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圖解編程:從編程基礎到Scratch項目實踐 讀者對象:中學生、大學非計算機專業(yè)學生、一線科學教師、家長等。
本書以大家熟知的“俄羅斯方塊游戲”為載體,介紹如何從大到小、從總體到局部地完成項目的分解和設計,介紹了如何給一個模塊功能繪制流程圖,如何編寫程序、調試程序等。在項目完成的過程中,學生能夠對用到的指令和編程技巧進行重點學習,實現讓知識服務于問題解決,服務于學生的能力提升。本書緒論部分綱領性地介紹了編程的全過程,幫助學生建立起整體概念。第1章簡要介紹了圖形化編程軟件Scratch 的工作界面。從第2章開始,先提出項目(游戲),學生通過描述游戲功能、確定游戲規(guī)則等來理解項目;接著通過設計角色、分解角色動作、抽象項目模塊等,對游戲進行整體設計,并以此為依據,準備各種素材;然后進入編程實現階段,從實現一個方塊的隨機出現、下落、移動、切換造型,到多個方塊出現、滿行消行、得分統(tǒng)計等,從易到難,循序漸進,逐步完成游戲的設計、編程、調試、完善和優(yōu)化與迭代。
陶雙雙,于東北師范大學教育技術學專業(yè)碩士畢業(yè),具有深厚的計算機編程知識基礎,在多個核心期刊上發(fā)表多篇信息技術相關文章,多門課程獲得市級、區(qū)級獎項。
緒論 認識編程全過程.......................................................... 1
一 什么是編程? ........................................................................2 (一)什么是程序? ..............................................................2 (二)編程基本過程 ..............................................................3 二 如何學習編程? ....................................................................6 (一)學習算法設計 ..............................................................6 (二)學習編程語言 ..............................................................9 (三)學習數據結構 ............................................................10 (四)了解內存結構 ............................................................13 本章小結 ......................................................................................16 問與答 ..........................................................................................16 第一章 初識Scratch 編程................................................. 19 1.1 Scratch 介紹 ........................................................................20 1.1.1 Scratch 簡介 ...........................................................20 1.1.2 編程熱身 ................................................................20 1.2 Scratch 基本約定 ................................................................22 1.2.1 位置約定 ................................................................22 1.2.2 方向約定 ................................................................23 1.2.3 讀取位置和方向數值的指令 ................................26 1.3 Scratch 流程控制 ................................................................27 1.3.1 順序結構 ................................................................27 1.3.2 選擇結構 ................................................................27 1.3.3 循環(huán)結構 ................................................................30 本章小結 ......................................................................................32 問與答 ..........................................................................................32 第二章 《俄羅斯方塊游戲》需求分析..................................33 2.1 構思游戲功能 .....................................................................34 2.1.1 廣泛借鑒 ................................................................34 2.1.2 形成想法 ................................................................35 2.2 確定游戲規(guī)則 .....................................................................36 2.2.1 描述游戲功能 ........................................................36 2.2.2 確定游戲規(guī)則 ........................................................37 2.3 游戲角色分析 .....................................................................38 2.3.1 方塊角色分析 ........................................................38 2.3.2 其他角色分析 ........................................................39 2.3.3 呈現分析結果 ........................................................41 2.4 認識角色造型 .....................................................................42 2.4.1 角色造型 ................................................................42 2.4.2 造型中心點 ............................................................43 本章小結 ......................................................................................48 問與答 ..........................................................................................48 第三章 《俄羅斯方塊游戲》總體設計..................................49 3.1 游戲總體設計 .....................................................................50 3.1.1 功能模塊設計 ........................................................50 3.1.2 人機交互設計 ........................................................51 3.2 基本元素設計 .....................................................................54 3.2.1 界面設計 ................................................................55 3.2.2 造型設計 ................................................................56 3.2.3 變量設計 ................................................................56 3.2.4 變量類型 ................................................................57 本章小結 ......................................................................................62 問與答 ..........................................................................................62 第四章 《俄羅斯方塊游戲》素材準備..................................63 4.1 繪制游戲界面 .....................................................................64 4.1.1 繪制說明界面 ........................................................64 4.1.2 繪制網格界面 ........................................................67 4.1.3 建立結束界面 ........................................................74 4.2 建立角色造型 .....................................................................75 4.2.1 繪制L 造型 ...........................................................75 4.2.2 建立其他方塊 ........................................................77 本章小結 ......................................................................................80 問與答 ..........................................................................................80 第五章 編程實現——方塊隨機出現..................................... 