Programmieren lernen mit Robot Karol

Das Programm

Robot Karol ist eine Programmierumgebung mit einer Programmiersprache, die zum Erlernen des Programmierens und zur Einführung in die Algorithmik in der Schule gedacht ist. Das Programm ist Freeware und kann über den Link Karol heruntergeladen werden (Kurzanweisung mit Downloadmöglichkeit (zip-Datei) auf der letzten Seite).

Die Oberfläche

Die Programmoberfläche von Karol ist zweigeteilt: Auf der linken Seiten befindet sich der sogenannte Editor, in dem die Programme geschrieben werden. Auf der rechten Seite ist Karols Welt, in der das verfasste Programm ausgeführt werden kann.

Objekte

In Karos Welt gibt es einige Objekte, die von Karo verteilt und wieder eingesammelt werden können. Ziegel Karol kann Ziegel vor sich hinlegen. Sollte vor ihm bereits ein Ziegel liegen, wird der nächste Ziegel auf den anderen drauf gelegt. Wenn Karol vor einem Ziegel steht und einen Schritt macht, steigt er auf den Ziegel. Allerdings kann er nicht über 2 Ziegel auf einmal steigen. Das heißt um auf einen 2er Ziegelturm zu kommen, muss er über einen davorliegenden einzelnen Ziegelstein "klettern". Marke Marken werden direkt auf das Feld unter Karol gelegt. Sie dienen zur Orientierung und haben keinen Einfluss auf Karols Bewegungsmöglichkeiten; er kann einfach darüber laufen. Im Gegensatz zu Ziegeln können nicht mehrere Marken übereinander gestapelt werden. Quader Quader versperren Karol den Weg. Er kann nicht über sie gehen. Außerdem lassen sie sich nicht stapeln.

Die Bewegungmöglichkeiten von Karol

Die Bewegungsmöglichkeiten von Karol sind recht übersichtlich. Mit den angegebenen Anweisungen kann das entsprechende Verhalten gesteuert werden.

Verhalten	Anweisung
ein Schritt vorwärts	Schritt
eine Vierteldrehung nach links	LinksDrehen
eine Vierteldrehung nach rechts	RechtsDrehen
einen Ziegel vor sich hinlegen	Hinlegen
einen Ziegel vor sich entfernen	Aufheben
eine gelbe Marke unter sich legen	MarkeSetzen
eine gelbe Marke unter sich entfernen	MarkeLöschen

Karols Welt

Auf der rechten Seite der Karoloberfläche befindet sich Karols Welt. Durch Aufruf von Welt - Neue Welt kann die gewünschte Ausdehnung der neuen Welt festgelegt werden. Wenn die Ausgangsposition vom Standardstartpunkt (1,1) abweicht oder Hindernisse zur von Karol zu lösenden Welt gehören, dann empfiehlt es sich, die Welt über Welt - Welt speichern mit der Endung .kdw abzuspeichern.

Erste Programme

Das Programm "Robot Karol" ermöglicht es uns, dem Roboter, der sich in seiner Welt bewegen und Aufgaben erfüllen kann, Anweisungen zu geben. Durch eine Anweisung (z.B. "Schritt") sendet man eine Botschaft an ein Objekt (z.B. Karol), das darauf mit der zugehörigen Methode reagiert (z.B. Schritt() ).

Aufgabe
Karol soll eine U-Form abschreiten

Lösung

umgangssprachlich formuliert	Karolprogramm
2 mal vorwärts Linksum 2 mal vorwärts Linksum 2 mal vorwärts	Schritt Schritt LinksDrehen Schritt Schritt LinksDrehen Schritt Schritt

Eine solche Folge von Anweisungen bezeichnet man als Algorithmus. Ein Algorithmus ist eine endliche Folge aus eindeutigen und ausführbaren Anweisungen zur Lösung eines allgemeinen Problems. Ein Programm ist ein Algorithmus, der in einer formalisierten Sprache abgefasst ist und maschinell ausgeführt werden kann.

