A13 (повышенный уровень, время – 6 мин)
Тема: Выполнение алгоритмов для исполнителя.
Что нужно знать:
· правила выполнения линейных, разветвляющихся и циклических алгоритмов
· основные операции с символьными строками (определение длины, выделение подстроки, удаление и вставка символов, «сцепка» двух строк в одну)
· исполнитель – это человек, группа людей, животное, машина или другой объект, который может понимать и выполнять некоторые команды
· в школьном алгоритмическом языке нц обозначает «начало цикла», а кц – «конец цикла»; все команды между нц и кц – это тело цикла, они выполняются несколько раз
· запись нц для i от 1 до n обозначает начало цикла, в котором переменная i (она называется переменной цикла) принимает последовательно все значения от 1 до n с шагом 1
Пример задания:
Система команд исполнителя РОБОТ, «живущего» в прямоугольном лабиринте на клетчатой плоскости:
вверх вниз влево вправо.
При выполнении любой из этих команд РОБОТ перемещается на одну клетку соответственно: вверх ↑, вниз ↓, влево ←, вправо →. Четыре команды проверяют истинность условия отсутствия стены у каждой стороны той клетки, где находится РОБОТ:
сверху свободно снизу свободно
слева свободно справа свободно
| A | B | C | D | E | F |
Цикл
ПОКА < условие >
последовательность команд
КОНЕЦ ПОКА
выполняется, пока условие истинно. В конструкции
ЕСЛИ < условие >
ТО команда1
ИНАЧЕ команда2
КОНЕЦ ЕСЛИ
выполняется команда1 (если условие истинно) или команда2 (если
условие ложно).
Если РОБОТ начнёт движение в сторону находящейся рядом с ним
стены, то он разрушится и программа прервётся.
Сколько клеток лабиринта соответствуют требованию, что, начав
движение в ней и выполнив предложенную программу, РОБОТ уцелеет
и остановится в закрашенной клетке (клетка А1)?
1) 8 2) 12 3) 17 4) 21
ПОКА слева свободно ИЛИ сверху свободно
ЕСЛИ слева свободно
ТО влево
ИНАЧЕ вверх
КОНЕЦ ЕСЛИ
КОНЕЦ ПОКА
Решение:
1) в программе один цикл со сложным условием, внутри которого расположен условный оператор «если»
2) в этой программе Робот не может разрушиться, так как возможность шага влево проверяется, а если влево ходить нельзя, то можно идти вверх, так как условие цикла «слева свободно ИЛИ сверху свободно» выполнено
3) Робот останавливается в клетке, где нарушается условие «слева свободно ИЛИ сверху свободно», в этой клетке должны быть стенки слева и сверху; таких клеток на поле всего три: конечная цель маршрута А1 и две «ложные цели» в В3 и Е1:
| A | B | C | D | E | F |
4) из п. 2 и 3 следует, что Робот успешно придет в клетку А1, если только он не попадёт в клетки В3 и Е1
5) подсчитаем, сколько есть клеток, из которых Робот попадает в клетку В3; Робот сначала идет влево до упора, потом – вверх, пока не упрётся в стенку сверху или не откроется «окно» влево; отметим голубым цветом все клетки, из которых Робот попадает в В3, их всего 13
| · | ||||||
| A | B | C | D | E | F |
6) кроме того, есть две клетки, из которых Робот попадает в Е1, они показаны фиолетовым цветом:
| · | ||||||
| · | ||||||
| A | B | C | D | E | F |
7) таким образом, на поле есть всего 15 клеток, из которых Робот при выполнении заданной программы не попадает в клетку А1
8) следовательно, «нужных» клеток 36 – 15 = 21
9) Ответ: 4.
Ещё пример задания:
Система команд исполнителя РОБОТ, «живущего» в прямоугольном лабиринте на клетчатой плоскости:
вверх вниз влево вправо.