81 5.1 方塊對齊網格 .....................................................................82 5.1.1 界面切換 ................................................................82 5.1.2 方塊設置 ................................................................84 5.2 方塊隨機出現 .....................................................................87 5.2.1 關聯(lián)知識 ................................................................87 5.2.2 編程實現 ................................................................89 本章小結 ......................................................................................93 問與答 ..........................................................................................93 第六章 編程實現——方塊逐格下落.....................................95 6.1 正常速度下落 .....................................................................96 6.1.1 分析與設計 ............................................................96 6.1.2 關聯(lián)知識 ................................................................97 6.1.3 編程實現 ................................................................99 6.1.4 運行程序 ..............................................................100 6.2 改變下落速度 ...................................................................103 6.2.1 分析與設計 ..........................................................103 6.2.2 關聯(lián)知識 ..............................................................103 6.2.3 編程實現 ..............................................................107 6.2.4 程序段復用 ..........................................................108 本章小結 .................................................................................... 110 問與答 ........................................................................................ 110 第七章 編程實現——左右移動及造型切換........................... 111 7.1 方塊左右移動 ................................................................... 112 7.1.1 分析和設計 .......................................................... 112 7.1.2 編程實現 .............................................................. 113 7.1.3 測試程序 .............................................................. 115 7.2 方塊造型切換 ................................................................... 116 7.2.1 分析與設計 .......................................................... 116 7.2.2 編程實現 .............................................................. 118 7.3 程序綜合測試 ................................................................... 119 7.3.1 造型越界問題 ......................................................120 7.3.2 CPU 執(zhí)行過程 .....................................................121 本章小結 ....................................................................................126 問與答 ........................................................................................126 第八章 編程實現——下一個方塊出現................................ 127 8.1 方塊下落的穿越問題 .......................................................128 8.1.1 分析和設計 ..........................................................128 8.1.2 編程實現 ..............................................................130 8.2 下一個方塊出現 ...............................................................134 8.2.1 分析與設計 ..........................................................134 8.2.2 編程實現 ..............................................................135 8.3 下一個方塊預先顯示 .......................................................137 8.3.1 分析與設計 ..........................................................137 8.3.2 編程實現 ..............................................................137 8.3.3 測試程序 ..............................................................139 本章小結 ....................................................................................142 問與答 ........................................................................................142 第九章 編程實現——判斷滿行與消行................................ 143 9.1 判斷滿行 ...........................................................................144 9.1.1 滿行特點 ..............................................................144 9.1.2 檢查過程分析 ......................................................145 9.1.3 編程實現 ..............................................................146 9.2 消除滿行 ...........................................................................148 9.2.1 動畫實現原理 ......................................................149 9.2.2 消行過程分析 ......................................................150 9.2.3 流程設計 ..............................................................153 9.2.4 編程實現 ..............................................................158 本章小結 ....................................................................................160 問與答 ........................................................................................160 第十章 項目功能擴展.......................................................161 10.1 統(tǒng)計得分和計時 .............................................................162 10.1.1 統(tǒng)計得分 ............................................................162 10.1.2 計時功能 ............................................................163 10.1.3 進度條遞減 ........................................................166 10.2 游戲暫停和結束 .............................................................169 10.2.1 游戲暫停/ 繼續(xù) .................................................169 10.2.2 游戲結束 ............................................................171 10.3 其他功能實現 .................................................................173 10.3.1 添加聲音效果 ....................................................173 10.3.2 視頻偵測控制 ....................................................175 本章小結 ....................................................................................178 問與答 ........................................................................................179 第十一章 項目測試與完善.................................................181 11.1 方塊卡住問題解決 ..........................................................182 11.1.1 原因分析 ............................................................182 11.1.2 問題解決 ............................................................183 11.2 程序優(yōu)化提高性能 ..........................................................185 11.2.1 執(zhí)行次數分析 ....................................................185 11.2.2 運行時間驗證 ....................................................187 11.2.3 綜合分析選用 ....................................................188 11.3 “編程畫網格”方案 ......................................................189 11.3.1 繪制標準網格 ....................................................189 11.3.2 邊界處理及消行 ................................................191 11.3.3 常用調試技巧 ....................................................193 本章小結 ....................................................................................195 問與答 ........................................................................................195 附錄A 繪制腦圖............................................................. 196 一 繪制思維導圖 ....................................................................196 二 繪制流程圖 ........................................................................197 附錄B 矢量圖和位圖...................................................... 199
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