的數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)值用戶輸入的數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)值存儲(chǔ)在一個(gè)變量中。存儲(chǔ)在一個(gè)變量中。處理處理賦值賦值語句語句使用某些類型的數(shù)學(xué)計(jì)算來更使用某些類型的數(shù)學(xué)計(jì)算來更改的變量的值。改的變量的值。調(diào)用調(diào)用過程調(diào)用過程調(diào)用執(zhí)行在命名過程中定義的指令。執(zhí)行在命名過程中定義的指令。過程可能改變

6、參數(shù)的值（即變過程可能改變參數(shù)的值（即變量）。量）。輸出輸出輸出語句輸出語句顯示變量的值（或保存到文件顯示變量的值（或保存到文件中）。中）。 11大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 2.1 Raptor概述概述 2.2 Raptor編程基本概念編程基本概念 2.3 Raptor運(yùn)算符和表達(dá)式運(yùn)算符和表達(dá)式 2.4 Raptor函數(shù)函數(shù) 2.5 使用使用Raptor12大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符（identifier）的命名）的命名規(guī)則規(guī)則 必須以一個(gè)字母開頭 第一個(gè)字母后可以跟任意的字母、數(shù)字或下劃線 不能出現(xiàn)空格，空格只能作為結(jié)束符 不區(qū)分大小寫，如：Count

7、 和 count等價(jià) 保留字(Raptor自己使用)不能作為用戶標(biāo)識(shí)符，如： e不能作變量名，Raptor將其定義為數(shù)值常量 red不能作變量名，Raptor將它定義為顏色常量 Get_Key不能作變量名，Raptor將它定義為過程名13大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 常量常量固定不變的量固定不變的量 pi（圓周率）：3.1416（默認(rèn)精度4位）。 e（自然對(duì)數(shù)的底數(shù)）：2.7183（精度設(shè)置同上）。 true/yes（布爾值真）：定義為1。 false/no（布爾值假）：定義為0。注：以上列舉的6個(gè)均為保留字， 另外還有三種類型的常量： 數(shù)值型（Numbers）常量，例如 12，3.

8、1415，0.000371。數(shù)值的整數(shù)部分有效位數(shù)為15位；小數(shù)部分默認(rèn)為4位，需提高小數(shù)精度時(shí)，可使用set_precision()函數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 字符型（Character）常量，例如 A，8，！。 字符串型（Strings）常量，例如 “How are you ?”14大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 變量變量可以變化的量可以變化的量 變量表示內(nèi)存中的位置，用于保存數(shù)據(jù)。變量在任一時(shí)刻只能有一個(gè)值；變量的值可以改變。描述X的值程序 程序開始是無變量，RAPTOR會(huì)在變量第一次使用時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建；未定義賦值語句，將數(shù)值32賦給變量X；32將X的值+1后再賦給X33將X的值*2后再賦給X6

9、615大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 使用變量使用變量時(shí)的常見錯(cuò)誤時(shí)的常見錯(cuò)誤 錯(cuò)誤1：變量沒有找到 16大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 使用變量使用變量時(shí)的常見錯(cuò)誤時(shí)的常見錯(cuò)誤 錯(cuò)誤1：變量沒有找到 17大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 使用變量使用變量時(shí)的常見錯(cuò)誤時(shí)的常見錯(cuò)誤 錯(cuò)誤2：不能將字符串類型的值與字符類型的值進(jìn)行比較。 程序運(yùn)行時(shí)，變量的類型可能改變。Raptor提供了若干測(cè)試變量類型的函數(shù)（返回布爾值） Is_Number(variable)：是否數(shù)值變量。 Is_Character(variable)：是否字符變量。 Is_String(variable

10、)：是否字符串變量。 Is_Array(variable)：是否一維數(shù)組。 Is_2D_Array(variable)：是否二維數(shù)組。 18大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 2.1 Raptor概述概述 2.2 Raptor編程基本概念編程基本概念 2.3 Raptor運(yùn)算符和表達(dá)式運(yùn)算符和表達(dá)式 2.4 Raptor函數(shù)函數(shù) 2.5 使用使用Raptor19大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式運(yùn)算符號(hào)運(yùn)算符號(hào)含義含義-負(fù)號(hào)負(fù)號(hào) , *指數(shù)運(yùn)算指數(shù)運(yùn)算*乘法運(yùn)算乘法運(yùn)算/除法運(yùn)算除法運(yùn)算rem, mod取余運(yùn)算取余運(yùn)算+加法運(yùn)算加法運(yùn)算-減