Aufgaben:

1. Karol soll ein Rechteck ablaufen und am Ende wieder in der Ausgangsposition stehen. <popup name="Lösungsvorschlag"> Schritt Schritt Schritt LinksDrehen Schritt Schritt Schritt LinksDrehen Schritt Schritt Schritt LinksDrehen Schritt Schritt Schritt LinksDrehen </popup> 2. Damit man besser erkennt, ob Karol auch ein „U“ durchläuft, soll er dabei Marken setzen. Es soll also eine „U-Form mit Markierungen“ gebildet werden. <popup name="Lösungsvorschlag"> MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen Schritt LinksDrehen MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen Schritt LinksDrehen MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen </popup> 3. Karol soll vier Ziegel in einer Reihe nebeneinander legen. <popup name="Lösungsvorschlag"> Hinlegen LinksDrehen Schritt RechtsDrehen Hinlegen LinksDrehen Schritt RechtsDrehen Hinlegen LinksDrehen Schritt RechtsDrehen Hinlegen </popup>

Selbstdefinierte Methoden

Die Fähigkeiten von Karol können durch neue, zusätzliche Methoden erweitert werden. Diese selbstdefinierten Anweisungen müssen vorher vom Programmierer festgelegt werden. Neue Methoden beginnen stets mit dem Wort Anweisung und dann mit dem Bezeichner der Methode. Es folgt eine Sequenz von Anweisungen, die beim Aufruf der Methode abgearbeitet werden. Die Festlegung der Methode endet mit dem Schlüsselwort *Anweisung. Beispiel 1: Neue Methode Umdrehen Anweisung Umdrehen LinksDrehen LinksDrehen *Anweisung Aufgabe: Karol soll einen Schritt rückwärts gehen. (Die Lösung greift nun auf die Anweisung Umdrehen zu.) Anweisung Umdrehen LinksDrehen LinksDrehen *Anweisung Programm Umdrehen Schritt Umdrehen *Programm Aufgaben 1. Bringe Karol mittels einer selbstdefinierten Anweisung bei, einen Riesenschritt auf einmal zu vollführen, der so groß wie drei normale Schritte ist. <popup name="Lösungsvorschlag"> Anweisung Riesenschritt Schritt Schritt Schritt *Anweisung Programm Riesenschritt *Programm </popup> 2. Schreibe ein Karol-Programm, das ihn dazu bringt immer drei Schritte vorwärts und zwei zurück zu gehen. Nutze dabei die Anweisungen Umdrehen, SchrittZurueck, Riesenschritt und SillyWalk (= 3 vor, 2 zurück). <popup name="Lösungsvorschlag"> Anweisung Umdrehen LinksDrehen LinksDrehen *Anweisung Anweisung SchrittZurueck Umdrehen Schritt Umdrehen *Anweisung Anweisung Riesenschritt Schritt Schritt Schritt *Anweisung Anweisung SillyWalK Riesenschritt SchrittZurueck SchrittZurueck *Anweisung Programm SillyWalk SillyWalk SillyWalk SillyWalk *Programm </popup> 3. Bringe Karol den Rösslsprung bei, wie ihn die Springerfigur beim Schach ausführt. Erstelle ein Programm, so dass Karol mehrere Rösslsprünge ausführt und nach jedem Sprung eine Marke setzt. <popup name="Lösungsvorschlag"> Lösungsmöglichkeit 1: Man geht davon aus, dass man ausgehend von der Blickrichtung von Karol vier Methoden benötigt. Wenn Karol sich einmal um 180 Grad dreht, kann er dieselben vier Methoden nutzen. Anweisung linksFlach LinksDrehen Schritt Schritt RechtsDrehen Schritt MarkeSetzen *Anweisung Anweisung linksSteil LinksDrehen Schritt RechtsDrehen Schritt Schritt MarkeSetzen *Anweisung Anweisung rechtsFlach RechtsDrehen Schritt Schritt LinksDrehen Schritt MarkeSetzen *Anweisung Anweisung rechtsSteil RechtsDrehen Schritt LinksDrehen Schritt Schritt MarkeSetzen *Anweisung Programm MarkeSetzen LinksFlach RechtsSteil LinksSteil *Programm Lösungsmöglichkeit 2: Man geht davon aus, dass Karol mit zwei Methoden auskommt, die er nach einer Drehung um 90 Grad wieder nutzen kann. Hier gibt es wiederum vier Möglichkeiten: Entweder rechtsSteil und rechtsFlach bzw. linksSteil und linksFlach , rechtsSteil und linksSteil oder linksFlach und rechtsFlach. Anweisung linksFlach LinksDrehen Schritt Schritt RechtsDrehen Schritt MarkeSetzen *Anweisung Anweisung linksSteil LinksDrehen Schritt RechtsDrehen Schritt Schritt MarkeSetzen *Anweisung Programm MarkeSetzen LinksFlach rechtsDrehen LinksFlach linksDrehen LinksSteil *Programm </popup>

