10.2. Использование команды цикла с параметром для исполнителя Робот

Определения и обозначения

Команда цикла с параметром — команда, которая организует заданное число повторений действий и использует параметр для подсчёта повторов. Она нужна, чтобы не записывать одну и ту же команду несколько раз подряд. Благодаря циклу программа короче, а число повторений легче изменить.

Параметр цикла — переменная, которая последовательно принимает значения в заданном диапазоне и показывает номер текущего повторения. Переменная — это обозначенное именем значение, которое может изменяться. Параметр помогает программе считать повторы и определять, когда следует продолжать цикл, а когда завершить его.

Тело цикла — одна или несколько команд между началом и концом цикла, выполняемых при каждом повторении. Это та часть программы, действия которой нужно повторять. Если поместить в тело несколько команд, они будут выполняться в указанном порядке при каждом значении параметра.

Исполнитель Робот — исполнитель, который перемещается по клеткам поля и выполняет команды управления. Например, команда может передвинуть его на соседнюю клетку или изменить направление движения. Зная положение Робота и правила команд, можно проследить, какой путь получится при выполнении программы.

Как это устроено

Параметрический цикл удобен, когда заранее известно, сколько раз Робот должен выполнить действие. Если записать одинаковую команду перемещения много раз, длинную программу будет трудно читать и менять. В цикле повторяющуюся часть указывают один раз, поэтому изменение длины пути часто сводится к изменению границ параметра. Это особенно полезно для ровных участков маршрута, где действия действительно повторяются.

В заголовке цикла указывают параметр и границы его изменения. Границы задают, с какого значения начинается перебор и каким значением он должен закончиться. Поскольку параметр принимает значения последовательно, число этих значений показывает, сколько раз выполнится тело; при подсчёте нужно учитывать и начальную, и конечную границы, если они включены в диапазон. Поэтому число повторов не всегда совпадает с конечным значением параметра.

При выполнении программы Робот проходит команды тела для первого значения параметра, затем для следующего и так далее. Параметр меняется, а команды тела снова выполняются в том же порядке. Когда достигнута конечная граница, повторения прекращаются и программа переходит к следующей команде, если она есть. Такое правило позволяет заранее понять, сколько раз Робот повторит заданный фрагмент.

В теле цикла можно сочетать перемещение и поворот, потому что тело состоит не только из одной команды. Например, последовательность «переместиться, повернуть» может задавать повторяющуюся часть маршрута. Порядок команд имеет значение: если поменять их местами, Робот сначала изменит направление и пойдёт уже по другой клетке. Поэтому цикл способен описать маршрут с поворотами, а не только движение по прямой.

До запуска нужно мысленно или на схеме проследить путь Робота по всем повторениям. Это необходимо, потому что одна ошибка в числе повторов или в порядке команд может направить его на препятствие либо за границу поля. Проверяй положение и направление Робота после каждого повторения, а не только в начале и в конце. Если маршрут небезопасен, измени тело цикла или границы параметра.

Элементы команды цикла с параметром и их назначение

Сначала найди в программе начало цикла и параметры диапазона, затем определи, какие команды входят в тело. После этого посчитай значения параметра и мысленно выполни тело для каждого из них. Такая проверка помогает увидеть и ошибку в числе повторов, и команду, случайно включённую в цикл.

Разбор задач

Задача 1. Движение вперёд

Условие. Робот должен переместиться на несколько клеток вперёд, повторяя одну и ту же команду заданное число раз. Нужно записать программу циклом, а не перечислять одинаковые команды. Рассмотрим путь в пять клеток и будем считать, что одна команда перемещения переносит Робота на одну клетку.

1. Определи повторяющееся действие: это команда перемещения на одну клетку вперёд.
2. Сопоставь длину пути и число повторов: для пяти клеток команда должна выполниться пять раз.
3. Задай параметр с пятью последовательными значениями и помести команду перемещения в тело цикла.
4. Проверь, что после каждого выполнения Робот продвигается на одну клетку и поле позволяет пройти весь отрезок.

Ответ. Используй цикл с пятью повторениями, в теле которого находится одна команда перемещения вперёд. Робот пройдёт пять клеток, если на пути нет препятствий и хватает места до границы поля.