11、法運(yùn)算減法運(yùn)算xyx rem yx mod y1031137211162009.52.522-103-1210-31-220大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 關(guān)系運(yùn)算符和關(guān)系表達(dá)式關(guān)系運(yùn)算符和關(guān)系表達(dá)式運(yùn)算符號(hào)運(yùn)算符號(hào)含義含義 大于大于=大于等于大于等于 小于小于=小于等于小于等于=或或=等于等于!=或或/=不等于不等于21大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 布爾運(yùn)算布爾運(yùn)算符和布爾表達(dá)式符和布爾表達(dá)式運(yùn)算符號(hào)運(yùn)算符號(hào)含義含義運(yùn)算功能運(yùn)算功能not非非x為為true時(shí)，時(shí)，not x 為為falseand與與x和和y同時(shí)為同時(shí)為true時(shí)，時(shí)，x and y為為t

12、rue，否則為，否則為falsexor異或異或x和和y取不同值時(shí)，取不同值時(shí)，x xor y為為true，否則為，否則為falseor或或x和和y同時(shí)為同時(shí)為false時(shí)，時(shí)，x or y為為false，否則為，否則為true22大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) Raptor運(yùn)算符的運(yùn)算順序運(yùn)算符的運(yùn)算順序(從高到低從高到低) 計(jì)算的所有函數(shù) 計(jì)算括號(hào)中的所有表達(dá)式 計(jì)算乘冪( 或*) 計(jì)算乘法和除法 關(guān)系運(yùn)算( 、=、=、!= ) not、and、xor、or邏輯運(yùn)算從高到低的順序23大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 2.1 Raptor概述概述 2.2 Raptor編程基本概念

13、編程基本概念 2.3 Raptor運(yùn)算符和表達(dá)式運(yùn)算符和表達(dá)式 2.4 Raptor函數(shù)函數(shù) 2.5 使用使用Raptor24大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 基本數(shù)學(xué)函數(shù)（基本數(shù)學(xué)函數(shù)（Basic Math Functions）函數(shù)函數(shù)說說 明明范范 例例abs絕對(duì)值絕對(duì)值abs(-9)=9，abs(9)=9ceiling向上取整向上取整ceiling(3.1)=4，ceiling(-3.1)=-3floor向下取整向下取整floor(3.9)=3，floor(-3.9)=-4log自然對(duì)數(shù)（以自然對(duì)數(shù)（以e為底）為底）log(e)=1max/min兩個(gè)數(shù)兩個(gè)數(shù)的的最大值最大值/最小值

14、最小值max( 5, 7 ) = 7 / min( 5, 7 ) = 5random生成生成0.0，1.0）間）間的隨機(jī)小的隨機(jī)小數(shù)數(shù)默認(rèn)精度，默認(rèn)精度，函數(shù)函數(shù)*100返回返回099.9999的隨的隨機(jī)數(shù)機(jī)數(shù)length_of對(duì)對(duì)數(shù)組，返回元素?cái)?shù)組，返回元素的個(gè)數(shù)；的個(gè)數(shù)；對(duì)對(duì)字符串，返回字符串，返回字符個(gè)數(shù)字符個(gè)數(shù)str”Sell now”Length_of(str)=8sqrt平方根平方根sqrt(4)=225大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 三角函數(shù)（三角函數(shù)（Trigonometric Functions）函數(shù)函數(shù)說說 明明范范 例例sin正弦（以弧度表示）正弦（以弧度表示）s