Parameter

Mit Hilfe eines Parameters oder Übergabewertes können wir Programme flexibler gestalten, ohne ganze Programmteile neu schreiben zu müssen. Beispielsweise können wir das Programm

Schritt
Schritt
Schritt
Hinlegen
Hinlegen
Hinlegen

kürzer schreiben als

Schritt(3)
Hinlegen(3)

Wir übergeben dabei in der Klammer hinter dem Methodenaufruf die Anzahl der Wiederholungen. Neben Schritt und Hinlegen kann man auch Aufheben mit einem Parameterwert verwenden.

Weiterhin ist es mit Robot Karol (ab Version 3.0) möglich, den Methoden Hinlegen und MarkeSetzen eine Farbe (rot, gelb, blau und grün) zu übergeben.
Beispiel:

Hinlegen(blau)
MarkeSetzen(grün)

Parameter können auch im Zusammenhang mit selbstdefinierten Anweisungen verwendet werden:

Anweisung Seite(X)
Schritt(X)
LinksDrehen
*Anweisung

Seite(5)
Seite(3)
Seite(5)
Seite(3)

Mit dieser Anweisung können wir Karol ein Rechteck beliebiger Größe bauen lassen, in diesem Fall ein Rechteck der Größe 3x5. Zu beachten ist, dass als Parameter in Anweisungen grundsätzlich X zu verwenden ist.

Aufgabe 1: Karol soll mit Hilfe von selbstdefinierten Anweisungen und Anweisungen mit Parameterwert eine Säulenhalle bauen.

<popup name="Lösungsvorschlag">

Anweisung Säule
  Schritt
  LinksDrehen
  Hinlegen(6)
  RechtsDrehen
  Schritt
*Anweisung

Anweisung Seite
  Säule
  Säule
*Anweisung

Anweisung Kehre
  Schritt(2)
  LinksDrehen
*Anweisung

Programm
  Seite
  Kehre
  Seite
  Kehre
  Seite
  Kehre
  Seite
  Kehre
*Programm

Alternative Lösung:

Anweisung Seite
Schritt
LinksDrehen
Hinlegen(3)
RechtsDrehen
Schritt(2)
LinksDrehen
Hinlegen(6)
RechtsDrehen
Schritt(2)
LinksDrehen
Hinlegen(3)
RechtsDrehen
Schritt
LinksDrehen
*Anweisung

Programm
Seite
Seite
Seite
Seite
*Programm

</popup>

Aufgabe 2: Karol soll mit Hilfe einer selbstdefinierten Anweisung mit Parameterwert eine Treppe bauen.

<popup name="Lösungsvorschlag">

Anweisung Stufe(X)
  Hinlegen(X)
  Schritt
*Anweisung

Programm
  LinksDrehen
  Stufe(1)
  Stufe(2)
  Stufe(3)
  Stufe(4)
  Stufe(3)
  Stufe(2)
  Stufe(1)
  Schritt
*Programm

</popup>

Wiederholung mit fester Anzahl

Problem: Karol soll vier Ziegel in einer Reihe hintereinander legen. Erste Lösung durch sequentielles Anschreiben der Anweisungen: Hinlegen Schritt Hinlegen Schritt Hinlegen Schritt Hinlegen Schritt Bei größerer Zahl von Wiederholungen erweist sich das Ganze als ungünstig. Bessere Lösung: Wiederholung mit fester Anzahl Wiederholung mit fester Anzahl Die Anweisungen im Wiederholungsteil werden nacheinander mehrfach ausgeführt (entsprechend der angegebenen Anzahl). Sprache Karol: wiederhole n mal Anweisungen *wiederhole Die günstigere Lösung für unsere Aufgabe sieht dann wie folgt aus: wiederhole 4 mal hinlegen schritt *wiederhole Aufgaben 1. Karol soll mit Ziegeln ein Quadrat auslegen. <popup name="Lösungsvorschlag"> wiederhole 4 mal Hinlegen Schritt LinksDrehen *wiederhole </popup> 2. Die bereits bekannte Aufgabe Karol soll vier Ziegel nebeneinander legen. soll mit einer Wiederholungsanweisung gelöst werden. <popup name="Lösungsvorschlag"> wiederhole 4 mal Hinlegen LinksDrehen Schritt RechtsDrehen *wiederhole </popup> 3.In einer Welt der Größe 6x6 soll Karol mit Marken eine Diagonale erzeugen. <popup name="Lösungsvorschlag"> wiederhole 5 mal MarkeSetzen Schritt Linksdrehen Schritt RechtsDrehen *wiederhole MarkeSetzen </popup> 4. In einer Welt der Größe 9x9 erzeugt Karol ein Kreuz aus Marken. <popup name="Lösungsvorschlag"> wiederhole 8 mal MarkeSetzen Schritt Linksdrehen Schritt RechtsDrehen *wiederhole MarkeSetzen LinksDrehen LinksDrehen wiederhole 8 mal Schritt *wiederhole LinksDrehen LinksDrehen wiederhole 8 mal MarkeSetzen Schritt Rechtsdrehen Schritt LinksDrehen *wiederhole MarkeSetzen Noch etwas eleganter ist folgende Lösung. Sie berücksichtigt, dass man die Lösung für die erste Diagonale wiederverwenden kann. Anweisung Diagonale wiederhole 8 mal MarkeSetzen Schritt Linksdrehen Schritt RechtsDrehen *wiederhole *Anweisung Anweisung Bahn wiederhole 8 mal Schritt *wiederhole *Anweisung Programm Diagonale MarkeSetzen LinksDrehen LinksDrehen Bahn LinksDrehen Diagonale MarkeSetzen LinksDrehen *Programm </popup> 5. In einer Welt der Größe 11x11 soll Karol folgendes Muster erzeugen. Verwende dabei eine selbstdefinierte Anweisung und eine Wiederholungsanweisung. <popup name="Lösungsvorschlag"> Anweisung Stufe MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen Schritt *Anweisung wiederhole 5 mal LinksDrehen Stufe RechtsDrehen Stufe *wiederhole MarkeSetzen </popup> Geschachtelte Wiederholung Problem: Karol soll einen Quadratrand auslegen. Lösung Der Quadratrand besteht aus vier Seiten (äußere Schleife). Jede Seite besteht wiederum aus drei Ziegeln (innere Schleife). Nach jeder Seite muss sich Karol links drehen. Aufgaben 1. Karol soll in einer Welt der Größe 9x9 eine hübsche Gartenmauer bauen. <popup name="Lösungsvorschlag"> wiederhole 4 mal wiederhole 4 mal Hinlegen Schritt MarkeSetzen Schritt MarkeSetzen *wiederhole LinksDrehen *wiederhole </popup> 2. Die Aufgabe 1 im Kapitel "Parameter" (Säulenhalle) soll allein mit Wiederholungsanweisungen gelöst werden. <popup name="Lösungsvorschlag"> wiederhole 4 mal wiederhole 2 mal Schritt LinksDrehen wiederhole 6 mal Hinlegen *wiederhole rechtsdrehen Schritt *wiederhole Schritt Schritt LinksDrehen *wiederhole </popup> 3. Karol soll eine Welt [8x8] vollständig mit Kacheln auslegen. Schreibe dazu ein Programm, das Anweisungen zur Lösung von Teilproblemen und geschachtelte Wiederholungen enthält. Überlege dir zuerst eine Strategie zur Lösung der Aufgabe, bei der du sie in solche Teilprobleme zerlegst. <popup name="Lösungsvorschlag"> Lösungsstrategie Es empfiehlt sich, das Problem in folgende Teilprobleme zu zerlegen: Karol geht immer ganze Bahnen von Wand zu Wand. Am Ende der Bahn muss er sich einmal links zur nächsten Bahn orientieren und nach der nächsten Bahn nach rechts. Dann ist die Problemstellung wieder dieselbe wie am Anfang. Deshalb kann das Kacheln der Welt aus vier Doppelbahnen zusammengesetzt werden. Video laden YouTube YouTube sammelt möglicherweise persönliche Daten. Datenschutzrichtlinie FortfahrenAusblenden Anweisung Bahn wiederhole 7 mal MarkeSetzen Schritt *wiederhole *Anweisung Anweisung Links MarkeSetzen LinksDrehen Schritt LinksDrehen *Anweisung Anweisung Rechts MarkeSetzen RechtsDrehen Schritt RechtsDrehen *Anweisung Programm wiederhole 4 mal Bahn Links Bahn Rechts *wiederhole *Programm </popup>

Wiederholung mit Anfangsbedingung

Bestimmte Problemstellungen lassen sich mit den bisherigen Methoden und Kontrollstrukturen nicht zufrieden stellend bearbeiten. Die Lösung der Aufgabe „Gehe bis zur nächsten Wand“ hängt von der Startposition Karols ab. Um unabhängig von der Ausgangsstellung zu sein, muss Karol eine Methode kennen, die eine Anfrage, ob er noch weitergehen kann, mit WAHR oder FALSCH beantwortet. Der Aufruf derartiger Methoden wird mit „Bedingung“ umschrieben. Karol hat auch Methoden, mit denen er auf eine Anfrage mit WAHR oder FALSCH antwortet. Der Aufruf einer Methode dieser Art heißt Bedingung. Von Karol vorgegebene Bedingungen sind: IstWand, NichtIstWand, IstZiegel, NichtIstZiegel, IstMarke, NichtIstMarke, IstSüden, IstNorden, IstOsten, IstWesten. Bei der Bedingung IstZiegel ist auch ein Parameterwert möglich, d.h. man kann z.B. eine Anweisung nur dann durchführen lassen, wenn zwei Ziegel vor Karol liegen (wenn istZiegel(2) dann Anweisung) Problem: Karol soll, solange er nicht an eine Wand anstößt, vorwärts gehen. Er muss den Vorgang „Schritt“ solange wiederholen, bis er auf die Frage NichtIstWand mit WAHR antwortet, da man die Anzahl der möglichen Schritte nicht im Voraus kennt. Sie ist von der Ausgangsposition Karols abhängig. Lösung: Wiederholung mit Anfangsbedingung Die Anweisungen im Wiederholungsteil werden so oft wiederholt, solange die Bedingung WAHR ergibt. Die Überprüfung der Bedingung erfolgt am Anfang jeder Wiederholung. Sprache Karol: wiederhole solange Bedingung Anweisungen *wiederhole Aufgaben 1. Karol soll in einer rechteckigen Welt von einer Ecke aus genau einmal um die Welt herumlaufen und seine Strecke dabei mit Ziegeln belegen. <popup name="Lösungsvorschlag"> wiederhole 4 mal wiederhole solange nichtIstWand hinlegen schritt *wiederhole linksdrehen *wiederhole </popup> 2. Wie Aufgabe 1. Aber nun soll Karol an einem beliebigen Ort an der Wand starten. <popup name="Lösungsvorschlag"> Hier kann man auf die Lösung von Aufgabe 1 zugreifen, aber am Ende muss die Lücke zum "Startziegel" noch gefüllt werden. wiederhole 4 mal wiederhole solange nichtIstWand Hinlegen Schritt *wiederhole LinksDrehen *wiederhole wiederhole solange nichtIstZiegel Hinlegen Schritt *wiederhole </popup> 3. Karol soll die bereits bekannt Aufgabe Kreuz aus Marken (siehe oben) so lösen, dass er das Kreuz in beliebigen quadratischen Welten mit ungerader Kantenlänge erzeugen kann. <popup name="Lösungsvorschlag"> wiederhole solange nichtIstWand MarkeSetzen Schritt Linksdrehen Schritt RechtsDrehen *wiederhole MarkeSetzen LinksDrehen LinksDrehen wiederhole solange nichtIstWand Schritt *wiederhole LinksDrehen LinksDrehen wiederhole solange nichtIstWand MarkeSetzen Schritt Rechtsdrehen Schritt LinksDrehen *wiederhole MarkeSetzen Alternative (bessere) Lösung Anweisung Diagonale wiederhole solange nichtIstWand MarkeSetzen Schritt Linksdrehen Schritt RechtsDrehen MarkeSetzen *wiederhole *Anweisung Diagonale LinksDrehen LinksDrehen wiederhole solange nichtIstWand Schritt *wiederhole LinksDrehen Diagonale </popup>

