在上一期中我們展示了三位黑洞數(shù)的求解過程，其中的關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)字的排序及位置交換。本期文章繼續(xù)討論有關(guān)數(shù)字黑洞的問題，展示四位黑洞數(shù)的求解過程。

一、用戶界面

在App Inventor開發(fā)環(huán)境中打開上一期創(chuàng)建的項(xiàng)目——數(shù)字黑洞1，在項(xiàng)目菜單中選擇“另存項(xiàng)目”，將項(xiàng)目名稱修改為“數(shù)字黑洞2”，如圖 1所示，保留項(xiàng)目中的全部組件。

圖1 將“數(shù)字黑洞1”項(xiàng)目另存為“數(shù)字黑洞2”

二、技術(shù)要點(diǎn)分析

在求解三位黑洞數(shù)時(shí)，我們用局部變量(數(shù)1、數(shù)2、數(shù)3)保存三位數(shù)的三個(gè)數(shù)字，兩兩比較數(shù)的大小，根據(jù)比較結(jié)果決定是否將兩個(gè)數(shù)交換位置，這樣的處理過程需要3次比較，要編寫3組共9條指令，如圖 2所示，每組指令的格式相同。如果我們沿著同樣的思路，對四個(gè)數(shù)字進(jìn)行排序，那么就需要進(jìn)行6次比較，編寫6組共18條指令，同樣每組指令的格式相同。

圖2 三個(gè)條件語句中的代碼格式相同

作為一個(gè)開發(fā)者，我們不能允許程序中出現(xiàn)如此多的重復(fù)代碼，這些重復(fù)代碼不僅讓程序變得臃腫，而且當(dāng)這部分代碼需要修改時(shí)，極易給程序帶來錯(cuò)誤，例如由于疏忽忘記了修改其中的部分代碼。

解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)有兩點(diǎn)——列表與循環(huán)。將四位數(shù)的四個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換為列表，利用循環(huán)語句，對列表項(xiàng)進(jìn)行兩兩比較，通過交換列表項(xiàng)的位置，來實(shí)現(xiàn)數(shù)字的排序。這也是解決大量數(shù)字排序問題的通用方法，例如，對班級考試成績進(jìn)行排序。

三、編寫程序

將開發(fā)工具切換到編程視圖，保留項(xiàng)目中的部分代碼，將最大值、最小值過程刪除，如圖 3所示。

圖3 保留項(xiàng)目中的部分代碼

1、定義過程——數(shù)字轉(zhuǎn)列表、列表轉(zhuǎn)數(shù)字

為了利用列表和循環(huán)語句簡化排序代碼，首先需要將數(shù)字轉(zhuǎn)化為列表，待排序完成后，再將列表轉(zhuǎn)為數(shù)字，這樣才能進(jìn)行減法運(yùn)算。代碼如圖 4及圖 5所示。

圖4 定義過程——數(shù)字轉(zhuǎn)列表

圖5 定義過程——列表轉(zhuǎn)數(shù)字

2、定義過程——極值

在數(shù)學(xué)語言中，最大值、最小值統(tǒng)稱為“極值”，這里定義一個(gè)有返回值的過程——極值，來取代最大值、最小值兩個(gè)過程，代碼如圖 6所示。

圖6 定義過程——極值

極值過程里使用了雙層循環(huán)，外層循環(huán)變量“外層序號”的取值為1~3，內(nèi)層循環(huán)變量“內(nèi)層序號”的起始值為(外層序號+1)，終止值為4，所有指令都包含在內(nèi)層循環(huán)中。首先取出數(shù)字列表中的第1項(xiàng)，與后面3項(xiàng)進(jìn)行兩兩比較，并交換位置，當(dāng)?shù)?次內(nèi)層循環(huán)(共執(zhí)行3次)結(jié)束時(shí)，列表中的第1項(xiàng)為四個(gè)數(shù)字中的最大數(shù)或最小數(shù)。接下來取出列表中的第2項(xiàng)，與后面兩項(xiàng)進(jìn)行比較并交換位置，當(dāng)?shù)?次內(nèi)層循環(huán)(共執(zhí)行2次)結(jié)束時(shí)，列表中的第2項(xiàng)為后三位數(shù)中的最大值或最小值，以此類推，當(dāng)兩層循環(huán)全部結(jié)束時(shí)，數(shù)字列表的排序完成。