15、in(pi/6)=0.5cos余弦（以弧度表示）余弦（以弧度表示）cos(pi/3)=0.5tan正切（以弧度表示）正切（以弧度表示）tan(pi/4)=1.0cot余切（以弧度表示）余切（以弧度表示）cot(pi/4)=1.0arcsin反正弦，返回弧度反正弦，返回弧度arcsin(0.5)=pi/6arccos反余弦，返回弧度反余弦，返回弧度arccos(0.5)=pi/3arctan反正切，返回弧度反正切，返回弧度arctan(10.3)=1.2793arccot反余切，返回弧度反余切，返回弧度arccot(10.3)=0.291526大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 布爾函數(shù)布爾

16、函數(shù)（Boolean Functions） 若函數(shù)的返回值是true/false，這樣的函數(shù)稱為布爾函數(shù)； 布爾函數(shù)常用在選擇和循環(huán)條件判斷的位置； 如： Key_Hit鍵盤是否有鍵按下 Is_Open 窗口是否處于打開狀態(tài) Mouse_Button_Pressed(Left_Button) 鼠標(biāo)左鍵是否處于按下狀態(tài)27大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 隨機(jī)函數(shù)（隨機(jī)函數(shù)（Random Functions） 隨機(jī)數(shù)的主要用途 隨機(jī)數(shù)子程序Random的使用 隨機(jī)數(shù)使用舉例28大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 隨機(jī)數(shù)隨機(jī)數(shù)的主要用途的主要用途 產(chǎn)生算法所需要的原始數(shù)據(jù)。例如，排序和查

17、找算法需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行算法驗(yàn)證，而隨機(jī)數(shù)符合算法應(yīng)用的大部分場(chǎng)合。 產(chǎn)生一些隨機(jī)模擬算法的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。 減少不必要的人機(jī)交互。例如，要求輸入10個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行最大值和最小值的查找等。29大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 隨機(jī)數(shù)隨機(jī)數(shù)子程序子程序Random的使用的使用 隨機(jī)數(shù)子程序random只產(chǎn)生0.0，1.0）之間的小數(shù)，所以需要加工以后才能獲得隨機(jī)整數(shù)。在Raptor中，可以采用random乘以10的倍數(shù)并使用向下取整函數(shù)floor()和向上取整函數(shù)ceiling()來獲取相應(yīng)范圍內(nèi)的隨機(jī)整數(shù)。 需要獲取ASCII碼表中的數(shù)值，可以使用模運(yùn)算，如floor(random*1000

18、mod 128)可能得到全部的標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼值（0127）。 由于Raptor的數(shù)值默認(rèn)精度有4位小數(shù)，所以，部分隨機(jī)數(shù)結(jié)果可能為0.0000，經(jīng)過處理得到的結(jié)果就是0，所以，在不希望出現(xiàn)0的場(chǎng)合，必須對(duì)隨機(jī)數(shù)得出的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，去除不希望得到的值。30大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 隨機(jī)數(shù)隨機(jī)數(shù)使用使用舉例舉例 問題：求10個(gè)09之間的隨機(jī)整數(shù)保存在數(shù)組元素a1a10中。31大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 2.1 Raptor概述概述 2.2 Raptor編程基本概念編程基本概念 2.3 Raptor運(yùn)算符和表達(dá)式運(yùn)算符和表達(dá)式 2.4 Raptor函數(shù)函數(shù) 2.5 使用使

19、用Raptor32大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) Raptor基本圖型符號(hào)基本圖型符號(hào)目的目的符號(hào)符號(hào)名稱名稱說明說明輸入輸入輸入語句輸入語句用戶輸入的數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)值存用戶輸入的數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)值存儲(chǔ)在一個(gè)變量中儲(chǔ)在一個(gè)變量中處理處理賦值賦值語句語句使用某些類型的數(shù)學(xué)計(jì)算來更改使用某些類型的數(shù)學(xué)計(jì)算來更改的變量的值的變量的值調(diào)用調(diào)用過程調(diào)用過程調(diào)用執(zhí)行過程中定義的指令。過程可執(zhí)行過程中定義的指令。過程可能改變參數(shù)的值（即變量）能改變參數(shù)的值（即變量）輸出輸出輸出語句輸出語句顯示變量的值（或保存到文件）顯示變量的值（或保存到文件）選擇選擇/分支分支選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)棱形框中布爾表達(dá)式值為棱

