Herhaalde uitvoering

Bepaalde en onbepaalde lussen

Herhaalde uitvoeringZoals in de echte wereld worden ook in een programma vele acties herhaaldelijk uitgevoerd.

Voorbeeld: * echte wereld: een machine in een autofabriek maakt elke dag 250 identieke autodeuren. * programma: een schietspelletje toont om de 5 seconden een schietschijf op het scherm totdat het spel gedaan is. In een programma worden acties herhaaldelijk uitgevoerd door éénzelfde instructie of methode meerdere keren na elkaar uit te voeren.

Oefening (bunnyHop)

Een konijn sluipt een tuin binnen en wil een stukje broccoli eten. Daartoe moet het konijn meerdere keren naar de broccoli toe springen.

Gebruik de methode ‘hop’ van het object ‘bunny’

Een oplossing

Do in order: bunny.turn to face brocollibunny.hopbunny.hopbunny.hopbunny.hopbunny.hopbunny.hopbunny.hopbunny.hop

Herhaalde uitvoering

Meerdere keren dezelfde instructie na elkaar zetten is enigzins tijdrovend en nogal onoverzichtelijk

De programmacode wordt langer en langer

We zouden liever de instructie slechts 1 keer moeten opschrijven en het programma vertellen dat die instructie een aantal keer herhaald moet worden

In Alice kan dit met de loop-instructie

Herhaling : counted loopDe loop instructie is een alternatieve manier om repetitieve code te schrijven.

Counted loop = ‘tellende lus’Herhaalt instructies een bepaald (‘geteld’) aantal keer

Oefening

Idem als de vorige oefening, maar nu met gebruik van de loop-instructie.

Belangrijk:De loop-instructie voert de code in zijn blok een bepaald aantal keer uit, gespecifieerd door een tellerDe waarde van de teller moet geheel en positief zijn (negatieve waarde -> lus voert niet uit)De code in het blok van de loop kan een enkele instructie zijn of een blok instructies (dus ook if-else, do together, …)Het gebruik van een loop-instructie

bespaart tijd is overzichtelijker

Oneindige herhaling: demo

Het aantal keer dat een lus loopt, kan ook oneindig zijn (= ‘infinity’)

Als “Infinity times” is geselecteerd voor een lusteller, betekent dit dat de lus zal blijven uitvoeren tot wanneer het programma gestopt wordt.

Demonstratie Carrousel

Complexere lusconstructies

Zoals reeds vermeld kan de code binnen een lus eender welke instructie of blok instructies zijn

Het is dus ook mogelijk om een lus binnen een andere lus te plaatsen

We noemen dit ‘geneste lussen’ (nested loops): de binnenste lus is ‘genest’ binnenin de buitenste lus

Oefening (ferrisWheel)

Het grote rad (doublewheel) draait in wijzerszin, terwijl de 2 kleine wielen (wheel1 en wheel2) in tegenwijzerszin draaien. De kleine wielen moeten 2 keer ronddraaien voor elke omwenteling van het grote wiel. Laat het grote rad 5 keer draaien.

Geneste lussenMerk op:

De binnenste lus loopt volledig voor elke iteratie van de buitenste lus.

Als de buitenste lus 5 keer loopt en de binnenste lus 2 keer, dan zal de binnenste lus in totaal 10 keer uitgevoerd worden.

Stel de teller van de buitenste lus in op 1, en die van de binnenste lus op 2. Wat zie je?

Een functie als teller

Een waarde voor de teller van een lus kan bepaald worden door een functie!

De loop-instructie rondt het teruggekregen getal (‘return value’) van de functie automatisch (naar beneden) af naar een geheel getal.

Oefening: pas de bunnyHop wereld aan zodat de teller van de lus bepaald wordt door een functie.

Onbepaalde herhaalde uitvoering

Tot dusver hebben we enkel situaties gezien waarbij we weten hoeveel keer de instructie(s) binnen de lus moeten worden uitgevoerd (eventueel bepaald door een functie)Er zijn echter ook situaties waar het feit of de instructie(s) herhaald worden, afhankelijk is van een voorwaarde (= conditie)We weten dus niet op voorhand hoeveel keer de lus moet uitgevoerd worden, al wat we weten is dat er herhaling nodig isDaarom noemen we dit onbepaalde herhalingVoorbeeld: Zolang ik niet op school ben, blijf ik verder fietsen

