Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Алгоритмы с обратной связью
Цикл ПОКА
Что такое обратная связь и зачем она нужна?
До сих пор мы приказывали Роботу выполнить какую-то задачу, предполагая, что обстановка полностью известна: мы точно знаем сколько шагов до стенок, какую они имеют форму и где расположены. Мы не анализировали результаты действий Робота и обстановку на поле. Такой подход напоминает действия начальника, который отдает приказания, но не проверяет их выполнение, или шофера, который ведет машину с закрытыми глазами, полагаясь на свое знание дороги.
При решении сложных задач ситуация часто известна не полностью и надо анализировать обстановку, которая изменяется во время работы исполнителя. Человек очень часто не знает, сколько шагов ему надо пройти и не задумывается об этом, потому что он знает, куда он идет, то есть знает, где (при каком условии) остановиться.
Действие обратной связи можно описать такой схемой:
Обратная связь дает нам возможность контролировать результаты действий исполнителя во время его работы и следить за внезапными изменениями обстановки. Если обстановка и цель не совпадают, то блок Сравнение вырабатывает сигнал ошибки, на основе которого исполнитель получает команду на дальнейшие действия. После выполнения очередной команды обстановка меняется и снова сравнивается с желаемым результатом.
Как Робот использует обратную связь?
Робот имеет датчики, которые позволяют ему получать информацию об обстановке. Датчики определяют, например, есть ли стена в каком-то направлении. Чтобы использовать эту информацию в программе, в СКИ Робота есть специальные логические команды.
У Робота есть датчики, которые позволяют определять, что находится в той клетке, где он сейчас находится, и в соседних клетках. Вот все логические команды Робота:
справа_стена справа_клумба справа_свободно
слева_стена слева_клумба слева_свободно
впереди_стена впереди_клумба впереди_свободно
сзади_стена сзади_клумба сзади_свободно
грядка база
Команды грядка и база определяют, есть ли грядка (или база) в клетке, где сейчас находится Робот.
Пример 1 (задача z4-3.maz). Роботу надо придти на Базу, которая расположена на краю стенки. Расстояние от Робота до стенки и длина стенки неизвестны.
Сначала Роботу надо подойти к стенке. Если бы мы управляли Роботом вручную, то надо было бы поступать так:
На втором этапе Роботу повернуться направо и идти вперед, пока он не придет на Базу. Заметим, что расстояние до Базы также неизвестно, но Робот с помощью логической команды база может обнаружить, что он уже пришел на место. Решение задачи в виде программы дано ниже в рамке.
Подход
{
направо;
}
пока ( впереди_свободно )
{
вперед ( 1 );
}
пока ( не база )
вперед ( 1 );
Цикл с условием
Мы знаем, что многократное выполнение группы команд называется циклом. Однако здесь мы не можем применить цикл повтори, так как число шагов заранее неизвестно – оно определяется во время работы программы.
Тем не менее, есть четкое условие, по которому Робот должен закончить работу: если перед ним оказывается стена. Таким образом, Робот должен выполнять цикл пока впереди свободно. Для этой цели служит специальный вид цикла – цикл пока (или while, от английского while – пока). Такой вид цикла называется циклом с условием, поскольку он заканчивается, когда нарушается условие в заголовке цикла.
Для того, чтобы придти на Базу, в программе используется цикл пока не база. Это условие истинно (верно), если Робот еще на пришел на Базу и надо двигаться дальше. Если Робот вступил в клетку, где находится База, условие база стало истинным, а условие не база – ложным, поэтому цикл закончится.
Правила использования цикла пока
Если тело цикла включает всего один оператор, скобки можно не ставить.
Пример 2. При такой программе в той же задаче, что и в примере 1, Робот не будет ничего делать, так как сейчас справа от него нет стенки, и условие справа_стена не выполняется.
Ничего
{
пока ( справа_стена )
вперед ( 1 );
}
Важно помнить, что условие не проверяется внутри цикла, то есть датчик срабатывает только тогда, когда выполняется команда в заголовке цикла.
Пример 3. В этом примере программа для Робота составлена так, что он врежется в стенку и сообщит об ошибке “НЕ МОГУ”.
|
Диверсия { пока ( впереди_свободно ) { вперед ( 2 ); } } |
С циклом пока связано одна из самых неприятных ошибок программистов – зацикливание. Оно происходит в тех случаях, когда условие в заголовке цикла пока никогда не становится ложным.
Пример 4. Эта программа приводит к зацикливанию, так как условие справа_стена выполняется всегда и Робот не меняет своего места.
|
Зацикливание { пока ( справа_стена ) { кругом; кругом; } } |
Использование цикла пока позволяет нам решать задачи, в которых некоторые данные (например, длина стенок) заранее неизвестны.
Пример 5. Посадить цветы во всех клетках по периметру прямоугольной стены, считая, что расстояние до нее и ее размеры неизвестны.
Для решения этой задачи надо использовать несколько циклов с условием. Сначала Роботу надо дойти до стенки, затем перейти к углу. Дальше он пойдет «держась за стенку», обходя таким образом прямоугольник и сажая цветы во всех нужных клетках.
Поскольку при обработке каждой из 4-х стенок Роботу надо выполнять одинаковые команды, здесь можно использовать цикл повтори ( 4 ). Тогда цикл пока становится вложенным циклом.
Контур
{
пока ( впереди_свободно )
вперед(1); /* подойти к стене */
налево;
пока ( справа_стена )
назад(1); /* в левый нижний угол */
повтори ( 4 )
{
вперед (1); /* теперь справа стена */
посади; /* угловая клетка */
направо;
}
пока ( справа_стена )
{
посади;
вперед(1);
}
}
Задачи
1. Посадить цветы во всех грядках клетках между стенками и вернуться обратно. Толщина стены – 1 клетка, остальные размеры считать неизвестными.
1 2 3
2. Посадить цветы во всех грядках. Толщина стены – 1 клетка, остальные размеры считать неизвестными. Все размеры считать неизвестными.
3 5
6 7