20、形框中布爾表達(dá)式值為true執(zhí)執(zhí)行左邊流程；為行左邊流程；為false執(zhí)行右邊執(zhí)行右邊循環(huán)循環(huán)循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)棱形框中布爾表達(dá)式值為棱形框中布爾表達(dá)式值為false則則重復(fù)執(zhí)行一組語句。重復(fù)執(zhí)行一組語句。33大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) Raptor觀察窗口觀察窗口34大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) Raptor 工作區(qū)工作區(qū) 添加流程符號(hào) 設(shè)置/編輯流程符號(hào)35大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 使用菜單使用菜單主菜單主菜單子菜單子菜單說明說明File菜單菜單New創(chuàng)建一個(gè)新的流程圖創(chuàng)建一個(gè)新的流程圖Save保存現(xiàn)行流程圖保存現(xiàn)行流程圖Edit菜單菜單Undo撤銷撤銷R

21、edo重做重做Comment給選中的圖形符號(hào)增加注釋給選中的圖形符號(hào)增加注釋Select All選擇當(dāng)前流程圖所有圖形符號(hào)選擇當(dāng)前流程圖所有圖形符號(hào)View菜單菜單Comments顯示顯示/隱藏注釋隱藏注釋Variables顯示顯示/關(guān)閉變量觀察窗口關(guān)閉變量觀察窗口Expand all擴(kuò)展所有被折疊的選擇和循環(huán)符號(hào)擴(kuò)展所有被折疊的選擇和循環(huán)符號(hào)Collapse all折疊所有被展開的選擇和循環(huán)符號(hào)折疊所有被展開的選擇和循環(huán)符號(hào)36大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 使用菜單使用菜單/工具欄工具欄主菜單主菜單子菜單子菜單說明說明Run菜單菜單Step（F10）單步執(zhí)行方式，執(zhí)行一個(gè)單步執(zhí)行方

22、式，執(zhí)行一個(gè)圖形符號(hào)圖形符號(hào)Execute to Completion執(zhí)行整個(gè)程序直到完成執(zhí)行整個(gè)程序直到完成Reset停止程序執(zhí)行并清除所有變量的值停止程序執(zhí)行并清除所有變量的值Reset/Execute停止停止程序，清除變量值，重新程序，清除變量值，重新開始執(zhí)行開始執(zhí)行Pause暫時(shí)停止程序的執(zhí)行，直到用戶暫時(shí)停止程序的執(zhí)行，直到用戶重新執(zhí)行重新執(zhí)行Clear all Breakpoints清除現(xiàn)行流程圖的所有清除現(xiàn)行流程圖的所有斷點(diǎn)斷點(diǎn)Mode菜單菜單Novice初學(xué)者初學(xué)者Intermetiate中級(jí)中級(jí)Object-oriented面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο驢elp菜單菜單General He

23、lp打開打開Raptor幫助窗口幫助窗口37大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 編輯圖形符號(hào)編輯圖形符號(hào) 編輯“賦值”圖形符號(hào) 編輯“輸入”圖形符號(hào) 編輯“輸出”圖形符號(hào) 編輯“選擇”圖形符號(hào) 編輯“循環(huán)”圖形符號(hào) 編輯“過程調(diào)用”圖形符號(hào) 過程分為內(nèi)置過程（Raptor標(biāo)準(zhǔn)過程，也稱函數(shù)）、子圖和子程序3種38大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) Raptor中的注釋中的注釋 注釋一般有注釋一般有4種類型：種類型： 編程標(biāo)題：作者、編寫時(shí)間、目的等。 分節(jié)描述：標(biāo)記程序，便于理解程序整體結(jié)構(gòu)，例如算法中主要分支和循環(huán)語句的標(biāo)注。 邏輯描述：解釋算法中標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的邏輯設(shè)計(jì)，例如遞歸程序