注意：在交換兩個(gè)列表項(xiàng)的位置時(shí)，同樣需要一個(gè)臨時(shí)變量，先將前數(shù)保存在臨時(shí)變量中，然后用后數(shù)替換前數(shù)所對應(yīng)的列表項(xiàng)，最后再用臨時(shí)變量替換后數(shù)所對應(yīng)的列表項(xiàng)。

極值過程里還使用了有返回值的條件語句，如果參數(shù)“極大”=真，則交換位置的條件為“前數(shù)后數(shù)”，并返回極小值列表。

3、改造過程——求差運(yùn)算

首先將求差運(yùn)算的“三位數(shù)”參數(shù)修改為“數(shù)字列表”，通過調(diào)用極值過程，求得四位數(shù)的最大值和最小值，再求兩者的差值并拼接輸出字串，比較差值與黑洞數(shù)(全局變量)，如果差值不等于黑洞數(shù)，則繼續(xù)調(diào)用求差運(yùn)算過程(遞歸調(diào)用)，直到差值與黑洞數(shù)相等，然后將輸出字串顯示在標(biāo)簽中。代碼如圖 7所示。

圖7 改造之后的求差運(yùn)算過程

4、改造求解按鈕的事件處理程序

在求差運(yùn)算過程中，第一個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)類型由數(shù)字改成了列表，因此，在求解按鈕的點(diǎn)擊事件中，在調(diào)用求差運(yùn)算過程時(shí)，要為過程提供列表類型的參數(shù)，此處利用數(shù)字轉(zhuǎn)列表過程，將數(shù)字變?yōu)閿?shù)字列表，代碼如圖 8所示。

圖8 改造之后的點(diǎn)擊事件處理程序

對上述代碼進(jìn)行測試，測試結(jié)果如圖 9所示。

圖9 測試：四位黑洞數(shù)的求解過程

四、討論

讀者可能有疑問：圖 7的求差運(yùn)算過程里，在求最大值時(shí)，用“復(fù)制列表+數(shù)字列表”塊作為極值過程的參數(shù)，而在求最小值時(shí)，則直接用“數(shù)字列表”作為參數(shù)，為什么會(huì)有這樣的差別呢？我們先來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將求差運(yùn)算過程修改一下，代碼及測試結(jié)果如圖 10所示，最大值與最小值都成了最小值，這是什么原因呢？

圖10 去掉“復(fù)制列表”塊時(shí)的測試結(jié)果

原因在于列表類型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。簡單類型的變量，如黑洞數(shù)，其中保存的是具體的數(shù)，如6193，而列表類型的變量，如參數(shù)“數(shù)字列表”(參數(shù)等同于變量)，其中保存的不是具體的數(shù)據(jù)，而是數(shù)據(jù)存放的地址。舉例來說，假設(shè)列表A、列表B為變量名，經(jīng)過下列操作：

1.?????? 設(shè)列表A = (6 1 9 3)

2.?????? 設(shè)列表B = 列表A

3.?????? 設(shè)列表B = (9 6 3 1)

此時(shí)查看列表A的值，會(huì)發(fā)現(xiàn)列表A也變成了(9 6 3 1)。

也就是說，第2步操作并沒有真正生成一個(gè)變量，只是為“列表A”貼了一個(gè)“列表B”的標(biāo)簽，它們指向的是同一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，因此，對列表B的改寫，同時(shí)也發(fā)生在列表A之上。

回到求差運(yùn)算過程里，求差運(yùn)算的參數(shù)“數(shù)字列表”、過程里的局部變量最大值、最小值，這三者指向的是同一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域，而“復(fù)制列表”塊所起的作用，是另外開辟一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域，將“數(shù)字列表”的值復(fù)制到新區(qū)域中，因此求得的最大值保存在新區(qū)域中，而最小值其實(shí)是保存在參數(shù)“數(shù)字列表”所在的區(qū)域中。這就是使用“復(fù)制列表”塊的緣由。

注：本文已正式發(fā)表于《愛上機(jī)器人》雜志總第4期(2019.01)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的string去掉后四位_数字黑洞(下)：四位数的黑洞的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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