Onbepaalde herhaling

In programma’s waarin het aantal keer dat een actie herhaald moet worden niet gekend is (=onbepaald), kan men 2 soorten controlemechanismen gebruiken:

de While-instructie

recursie

We gaan verder in op de while-instructie

Werking van een while-lus

Het algemene principe: Zolang een bepaalde conditie waar is

voer instructie(s) uit

Om een while-instructie te schrijven, moeten we dus weten wat de voorwaarde is die bepaalt of de lus blijft draaien

While-lus

De voorwaarde is een Booleaanse conditie (net als bij de if-instructie), die telkens opnieuw wordt geëvalueerd: is de conditie waar, dan worden de instructies in de lus uitgevoerd; is de conditie niet waar, dan worden de instructies in de lus overgeslagenZolang de conditie waar blijft, zal de lus dus blijven draaien; als de conditie vals wordt, stopt de lus. Daarom wordt de conditie ook soms een ‘guard’ of bewaker genoemd. De conditie ‘bewaakt’ als het ware de lus.while = conditionele herhaling Syntax: (in Alice)

while <conditie><instructies>

Oefeningen

Pas de bunnyHop wereld aan zodat het konijn naar de broccoli toespringt zolang het konijn verder dan een halve meter verwijderd is van de broccoli. Gebruik hiervoor een while-lus.

Een achtervolging: een haai zit een visje achterna. Het visje probeert te vluchten maar de haai haalt het in en uiteindelijk wordt het visje opgegeten.

Probleem

Hoe laten we de haai de vis achtervolgen? De haai mag het visje niet onmiddellijk vangen want dan is er geen achtervolging De vis moet vluchten

Oplossing: We laten de haai een korte afstand naar de vis toe zwemmen en tegelijkertijd de vis een korte afstand van de haai wegzwemmenDe vis zal naar een willekeurige (maar dichtbije) plaats vluchtenZolang de vis verder dan 0.5 meter verwijderd is van de haai, herhalen we bovenstaande stappen.

Oefening: chase

Schrijf een verhaalbord uit

Splits op in verschillende logische delen (via methoden)

Implementeer in Alice, aangenomen dat de haai elke keer 0.4 meter vooruit zwemt

het visje elke keer maximum 0.2 meter vooruit zwemt, en zijwaarts en verticaal ook maximum 0.2 meter uitwijkt

Hint: gebruik de randomMotion methode van goldfish

Opmerking

We zijn zeker dat de lus zal eindigen want de haai beweegt elke keer 0.4 meter vooruit terwijl de vis maximum 0.35 meter van de haai weg kan bewegen

0.20.2

0.20.35

Algemene regel

Een while-loop is normaalgezien eindig, en moet dus zo geschreven worden:

de instructies in de lus moeten de toestand van de wereld zodanig veranderen dat de conditie waarvan de while-loop afhangt, uiteindelijk vals wordt

Een while-loop kan ook oneindig zijn, dit betekent dat zijn conditie nooit vals wordt

while true is equivalent aan loop infinity

Het Begin-During-End event

In een while-lus wordt een actie herhaald zolang een bepaalde conditie waar is

Soms willen we dat een actie wordt uitgevoerd wanneer de conditie vals wordt en de loop eindigt

Wanneer later de conditie terug waar wordt, moet alles opnieuw uitgevoerd worden

Alice heeft hier een speciale constructie voor: het begin-during-end event

BDE event oefening

Een konijn is gestrand op een eiland na een vliegtuigramp, en een helikopter komt het konijn redden. De helikopter cirkelt rond het eiland. We willen nu dat het konijn naar de helikopter kijkt wanneer die zich voor het konijn bevindt. Bovendien willen we dat het konijn ernaar blijft kijken (en dus zijn hoofd draaien) zolang de helikopter zich vóór hem bevindt. Tenslotte willen we ook dat het konijn terug naar de camera kijkt wanneer de helikopter uit zicht verdwenen is. (wereld : lost)

BDE event

Events -> create new eventSelecteer ‘while something is true’Vul de booleaanse conditie inSpecifieer (de nodige) acties:

begin: wat moet er gebeuren wanneer de conditie waar wordt (1 keer per loop) during: wat moet er gebeuren tot wanneer de conditie vals wordt (meerdere keren per loop) end: wat moet er gebeuren wanneer de conditie vals wordt (1 keer per loop)

In sommige situaties zijn niet alle acties nodig, dan laten we dat deel gewoon leeg.