24、中基本條件和正常遞歸部分的標(biāo)注。 變量說明：解釋算法中使用的主要變量的用途，39大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 3.1 Raptor程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu) 3.2 順序控制順序控制 3.3 選擇控制選擇控制 3.4 循環(huán)控制循環(huán)控制40大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 3.1 Raptor程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu) 一般的計(jì)算機(jī)程序有三個(gè)基本組成部分 輸入部分（Input） 加工部分（Process） 輸出部分（Output） 3種基本控制結(jié)構(gòu)： 順序結(jié)構(gòu)按流程線從上到下的順序執(zhí)行 選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)條件決定程序的執(zhí)行流程。 循環(huán)結(jié)構(gòu)根據(jù)條件重復(fù)執(zhí)行一組語句。41大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng)

25、 3.2 順序控制順序控制 即順序結(jié)構(gòu) 從“start”開始向下依次執(zhí)行，直至“end”結(jié)束42大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 3.3 選擇控制選擇控制 即分支結(jié)構(gòu) 根據(jù)布爾表達(dá)式的結(jié)果，決定程序執(zhí)行左側(cè)/右側(cè)分支 兩個(gè)路徑之一可能是空的，或包含多條語句 涉及兩個(gè)以上的選擇，則需要有多個(gè)選擇控制結(jié)構(gòu)43大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 3.4 循環(huán)控制循環(huán)控制 即循環(huán)結(jié)構(gòu) 根據(jù)布爾表達(dá)式的結(jié)果，決定是否執(zhí)行循環(huán)44大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 循環(huán)控制的不同情況循環(huán)控制的不同情況 S1 在循環(huán)開始之前執(zhí)行。 S2 至少執(zhí)行一次，因?yàn)樵跅l件判斷之前。 布爾表達(dá)式結(jié)果為“y

26、es”，循環(huán)終止，執(zhí)行S4。 布爾表達(dá)式結(jié)果為“No”，流程控制執(zhí)行S3后，回到Loop重新開始循環(huán)。 S2至少執(zhí)行一次，而S3可能一次都不執(zhí)行。45大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 循環(huán)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)控制結(jié)構(gòu)的的3種使用種使用方式方式 前序方式：缺少S2，循環(huán)體為S3。 后序方試：缺少S3，循環(huán)體為S2。 中序方式：循環(huán)體由S2和S3共同構(gòu)成。46大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 4.1 一維數(shù)組的創(chuàng)建一維數(shù)組的創(chuàng)建 4.2 二維數(shù)組的創(chuàng)建二維數(shù)組的創(chuàng)建 4.3 數(shù)組元素個(gè)數(shù)的計(jì)算數(shù)組元素個(gè)數(shù)的計(jì)算 4.4數(shù)組的使用數(shù)組的使用 4.5 使用數(shù)組注意事項(xiàng)使用數(shù)組注意事項(xiàng)47大學(xué)計(jì)算機(jī)

27、實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 為什么要引入為什么要引入“數(shù)組數(shù)組” 單個(gè)變量獨(dú)立存放時(shí)存取效率低 變量名沒有規(guī)律，使用不方便 變量之間數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系難以體現(xiàn) 數(shù)組數(shù)組：連續(xù)存放，連續(xù)存放，存取效率存取效率高高，數(shù)組元素?cái)?shù)組元素通過通過“下標(biāo)下標(biāo)” 存取存取，容易容易操縱操縱。 Weight1、 Weight2 、Weight3 Weight1、Weight2、Weight348大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 4.1 一維數(shù)組的創(chuàng)建一維數(shù)組的創(chuàng)建 第一次使用時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建 創(chuàng)建數(shù)組大小由給定的最大元素下標(biāo)決定 values7 3 values9 6 例如：將100個(gè)元素的數(shù)組初始化為0 Va

28、lues100 049大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 4.2 二維數(shù)組的創(chuàng)建二維數(shù)組的創(chuàng)建 二維數(shù)組兩個(gè)維度的大小由最大下標(biāo)確定 numbers3,4 13 Raptor的數(shù)組非常靈活，每個(gè)數(shù)組元素可以是不同的數(shù)據(jù)類型50大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 4.3 數(shù)組元素個(gè)數(shù)的計(jì)算數(shù)組元素個(gè)數(shù)的計(jì)算 Raptor數(shù)組大小可變，如何獲取數(shù)組元素個(gè)數(shù)？ 函數(shù)：Length_Of(數(shù)組名) 若：array10 9，則Length_Of(array) 為10 Raptor中字符串變量等同于數(shù)組 若：str “ABCDEFG”, 則Length_Of(str)為7，且str1=A，str7

29、=G51大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 4.4數(shù)組的使用數(shù)組的使用 數(shù)組的使用一般是通過下標(biāo)實(shí)現(xiàn)的，下標(biāo)值指出了該下標(biāo)變量在數(shù)組中的序號(hào)。 數(shù)組的下標(biāo)變量是可以計(jì)算的。 例如：Weight2、Weight1+1和Weight23-21實(shí)際都代表Weight2， 下標(biāo)的位置還可以使用變量組成的表達(dá)式，如Weighti+2（這里i是變量）52大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 4.5 使用數(shù)組注意事項(xiàng)使用數(shù)組注意事項(xiàng) 在Raptor中，數(shù)組名與普通變量名不可同名 Raptor數(shù)組可以在算法運(yùn)行過程中動(dòng)態(tài)增加數(shù)組元素，但不可以將一個(gè)一維數(shù)組在算法運(yùn)行過程中擴(kuò)展成二維數(shù)組。53大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)

30、踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 5.1 子圖的定義和調(diào)用子圖的定義和調(diào)用 5.2 過程過程的的定義和調(diào)用定義和調(diào)用54大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 引引言言 問題：計(jì)算機(jī)完成復(fù)雜任務(wù)的算法很長和難懂，如果發(fā)生錯(cuò)誤，難以修改。 思路：在處理復(fù)雜算法時(shí)，把一些功能單獨(dú)的，經(jīng)常需要使用到的算法寫成獨(dú)立的過程，需要使用時(shí)就去調(diào)用相應(yīng)的過程。 優(yōu)點(diǎn)：降低了算法設(shè)計(jì)的復(fù)雜度；節(jié)省時(shí)間（設(shè)計(jì)），符合自頂向下模塊化程序設(shè)計(jì)思想。55大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 引引言言 RAPTOR提供了兩種機(jī)制來實(shí)施過程抽象：子圖（subcharts）和子程序 /過程（procedures）。 子圖類似于主

31、圖（main） 子程序/過程是一種“增強(qiáng)”型的子圖，。子程序/過程允許在調(diào)用過程中傳遞數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被稱為參數(shù)（parameters）。每次調(diào)用子程序可以傳遞不同的值。56大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 5.1 子圖的定義和調(diào)用子圖的定義和調(diào)用 創(chuàng)建子圖：在 “main”子圖標(biāo)簽上，右擊鼠標(biāo)按鈕，選擇快捷菜單中的 “add subchart” 子圖的主要特點(diǎn)：所有子圖共享相同的變量 子圖之間不需要進(jìn)行參數(shù)傳遞 子圖之間的調(diào)用只要給出被調(diào)用子圖名57大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 5.2 過程過程的的定義和調(diào)用定義和調(diào)用 創(chuàng)建子圖：在 “main”子圖標(biāo)簽上，右擊鼠標(biāo)按鈕，選擇快

32、捷菜單中的 “Add procedure” 注意：只有當(dāng)Raptor 的“mode(模式)”菜單設(shè)置為 “Intermediate(中級(jí))”時(shí)，上述快捷菜單中才會(huì) “Add procedure” 選項(xiàng)。58大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 5.2 過程過程的的調(diào)用調(diào)用 過程與子圖不同，過程相對(duì)獨(dú)立，通過參數(shù)交換信息 過程的參數(shù)設(shè)置： 輸入?yún)?shù)（Input）： 輸出參數(shù)（Output） 輸 入 / 輸 出 參 數(shù)（Input/Output）59大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 6.1 將數(shù)據(jù)輸出到文件將數(shù)據(jù)輸出到文件 6.2 從文件中讀入數(shù)據(jù)從文件中讀入數(shù)據(jù)60大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向

33、計(jì)算思維能力培養(yǎng) 引言引言 在Raptor中，系統(tǒng)默認(rèn)的輸入設(shè)備是鍵盤 在Raptor中通過重定向函數(shù)，使所有輸入/輸出都針對(duì)磁盤文件 6.1 將數(shù)據(jù)輸出到文件將數(shù)據(jù)輸出到文件 Raptor程序遇到輸出語句時(shí)，會(huì)檢查輸出是否重定向（redirected）61大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 6.1 將數(shù)據(jù)輸出到文件將數(shù)據(jù)輸出到文件 輸出重定向 格式一：Redirect_Output(yes/no or “filename”) 格式二：Redirect_Output_Append(yes/no or “filename”) 文件輸出 輸出重定向結(jié)束 Redirect_Output(Fals

34、e/No)62大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 6.1 將數(shù)據(jù)輸出到文件將數(shù)據(jù)輸出到文件 例：產(chǎn)生10個(gè)隨機(jī)整數(shù)保存至a數(shù)組并輸出到文件random_data.txt中。63大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 6.2 從文件中讀入數(shù)據(jù)從文件中讀入數(shù)據(jù) Raptor程序遇到輸出語句時(shí)，會(huì)檢查輸出是否重定向（redirected） 輸入重定向 格式：Redirect_Input(yes/no or “filename”) 文件輸入 輸入重定向結(jié)束 Redirect_Input(False/No)64大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 6.2 從文件中讀入數(shù)據(jù)從文件中讀入數(shù)據(jù) 例：從文

35、件Random_data.txt讀入一批整數(shù)，并顯示在屏幕上。65大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.1 Raptor圖形窗口圖形窗口 7.2 Colors色彩色彩 7.3 繪制圖形繪制圖形 7.4 鍵盤操作鍵盤操作 7.5 鼠標(biāo)操作鼠標(biāo)操作 7.6 文本操作文本操作 7.7 聲音操作聲音操作66大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.1 Raptor圖形窗口圖形窗口 打開圖形窗口（Open_Graph_Window） 關(guān)閉圖形窗口（Close_Graph_Window） 獲取窗口最大寬度（Get_Max_Width） 獲取窗口最大高度（Get_Max_Height） 獲取已打開窗

36、口寬度和高度（Get_Window_Width和Get_Window_Height） 檢測(cè)窗口是否打開（Is_Open） 設(shè)置窗口標(biāo)題（Set_Window_Title） 平滑繪制圖形（Freeze_Graph_Window、Update_Graph_Window、Freeze_Graph_Window）67大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.2 Colors色彩色彩0-Black黑色黑色8-Dark_Gray深灰色深灰色1-Blue藍(lán)色藍(lán)色9-Light_Blue淺藍(lán)色淺藍(lán)色2-Green綠色綠色10-Light_Green淺綠色淺綠色3-Cyan青色青色11-Light_Cyan淺

37、青色淺青色4-Red 紅色紅色12-Light_Red淺紅色淺紅色5-Magenta紫色紫色13-Light_Magenta淺紫色淺紫色6-Brown棕色棕色14-Yellow 黃色黃色7-Light_Gray淺灰色淺灰色15-White 白色白色68大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.2 Colors色彩色彩 畫圖時(shí)顏色的使用 Draw_Box(X1, Y1, X2, Y2, Green, Filled) Draw_Box(X1, Y1, X2, Y2, 2, Filled) 色值可達(dá)241，當(dāng)大于15時(shí)，將為擴(kuò)充色。系統(tǒng)中不存在與它們關(guān)聯(lián)的名稱。 Filled值為True/Yes

38、or False/No。True則用指定顏色填充，否則無色。 設(shè)置顏色（Closest_Color） color Closest_Color(Red, Green, Blue)69大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.2 Colors色彩色彩 生成隨機(jī)色彩（Random_Color） Random_Color：產(chǎn)生隨機(jī)顏色（015） 例：Display_Text(100,100,Message,Random_Color) Random_Extended_Color：返回0241之間隨機(jī)色 例：Display_Number(100,100,ID,Random_Extended_Color)

39、70大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.3 繪制圖形繪制圖形 清除窗口：Clear_Window(Color) 繪制弧： Draw_Arc(X1, Y1, X2, Y2, Startx, Starty, Endx, Endy, Color) 繪制圓：Draw_Circle(X, Y, Radius, Color, Filled) 繪橢圓：Draw_Ellipse(X1, Y1, X2, Y2, Color, Filled) 繪制可以旋轉(zhuǎn)角度的橢圓：Draw_Ellipse_Rotate (X1, Y1, X2, Y2, Angle, Color, Filled) 繪制直線：Draw_L

40、ine(X1, Y1, X2, Y2, Color)71大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.3 繪制圖形繪制圖形 指定區(qū)域填充顏色：Flood_Fill(X, Y, Color) 獲取像素點(diǎn)顏色：Get_Pixel(X, Y) 設(shè)置像素點(diǎn)顏色：Put_Pixel(X, Y, Color) 繪制位圖：Draw_Bitmap(Bitmap, X, Y, Width, Height)，例： Draw_Bitmap(Bitmap,100,450,300,200) Draw_Bitmap(Load_Bitmap(mypicture.JPG),100,450,300,200) 裝載位圖：Load_

41、Bitmap(Filename) 例：Bitmap Load_Bitmap(mypicture.JPG)72大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.4 鍵盤操作鍵盤操作 阻塞型輸入和非阻塞型輸入類型類型操作操作過程、函數(shù)調(diào)用和說明過程、函數(shù)調(diào)用和說明阻塞型輸入等待擊鍵Wait_For_Key 等待直到一個(gè)鍵被按下，程序繼續(xù)執(zhí)行取得用戶輸入的字符Character_variable Get_Key 等待直到一個(gè)鍵被按下，并返回用戶輸入的字符取得用戶輸入的字符串String_variable Get_Key_String 等待直到輸入一個(gè)字符串，并返回用戶輸入的字符串，若輸入為特殊鍵，則返回鍵

42、名字符串非阻塞型輸入檢查用戶是否擊鍵Key_Hit自上次調(diào)用Get_Key后，如果有鍵按下，函數(shù)返回值true；沒有鍵按下，函數(shù)返回值false73大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.4 鍵盤操作鍵盤操作 取鍵值 variable Get_Key 幾個(gè)重要的特殊鍵值鍵鍵鍵值鍵值Left Arrow165Right Arrow167Up Arrow166Down Arrow16874大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.4 鍵盤操作鍵盤操作 取鍵字符串 variable Get_Key_String按鍵按鍵返回值字符串返回值字符串按鍵按鍵返回值字符串返回值字符串a(chǎn)aUpArrowU

43、pShift-aALeftArrowLeftPageDownPageDnRightArrowRightF1F1InsertInsertEnterEnterDeleteDeleteEscEsc TabTabSpaceBar BackspaceBackspaceControl-ACtrl-ADownArrowDown 75大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.4 鍵盤操作鍵盤操作 判斷某鍵是否處于按下狀態(tài) Key_Down(key) 如：Key_Down(“ ”) Key_Down(ctrl) Key_Down(ctrl) and Key_Down(a)按鍵按鍵返回值字符串返回值字符串按鍵按

44、鍵返回值字符串返回值字符串a(chǎn)aUpArrowUpShiftShiftLeftArrowLeftPageDownPageDnRightArrowRightF1F1InsertInsertEnterEnterDeleteDeleteEscEsc TabTabSpaceBar BackspaceBackspaceControlCtrlDownArrowDown 76大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.4 鍵盤操作鍵盤操作 判斷某個(gè)擊鍵動(dòng)作是否已經(jīng)發(fā)生過 Key_Hit 等待擊鍵 Wait_for_Key77大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教程面向計(jì)算思維能力培養(yǎng) 7.5 鼠標(biāo)鼠標(biāo)操作操作 鼠標(biāo)函數(shù)類型類型操作操作過程、函數(shù)調(diào)用和說明過程、函數(shù)調(diào)用和說明阻塞型輸入等待按下鼠標(biāo)按鈕Wait_For_Mouse_Button(Which_Button)等待直到指定的鼠標(biāo)按鈕（Left_Button或Right_Button）按下等待按下鼠標(biāo)按鈕并返回鼠標(biāo)的坐標(biāo)Get_Mouse_Button(Which_Button,X,Y)等待直到指定的鼠標(biāo)按鈕（Left_Button或Right_Button）按下，并返