8. 条件¶

8.1 目标¶

条件判断出现在所有程序语言中.目的是当程序运行时做出判断决定,处理各种各样的未知情况.在Karel中,条件被用来检测它周围的环境,通过wall,gem,tray,empty,north和home命令.

wall感知器帮助机器人判断在它前面是否有墙. 简单程序”Careful step” 可以说明wall感知器的使用方法:如果前面有墙转回身否则向前走.注意#号后面是注释,它并不是程序的一部分.

# Program "Careful step".
if wall
  repeat 2
    left
else
  go

考虑Karel如下图所示站在宝石前

图1.Karel的初始位置

我们点击绿色按钮运行上面程序3次,下图显示了每一次运行后Karel的位置:

图2.每次运行后Karel的位置

Karel在条件判断中使用not关键字.例如上述程序可以重新写为:

# Program "Careful step".
if not wall
  go
else
  repeat 2
    left

gem感知器使得Karel可以探测在它正下方的宝石.注意宝石必须与机器人在同一方块,因为它不能看见四周的宝石.重新考虑以下问题:

图3.Karel的初始位置,与之前相同

让我们扩展程序”Careful step”,使得Karel能够捡起沿途的宝石.

# Program "Careful step II".
if gem
  get
if wall
  repeat 2
    left
else
  go

每次运行”Careful step II”后Karel的位置如下图所示:

图4.每次运行后Karel的位置

tray感知器使得Karel可以探测在它正下方的空托盘.放有宝石的托盘不能被探测. 让我们考虑如下情形,家方块在Karel前方10步远处.宝石和托盘的位置是随机的,但Karel事先知道宝石肯定在托盘前面.它的任务是找到宝石并把它放在托盘上,然后进入家方块.

图4.Karel的任务是找到宝石并把它放到托盘上

此程序如下:

repeat 10
　go
　if gem
    get
  if tray
    put

empty感知器使得机器人可以检查它的包是不是空的,或者结合not关键词判断是否包里至少有一枚宝石.假设Karel有四个房子,人行道环绕它们,如下图所示. 冬季过后部分人行道坏了,有一些砖(宝石代表)丢了.Karel的袋子里有不知确切数量的砖.写一个程序帮它修理人行道.

你的程序不应抛出任何错误即便它用完了袋子里的所有砖(宝石).

图5.Karel正在修理人行道

首先我们可以根据 第六节 中编过的程序修改得到:

repeat 4
　repeat 4
    repeat 4
      go
    left
  right

以上程序不会使Karel完成任何修理工作,仅仅是沿着人行道走并返回初始位置.要想修理人行道,我们需要在go命令前插入其他条件判断语句.

repeat 4
  repeat 4
    repeat 4
      if not gem
        put
      go
    left
  right

难道这样的程序就完美了吗? NO! 如果Karel兜里的宝石比需要维修的宝石少,程序就会停止并发出错误消息.所以,我们需要在put之前检查empty感知器.最终程序如下:

repeat 4
  repeat 4
    repeat 4
      if not gem
        if not empty
          put
      go
    left
  right

完工!　下图展示了经过维修的人行道.在运行程序前,我们向Karel的兜里放了15个宝石(通过设计模式).

图６.运行程序后,人行道被修复了

north感知器不仅可以用来检测机器人的朝向是否向北,还可以使它朝向任何方向.为此,我们先使它朝向北,因为这是我们唯一可以确认的方向.　让我们写一个程序使Karel朝向南,无论它起初面向何方!

图7.Karel面向任意方向

此程序基于Karel起初可能面向任一方向的事实,最多转三次就可以使它面向北:

# First turn North:
repeat 3
  if not north
    left
# Then turn South:
repeat 2
  left