При выполнении любой из этих команд РОБОТ перемещается на одну клетку соответственно: вверх ↑, вниз ↓, влево ←, вправо →. Четыре команды проверяют истинность условия отсутствия стены у каждой стороны той клетки, где находится РОБОТ:
сверху свободно снизу свободно
слева свободно справа свободно
| A | B | C | D | E | F |
Цикл
ПОКА < условие >
последовательность команд
КОНЕЦ ПОКА
выполняется, пока условие истинно. В конструкции
ЕСЛИ < условие >
ТО команда1
ИНАЧЕ команда2
КОНЕЦ ЕСЛИ
выполняется команда1 (если условие истинно) или команда2 (если
условие ложно).
Если РОБОТ начнёт движение в сторону находящейся рядом с ним
стены, то он разрушится и программа прервётся.
Сколько клеток лабиринта соответствуют требованию, что, начав
движение в ней и выполнив предложенную программу, РОБОТ уцелеет
и остановится в закрашенной клетке (клетка F6)?
1) 8 2) 15 3) 24 4) 27
НАЧАЛО
ПОКА < справа свободно ИЛИ снизу свободно >
ПОКА < справа свободно >
вправо
КОНЕЦ ПОКА
ПОКА < снизу свободно >
вниз
КОНЕЦ ПОКА
КОНЕЦ ПОКА
КОНЕЦ
Решение:
1) обратим внимание, что в программе три цикла, причем два внутренних цикла вложены в один внешний
2) цикл
ПОКА < справа свободно >
вправо
КОНЕЦ ПОКА
означает «двигаться вправо до упора», а цикл
ПОКА < снизу свободно >
вниз
КОНЕЦ ПОКА
означает «двигаться вниз до упора»
3) тогда программу можно записать в свободном стиле так:
ПОКА не пришли в угол
двигаться вправо до упора
двигаться вниз до упора
КОНЕЦ ПОКА
где угол – это клетка, в которой есть стенки снизу и справа
4) за каждый шаг внешнего цикла Робот проходит путь в виде «сапога», двигаясь сначала вправо до упора, а затем – вниз до упора:
| → | → | ↓ | |
| ↓ | |||
| ↓ |
клетка, выделенная красным фоном особая – в ней заканчивается один шаг внешнего цикла и начинается следующий:
а) Робот может попасть в эту клетку, двигаясь вниз из клетки, где справа – стенка
б) снизу есть стенка;
в) снизу стенка есть, справа – нет, поэтому будет выполнен еще один шаг внешнего цикла.
5) в клетку F6 (это угол, где Робот остановился), Робот мог придти за один шаг внешнего цикла (за один «сапог») только из отмеченных клеток:
| → | → | → | → | → | ↓ | |
| → | → | ↓ | ||||
| → | → | → | → | → | ||
| A | B | C | D | E | F |
6) теперь отметим красным фоном особые клетки, которые удовлетворяют условиям а-в пункта 4 (см. выше), их всего 2:
| → | → | → | → | → | ↓ | |
| → | → | ↓ | ||||
| → | → | → | → | → | ||
| A | B | C | D | E | F |
7) отметим все пути в форме «сапога», которые приводят в особые клетки:
| → | → | ↓ | ||||
| → | → | ↓ | ||||
| → | → | → | → | → | ↓ | |
| → | → | ↓ | → | → | ↓ | |
| → | → | → | → | → | ||
| A | B | C | D | E | F |
8) больше особых клеток (см. пункт 4) нет; всего отмечено 24 клетки (считая конечную клетку F6)
9) таким образом, правильный ответ – 3.
| Возможные ловушки и проблемы: · нужно помнить, что внешний цикл может выполняться более одного раза; неучет этого обстоятельства приводит к неверному ответу 2 (15 клеток) · важен порядок выполнения внутренних циклов (в данном случае сначала Робот идет вправо, а затем – вниз); при изменении этого порядка изменится и результат, в частности, изменятся условия, определяющие особую клетку |
Еще пример задания:
| A | B | C | D | E | F |
Система команд исполнителя РОБОТ, «живущего» в прямоугольном лабиринте на клетчатой плоскости:
вверх вниз влево вправо.
При выполнении любой из этих команд РОБОТ перемещается на одну клетку соответственно: вверх ↑, вниз ↓, влево ←, вправо →. Четыре команды проверяют истинность условия отсутствия стены у каждой стороны той клетки, где находится РОБОТ: