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中国电子学会图形化四级编程题：程序优化

编程日记 2024-09-17 21:10:00

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程序优化

下图第一行有1个正三角形，第二行有2个正三角形，第三行有3个正三角形，每一行的第1个正三角形是上下对齐的。

小刚想绘制这个图形，便编写了如下图所示的程序，请根据要求优化程序。

1. 准备工作

（1）保留舞台为默认的白背景；

（2）保留默认小猫角色，小猫在舞台中间位置。

2. 功能实现

（1）用键盘任意输入一个数字表示行数（考虑到舞台的大小，可以提醒输入的数字在1-9之间），之后小猫会根据输入的行数自动绘制一个多行的图形（如果输入5，那么就绘制5行）；

（2）绘制的图形规则为：假设绘制n行，第一行绘制一个三角形，第二行绘制2个三角形…第n行绘制n个正三角形；

（3）每行中任意两个正三角形之间都间隔20个坐标值，任意相邻两行的间隔也是20个坐标值，每行的第1个三角形的x坐标值是一样的，即在同一列；

（4）要用函数绘制正三角形，用循环嵌套以及函数来优化程序。

3. 设计思路与实现

（1）角色分析

角色：默认角色小猫

（2）背景分析

背景：默认背景（无色）

（3）所用积木块介绍

a. 运动类

角色移动指定的步数，正数就是向前，负数就是向后。

将角色向左旋转指定的角度。

将角色移动到舞台中央指定的X/Y坐标位置，默认坐标（x:0, y:0）。
X的范围（-240, 240）；Y的范围（-180, 180）。

将角色朝向某个指定的方向。
角色初始朝向右边，90°方向。

b. 外观类

在舞台中隐藏当前角色。

c. 事件类

程序开始积木块。
点击舞台区的绿旗，执行以绿旗开始的所有程序脚本。

d. 控制类

循环积木块：一遍一遍地执行包起来的积木序列。
重复执行指定的次数后停止，该积木块通常在角色移动等场景中使用。

e. 侦测类

角色发出询问，并在舞台下边框弹出对话框，等待用户的输入回答。

实时的侦测用户所输入的回答，并存储在“回答”变量中。

f. 变量类

建立一个变量，输入变量名称，然后选择适用于所有角色还是适用于当前角色。

设置变量的值为给定值，通常用于初始化变量。

设置变量的值为自身的值加X。

g. 自制积木类

建立一个积木，输入积木名称，然后添加积木的参数，以及选择“运行时是否刷新屏幕”。

h. 画笔类

清除舞台中画笔绘制的所有图案。

将画笔放置于舞台上（好比我们用笔画画的时候将画笔笔尖放在纸张上准备绘画）。

将画笔从舞台上提起来，画完了（好比我们画好图形了，把画笔收起来）。

将画笔的颜色设为指定的颜色绘画。

将画笔的粗细设定为指定的值。

（4）角色、舞台背景设置

a. 角色设置

默认角色设置，无需修改角色造型。

b. 舞台背景设置

默认舞台背景设置，无需修改舞台背景。

（5）脚本编写

新建变量x，用于存储绘制三角形起点的x坐标。

新建变量y，用于存储绘制三角形起点的y坐标。

新建变量i，用于存储绘制三角形当前的行数。

a. 角色：小猫

函数：画三角形

初始化画笔：颜色设置为黑色，粗细设置为3
落笔，准备绘制。
重复执行3次：绘制正三角形的三条边
- 移动15步
- 左转120度
抬笔

流程描述：

开始：点击小绿旗，也就是程序启动，就要执行后续的程序指令。
询问请输入行数（1至9）并等待。
初始化变量：x = 0，y = 0，i = 1
初始化状态：隐藏
初始化方向：面向90°。
初始化舞台背景：全部擦除。
重复执行回答次：绘制回答行
- 重复执行 i 次：每次绘制 i 个三角形
  - 移动到 x，Y处
  - 画三角形
  - x += 20，X坐标增加20
- x = 0，y -= 20，i += 1

4. 评分标准

（1）用键盘任意输入一个数字表示行数；（2分）

（2）用函数绘制正三角形；（2分）

（3）能够根据输入的行数正确绘制图形；（3分）

（4）能够将每行的第一个三角形的坐标进行复位；（1分）

（5）使用循环嵌套完成程序。（2分）

5. 考点分析

四级考试大纲与说明

（一）考核目标

学生对编程软件的较强综合操作能力，考查使用软件进行数据处理的能力，同时对函数和过程的理解和使用进行考查，以及学生对已掌握知识的深度综合应用及思考更优程序方案，另针对参加 4 级考试的学生将进行结合分析和计算的情境考查。

（二）能力目标

通过本级考试的学生，逻辑推理能力很不错，对数据的处理，函数和过程等的理解和使用掌握得很不错，对已学知识的综合应用能力很好，具备一定的程序调试和优化能力。学生对编程软件的进一步综合操作能力，考查新建链表，字符串处理，循环的复杂运用，理解函数的作用范围，理解多线程的概念，同时考查学生对已掌握知识的深度综合应用，另针对参加 4 级考试的学生将进行难度更高的逻辑推理能力的考查。

（三）考试标准

1、理解并使用链表、函数和多线程。

1）能够新建链表；
2）能够完成对链表中数据的插入、删除；
3）字符串处理；
4）能够自己创建一个有返回值的函数；
5）理解函数的作用范围；
6）理解多线程的概念；
7）循环的复杂运用；
8）逻辑，算法过渡。

（四）知识块

1. 字符串：字符串操作，加密
2. 函数：不同类型函数的创建，参数的设置，返回值，函数的调用
3. 链表：创建链表，实现数据的增、删、改、查，显示和隐藏，找最值，平均值等
4. 大综合：前面所有知识点的综合使用，考查
5. 程序优化：使用已有知识进行问题的优化
6. 逻辑，算法过渡：分析和计算情境考察，如爬楼梯的方法（递归）
7. 循环的复杂运用：循环的结构，循环的嵌套，递归调用

备注：

为本题涉及到的知识点。
为需要掌握，但本题未涉及到的知识点。

（五）题型配比及分值

https://www.dkcj.cn/info/19171.html