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1、第4讲: 程序中的控制语句、Alice内建的函数和表达式,组成程序的代码,一个程序由各种类型的代码片段组成，如前面所学的顺序执行和同步执行语句，简单的指令（如向前移动1米）等等。 设计一个程序就是学习如何组织这些代码 组成一个程序的代码片段有4种 一般指令 控制语句 函数 表达式,一般指令,在Alice中，一般指令就是一个物体的方法（method）. 如： snowman turn to face snowwoman spiderRobot move up 0.5 meters,控制语句,控制语句的作用是告诉计算机一般指令应该如何被执行，如顺序执行和同步执行。 如： Do in order D
2、o together,函数,一个函数用来计算得到一个结果（或者一个数值） 在Alice中, 我们用函数来询问想得到的问题答案 如：询问物体的属性信息 雪人的脸是红色的吗? 如：询问两个物体之间的关系 机器人距离岩石的距离有几米? 如：询问一个状态值 键盘上哪个键被按下了?,函数举例,在上一讲的例子中，我们用眼睛观察并不能知道机器人距离岩石的详细距离,Alice中内建的函数,内建函数的类型 关于和一个物体接近度的函数 关于物体尺寸的函数 关于物体之间空间关系的函数 关于物体位置方位的函数 其它函数,This example illustrates some built-in proximity
3、functions.,函数的返回值,使用函数是为了得到一个问题的答案，这个答案我们称之为函数的返回值。 返回值的类型和函数有关： 如问题是：机器人距离岩石有多远?该问题的答案是一个数值； 如问题是：机器人的名字是什么？该问题的答案则是一个字符串。,示例,FirstEncounterDistanceFunction 该例子中演示的概念: Alice中内建的 distance to 函数的作用是：得到两个物体之间的距离，这个距离是以连接两个中心点的线段长度来衡量的。 函数不是一个独立的指令，它总是嵌套在指令中来使用的。,其它例子：mummyDistanceFunction,值的类型,除了数值可以作
4、为函数的返回值外，还有以下值的类型: Boolean true, false String “Oh, Yeah!“ Object snowman, helicopter Position in the world (10, 5, 2) 物体在3D场景中的位置,碰撞问题,在刚才的例子中，机器人会和岩石碰撞. 原因：移动的距离太大（因为这个距离是以两者的中心连线来衡量的）. 一个解决的办法是将这个距离适当缩短，即再减去一个数值。,表达式,表达式是一个数学或者逻辑操作的短语，如x+5-7，ab 等 Alice 提供了基本的加减乘除数学操作 : addition ： + subtraction ： m
5、ultiplication： * division： /,示例,FirstEncounterExpression_V1 该例子中说明的概念: 数学表达式也是嵌套在指令中的。 Alice目前提供的数学表达式有 +, -, *, /,其它例子： mummyExpression_V1,示例,FirstEncounterExpression_V2 上一步中减去2米是一个我们任意给的数值。 更精确的做法是减去岩石宽度的一半。 该步骤的结果是一个比较复杂的表达式：两个函数的返回值之差。,其它例子： mummyExpression_V2,控制语句,除了 Do in order 和 Do together 控
6、制语句之外，还有以下两种控制语句： 条件执行语句（conditional execution） 循环语句（repetition）,条件执行语句,当某个条件满足时，执行一个代码块，否则执行另外一个代码块。 如：当木乃伊比法老高 时，木乃伊向左转一圈， 否则法老向左转一圈。,If/Else 语句,在 Alice中用 If/Else 控制语句来检查一个条件是否满足。,示例,mummyIfElse 该例子说明的概念: 条件是由一个布尔（ Boolean ）函数完成的，布尔函数返回一个布尔值（ true 或者false ）。 Do nothing意思是什么都不做，继续执行下一条语句。,关系操作表达式,一
7、个物体内建的布尔函数很有限，如没有一个函数用来表达木乃伊的身高是否大于2米。这可以用world节点中的关系操作表达式来实现。如下图所示：,示例,mummyRelationalOps 该例子中说明的概念: 关系操作表达式用world中的函数来实现. 关系操作表达式中的“a” 和 “b” 符号会被函数或者其它的数值代替,循环语句,现实中我们经常需要反复执行多次同一个动作，在计算机中称之为循环。 先看一个木乃伊行走一步的例子 mummySimpleSteps,行走一步的故事板（storyboard）,Do in order Do together /move body and left leg mu
8、mmy move forward 0.25 meters Do in order mummys left leg turn backward mummys left leg turn forward Do together /move body and right leg mummy move forward 0.25 meters Do in order mummys right leg turn backward mummys right leg turn forward,用循环语句实现行走5步,mummyLoop,作业4-1,在上次所讲的例子机器人和外星人初次见面(ch2e2firstE
9、ncounterExtended.a2w)基础之上修改如下：让spiderRobot走到岩石那边后，让它转向lunarLander，再行走到它与登月机的中间。 参考视频文件: exercise-4-1.swf,作业4-2,创建一个包含一只狗（Animal中的wolf）和一个消防栓（City）的虚拟世界，如下面场景所显示的。（我们用狼来代表狗。）编写一条指令，用distance to函数结合数学表达式来把狗移动到消防栓的旁边。注意，避免狗和消防栓发生碰撞。 参考视频文件：exercise-4-2.swf,作业4-3,创建如下图所示的场景，包含一个飞艇（Vehicle）和一只飞龙（Medieval）。在这个奇幻的场景中，飞龙发现了飞艇并十分好奇。它在飞艇的周围盘旋想探个究竟。编写代码让飞龙向飞艇移动，并绕它（纵向地）旋转三周。参考视频文件exercise-4-3.swf,思考,创建一个包含一个木箱（Object）和一只袋鼠（Animal）的虚拟世界。编写程序使袋鼠跳到木箱上面，让袋鼠的腿前后旋转，让跳跃更加真实。在向前向上运动的函数中使用height函数来定位。 参考视频：exercise-4-4.swf,