Zweiseitige bedingte Anweisung

Das Programm für die Lösung der Aufgabe "Karol soll von einem beliebigen Punkt an der Wand aus einmal an der Wand entlang genau eine Runde laufen und dabei seine Ziegel hinlegen", lässt sich dadurch vereinfachen, dass wir ihn bei jedem Schritt entscheiden lassen, was er als nächstes tut: Solange er nicht an der Wand anstößt macht er jeweils einen Schritt. Stößt er an der Wand an dreht er sich nach links. Der Vorteil ist, dass wir nicht mehr anzugeben brauchen, wie oft Karol sich drehen muss, bis er seine Runde absolviert hat. Bedingte Anweisung (zweiseitig): In Abhängigkeit davon, ob die Bedingung erfüllt wird oder nicht, werden die Anweisungen1 bzw. die Anweisungen2 ausgeführt. Sprache Karol: wenn Bedingung dann Anweisungen1 sonst Anweisungen2 *wenn Aufgaben 1. Das Beispielprogramm "Karol soll von einem beliebigen Punkt an der Wand aus einmal an der Wand entlang genau eine Runde laufen und dabei seine Ziegel hinlegen" soll in ein Programm mit einer bedingten Anweisung umgewandelt und dadurch vereinfacht werden. <popup name="Lösungsvorschlag"> wiederhole solange nichtIstZiegel wenn nichtIstWand dann Hinlegen Schritt sonst LinksDrehen *wenn *wiederhole </popup> 2. Wie Aufgabe 1, nur dass Karol von einem beliebigen Feld in der Welt startet und auch wieder an seinen Ausgangspunkt zurückkehrt. a) Lösung ohne Verwendung der bedingten Anweisung. b) Lösung unter Verwendung der bedingten Anweisung. <popup name="Lösungsvorschlag"> a) //Ausgangspunkt kennzeichnen MarkeSetzen wiederhole solange nichtIstWand Schritt *wiederhole Linksdrehen wiederhole 4 mal wiederhole solange nichtIstWand Hinlegen Schritt *wiederhole LinksDrehen *wiederhole wiederhole solange nichtIstZiegel Hinlegen Schritt *wiederhole LinksDrehen wiederhole solange nichtIstMarke Schritt *wiederhole //Marke für den Startpunkt wieder entfernen MarkeLöschen LinksDrehen LinksDrehen b) //Ausgangspunkt kennzeichnen MarkeSetzen wiederhole solange nichtIstWand wenn nichtIstWand dann Schritt sonst LinksDrehen *wenn *wiederhole wiederhole solange nichtIstZiegel wenn nichtIstWand dann Hinlegen Schritt sonst LinksDrehen *wenn *wiederhole LinksDrehen wiederhole solange nichtIstMarke Schritt *wiederhole //Marke für den Startpunkt wieder entfernen MarkeLöschen LinksDrehen LinksDrehen </popup> 3. a) Karol hat eine Reihe von Ziegelsteinen vor sich. Dort wo ein Stein liegt, soll er ihn wegnehmen, dort wo keiner liegt, soll er einen Stein hinlegen. b) wie a), nur dass nun eine beliebige Zahl von Ziegeln übereinander liegen kann. c) Nun soll Karol das Ganze 4 mal wiederholen, wobei er jeweils an der Wand entlang zurückgehen und zu seinem Ausgangspunkt zurückkehren soll. <popup name="Lösungsvorschlag"> a) wiederhole solange nichtIstWand wenn istZiegel dann Aufheben Schritt sonst Hinlegen Schritt *wenn *wiederhole b) wiederhole solange nichtIstWand wenn istZiegel dann wiederhole solange IstZiegel Aufheben *wiederhole Schritt sonst Hinlegen Schritt *wenn *wiederhole c) wiederhole 4 mal MarkeSetzen wiederhole solange nichtIstWand wenn istZiegel dann Aufheben Schritt sonst Hinlegen Schritt *wenn *wiederhole RechtsDrehen RechtsDrehen wiederhole solange nichtIstMarke wenn nichtIstWand dann Schritt sonst RechtsDrehen RechtsDrehen *wenn *wiederhole RechtsDrehen RechtsDrehen MarkeLöschen *wiederhole </popup>

Einseitige bedingte Anweisung

Aufgabe: Karol soll eine lückenhafte Ziegelreihe auffüllen, bis er an der Wand ankommt. Vor jedem Schritt muss er nur dann einen Ziegel legen, wenn vor ihm keiner liegt. Falls bereits ein Ziegel vor ihm liegt, geschieht nichts. Bedingte Anweisung (einseitig): Wenn die Bedingung WAHR ergibt, werden die Anweisungen ausgeführt. Sprache Karol: wenn Bedingung dann Anweisungen *wenn Lösung der obigen Aufgabe: wiederhole solange nicht IstWand wenn nicht IstZiegel dann Hinlegen *wenn Schritt *wiederhole Aufgaben 1. In einer Welt (9x8) sind 15 Marken beliebig verteilt. Karol soll von einem beliebigen Startpunkt ausgehend, alle Marken mit Ziegelsteinen belegen und dabei keine Marke vergessen. Teste das Programm mit verschiedenen Startpunkten von Karol. <popup name="Lösungsvorschlag"> //Eine Anweisung um den Code zu verkürzen. Anweisung Umdrehen LinksDrehen LinksDrehen *Anweisung //Um das Problem von einem beliebigen Startpunkt aus lösen zu können, muss sich //Karol erst einmal auf eine Startposition in der Ecke bringen. Anweisung PositionEinnehmen wiederhole 2 mal wiederhole solange NichtIstWand Schritt *wiederhole LinksDrehen *wiederhole *Anweisung //Die Anweisung Test überprüft, ob eine Marke vorhanden ist. //Wenn Karol dabei nicht vor der Wand steht, geht er einen Schritt weiter, //dreht sich um, legt einen Ziegel, dreht sich wieder um und macht weiter. //Steht er vor der Wand, macht er einen Schritt zurück, legt den Ziegel, //stellt sich auf den Ziegel und macht dann weiter. Anweisung Test wenn IstMarke dann wenn NichtIstWand dann Schritt Umdrehen Hinlegen Umdrehen sonst Umdrehen Schritt Umdrehen Hinlegen Schritt *wenn *wenn *Anweisung Anweisung Bahn Wiederhole solange NichtIstWand Test Schritt Test //Lässt man hier den 2.Test aus, werden Marken vor der Wand ignoriert. *wiederhole *Anweisung Programm PositionEinnehmen Wiederhole 4 mal Bahn LinksDrehen Schritt LinksDrehen Bahn RechtsDrehen Schritt RechtsDrehen *wiederhole Bahn //Karol läuft vier mal auf und ab und dann noch eine Bahn bis ans Ziel. *Programm </popup> 2. Karol soll von seinem üblichen Startpunkt eine Welt beliebiger Größe mit Marken kacheln und, wenn er damit fertig ist, das Programm mit dem Befehl beenden abbrechen. Es ist dazu eine Verschachtelung mehrerer bedingter Anweisungen nötig! <popup name="Lösungsvorschlag"> MarkeSetzen wiederhole solange nichtIstWand Schritt MarkeSetzen wenn IstWand dann wenn IstSüden dann LinksDrehen wenn IstWand dann Beenden *wenn Schritt LinksDrehen MarkeSetzen sonst RechtsDrehen wenn IstWand dann Beenden *wenn Schritt RechtsDrehen MarkeSetzen *wenn *wenn *wiederhole </popup>

Übungsaufgaben

Aufgabe 1

In einer Welt soll Karol spiralförmig bis zum durch eine Marke gekennzeichneten Mittelpunkt laufen. Im Beispiel handelt es sich um eine Welt der Größe 13x12. Der Mittelpunkt befindet sich auf Punkt (7/7), wobei das linke obere Feld (1/1) sei. Grundsätzlich soll das Programm jedoch in allen vergleichbaren Welten laufen. Es ist bei der Aufgabe erforderlich in der 2D-Darstellung zu arbeiten.

Das Problem sollte wie gewohnt in Teilprobleme zerlegt werden, die dann nacheinander programmiert werden. In diesem Fall lässt sich die Aufgabe in vier Teilprobleme zerlegen: Es sind am Anfang und am Ende bestimmte Schritte zu erledigen, während die Spirale selbst in zwei Teilprobleme zerlegt werden kann.

Lösungsvorschlag

Aufgabe 2

Karol soll in einer beliebig großen Welt ein Schachbrett bauen.

Lösungsvorschlag

Aufgabe 3

In einer quadratischen Welt mit ungeradzahliger Seitenlänge soll Karol folgendes Muster erstellen:

Lösungsvorschlag

Aufgabe 4

Karol ist unter die Ritter gegangen. Er soll auf der Mauer seiner Burg patrouillieren, ohne herunterzufallen. Dazu muss er bei jedem Schritt überprüfen, ob er vor einer Kante steht. Als weitere Sicherheitsmaßnahme vor Feinden baut er hinter sich die Treppe ab.

Lösungsvorschlag

Aufgabe 5

Karol soll in einer beliebig großen Welt mit gerader Länge und gerader Breite (Bild: 10x10) und 10 Ziegeln Höhe eine Zinnenmauer bauen.

Lösungsvorschlag

Aufgabe 6

Karol soll im Ziegelparcours um die Ziegel herumlaufen und am Schluss bis zur Wand.

Lösungsvorschlag

Aufgabe 7

Karol ist auf dem Volksfest und soll in einem Wettbewerb Bierkisten stapeln. Dazu sind auf einer Bahn in unregelmäßigen Abständen Marken verteilt. Karol soll nun bis zur anderen Wand laufen und auf jeder Marke 5 Kisten stapeln.

Lösungsvorschlag

Aufgabe 8

Karol soll einen leeren Brunnen mit Marken als Boden bauen.

Lösungsvorschlag

Aufgabe 9

Karol steht auf einem beliebigen Platz und mit beliebiger Blickrichtung in der oberen Hälfte seiner Welt. Er soll nun den Durchgang durch die Mauer finden und anschließend zur Wand laufen.

Lösungsvorschlag

Aufgabe 10

Karol soll eine Pyramide in einer Welt mit maximaler Kantenlänge 20x20 bauen und mit Marken belegen.

Lösungsvorschlag

Aufgabe 11

Karol soll wie im Video dargestellt einen Kolben imitieren. Die Größe der Welt ist 4x4x10. In den Einstellungen soll Karol eine sehr geringe Ablaufverzögerung erhalten.

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YouTube sammelt möglicherweise persönliche Daten. Datenschutzrichtlinie

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Lösungsvorschlag