Задача 2. Прямоугольный маршрут

Условие. Роботу нужно пройти по прямоугольному маршруту, повторяя перемещения и повороты. Пусть длинная сторона маршрута составляет три клетки, а короткая — две; один повторяющийся фрагмент должен обвести прямоугольник. Важно, чтобы в конце фрагмента Робот вернулся к исходному направлению.

1. Разбей маршрут на четыре стороны: после каждой стороны требуется повернуть к следующей.
2. Составь повторяющийся фрагмент: пройти три клетки и повернуть, затем пройти две клетки и повернуть.
3. Помести обе команды перемещения и оба поворота в тело цикла; за один проход фрагмента Робот завершит прямоугольник.
4. Задай одно повторение, если нужно обойти прямоугольник один раз, и проверь положение и направление в конце.

Ответ. Тело цикла содержит два отрезка движения и два поворота в нужном порядке. При одном повторении Робот обходит прямоугольник; перед запуском следует проверить, что стороны помещаются на поле и не пересекают препятствия.

Задача 3. Обход препятствия

Условие. На поле есть препятствие, которое Робот должен обойти, а затем несколько раз выполнить безопасный фрагмент пути. Точная схема не задана, поэтому сначала считаем, что обход уже приводит Робота на свободный участок, где повторение возможно. Нужно отделить разовый обход от повторяющейся части.

1. Отметь начальное положение и направление Робота, затем найди путь вокруг препятствия, не проходящий через занятые клетки.
2. Запиши команды обхода отдельно от цикла, потому что Робот должен выполнить их только один раз.
3. Определи безопасный фрагмент, который начинается и заканчивается в подходящих для повторения положениях, и помести его команды в тело цикла.
4. Задай нужное число повторов и проследи маршрут после каждого из них, проверяя свободные клетки и границы поля.

Ответ. Сначала выполняется отдельная последовательность команд обхода, затем цикл повторяет безопасный фрагмент заданное число раз. Программу можно считать подходящей только после проверки каждого шага на схеме поля.

Типичные ошибки

Путают число повторений с конечным значением параметра. Ошибка возникает, когда смотрят только на последнее число и не считают весь диапазон. Если параметр принимает несколько последовательных значений, тело выполняется для каждого из них, включая границы, когда они входят в диапазон. Проверь себя, выписав значения параметра по порядку и посчитав их.

Забывают завершить цикл или ставят завершение не после всего тела. Начинающие иногда считают, что достаточно указать начало, и не отделяют повторяемые команды от следующих. Тогда структура программы становится неверной или часть нужных команд не повторяется. Проверь, что команда завершения стоит после всех команд тела и до тех команд, которые должны выполняться отдельно.

Включают в тело команду, которая должна выполниться только один раз. Так бывает, если не разделить маршрут на повторяющуюся и разовую части. В результате поворот или перемещение повторяется вместе с циклом и меняет путь Робота. Для проверки отметь, какие действия нужны при каждом повторении, а какие — только до или после него.

Не проверяют маршрут на поле. Повторяющийся поворот может постепенно направить Робота к препятствию, а лишнее перемещение — за границу. Ошибку легко не заметить, если рассматривать только одну команду или последнее положение. Проследи выполнение по клеткам после каждого повторения и отдельно проверь направление Робота.

Связь с другими темами

Перед составлением таких программ нужно знать команды перемещения и поворота Робота и уметь читать алгоритм как последовательность действий. Цикл с параметром опирается на понимание повторения: одинаковые команды объединяются в один фрагмент. Этот способ пригодится при создании программ для других исполнителей, а также при дальнейшем изучении алгоритмов с повторением. Навык находить повторяющуюся часть помогает делать программы короче и яснее.

Что запомнить

• Цикл с параметром применяют, когда число повторений можно задать заранее.
• Параметр последовательно перебирает значения от начального до конечного.
• Тело цикла выполняется для каждого значения параметра.
• Повторяющиеся действия записывают в теле цикла один раз.
• Порядок команд в теле определяет маршрут Робота при каждом повторении.
• Перед запуском программы проверь, куда Робот попадёт после каждого повторения.