Karel机器人学Java

1、卡雷尔机器指令集2013年3月10日12:51卡雷尔机器人指导文档：卡雷尔基本动作指令：move() 要求卡雷尔向前推进一步。当一堵墙挡在卡雷尔面前的时候，卡雷尔不能响应 move()这个命令。turnLeft() 要求卡雷尔向左转90度（逆时针转动）。pickBeeper() 要求卡雷尔捡起街角上的蜂鸣器，把这个蜂鸣器放到它的蜂鸣器收藏包里，这个包可容纳无限多的蜂鸣器。除非这个蜂鸣器恰好在卡雷尔所在的街角上，卡雷尔不能响应这个pickBeeper()命令。putBeeper() 要求卡雷尔从蜂鸣器收藏包里拿出一个蜂鸣器，放在卡雷尔所在的街角上。除非卡雷尔的蜂鸣器收藏包里有蜂鸣器，卡雷尔不能响

2、应这个putBeeper()命令。卡雷尔的这些命令，不能自己自动执行。在卡雷尔可以执行这些命令之前，你需要先把它们写在一个卡雷尔程序里。需要特别注意的是，这几个命令对卡雷尔的行为进行了限制。如果卡雷尔试图做些非法的举动，像穿墙或者捡起一个不存在的蜂鸣器，一个错误就发生了。在这时，卡雷尔会显示一条错误的信息，同时拒绝执行剩余的命令。卡雷尔控制语句：1. 条件语句。条件语句是指在程序里这样一些语句，只有当特定的条件成立了，才会被执行。在卡雷尔编程里，你可以使用 “if”来指定条件语句。a. “if的条件形式If(条件检测)只有当条件满足时才会执行的语句 b. if的扩展形式If(条件检测)只有当条

3、件满足时才会执行的语句 else 只有当条件不满足时才会执行2. 迭代语句。迭代语句是指在一个程序里，某些语句需要被反复执行，程序员称这个为“循环”。卡雷尔支持两种不同的迭代语句。“for”语句用于当你想按预定的次数重复执行一组命令的时候，“while”语句用于当你想在某些条件满足时，重复执行一组命令的时候a. ”for的语法for(int i=0;icount;i+)重复执行的语句这里的count是一个整数，指需要重复的次数。b. While的语法While(条件检测)重复执行的语句3. 卡雷尔可以判断的环境条件（一共九组十八个判断方法，两两相对）测试条件相反的测试条件判断的内容frontI

4、sClear() 前面无墙返回肯定值frontIsBlocked() 面前被档返回肯定值面前是否有墙leftIsClear() 左面无墙返回肯定值leftIsBlocked() 左面被档返回肯定值左面是否有墙rightIsClear() 右面无墙返回肯定值rightIsBlocked() 右面被档返回肯定值右面是否有墙beepersPresent() 所在位置有方块返回肯定值noBeepersPresent() 所在位置无方块返回肯定值所在位置是否有方块beepersInBag() 包里目前有方块返回肯定值noBeepersInBag() 包里目前无方块返回肯定值包里是否有方块facingNo

5、rth() 面朝北返回肯定值notFacingNorth() 没有面朝北返回肯定值是否面朝北facingEast() 面朝东返回肯定值notFacingEast() 没有面朝东返回肯定值是否面朝东facing South 面朝南返回肯定值notFacingSouth 没有面朝南返回肯定值是否面朝南facingWest 面朝西返回肯定值notFacingWest 没有面朝西返回肯定值是否面朝西基本动作指令编程演进2013年3月27日16:28卡雷尔基本动作指令：import stanford.karel.*;public class StoneMasonKarel extends SuperKa

6、rel / You fill in this part/* * 检起正上方的方块并返回起点 * * 首先卡雷尔机器人左转（turnLeft）并向正前方移动（move）到方块的位置捡起方块（pickBeeper） * 卡雷尔机器人捡完方块后返回原点：2次右转（turnRight），移动了4步回到原点后左转1次 */public void run() turnLeft();move();move();move();pickBeeper();move();pickBeeper();turnRight();turnRight();move();move();move();move();turnLeft

7、();卡雷尔控制语句条件语句的引用：import stanford.karel.*;public class StoneMasonKarel extends SuperKarel / You fill in this part/* * 检起正上方的方块并返回起点 * */public void run() /卡雷尔机器人左转turnLeft();/条件设定：执行PickBeepersAndMove指令4次for (int i=0;i4;i+)PickBeepersAndMove();/卡雷尔机器人右转2次turnRight();turnRight();/条件设定：向正前方移动4次，以返回起点f

8、or (int i=0;i4;i+)move();/卡雷尔机器左转还原成初如状态turnLeft();/* * 设定PickBeepersAndMove指令集 * 判断当前位置是否有方块，如果有捡起方块然后前移1步，如果没有就直接前移1步 */public void PickBeepersAndMove()if(beepersPresent()pickBeeper();move();elsemove();if(beepersPresent()pickBeeper();习题一 基本指令2013年4月2日13:24任务要求：本任务主要练习基本动作指令的使用。1. 移动到方块所在位置2. 捡起方块3

9、. 回到初始位置任务代码：使用基本的动作指完成任务。需要确定卡雷尔机器人到达方块位置的走法、方向及卡雷尔机器人回到原点的走法、方向。以下为代码正文：import stanford.karel.*;public class CollectNewspaperKarel extends SuperKarel / You fill in this partpublic void run() /移动到方块所在位置move();move();turnRight();move();turnLeft();move();/捡起方块pickBeeper();/返回到原点turnLeft();turnLeft();

10、move();move();move();turnRight();move();turnRight();习题二 修复拱门2013年4月2日13:42任务要求：卡雷尔被雇去修复1989 年大地震对斯坦福大方院造成的损坏。补全支撑拱门石头（当然还是用菱形方块表示），如左图所示。规则： 卡雷尔的初始位置位于第一列、第一行，面向东，携带无限的支撑石（灰色方块）； 每隔三列有一个支撑柱，分别位于第一、五、九和十三列，依此类推； 最后一个支撑柱右侧紧贴一堵墙，本题中，墙壁紧贴第十三列右侧，但无论有多少组支撑柱，你的程序都应该能正确运行； 每组支撑柱顶端为墙体，但卡雷尔不知道每个支撑住是否只有5 块石头，也

11、不知道是否所有的支撑柱都等高。 有些支撑柱中的石头并未完全缺损，你的程序不能在已有石头的位置再次置放。任务代码：import stanford.karel.*;public class StoneMasonKarel extends SuperKarel /* * 逐个检查柱子，没有方块的补齐，检查完成后返回到原点。 */public void run() while (notFacingWest() CheckStoneMason();NextStoneMason();Return();/* * CheckStoneMason开始 * 从下往上检查StoneMason，如果没有方块的补全，完

12、成后回到StoneMason底部 */private void CheckStoneMason() if (facingEast() turnLeft();if (noBeepersPresent() putBeeper();while (facingNorth() if (noBeepersPresent() putBeeper(); else if (frontIsClear() move();if (noBeepersPresent() putBeeper();if (frontIsBlocked() turnAround();while (frontIsClear() move();/

13、CheckStoneMason结束/* * NextStoneMason开始 * 到达下一个柱子 * （如果左边无阻碍，即为还有下一个柱子需要Check；如果左边有阻碍，则说明当前柱子为最后一个柱子，右转，准备返回） */private void NextStoneMason() if (leftIsClear() turnLeft();for (int i=0;i4;i+) move();turnLeft(); else turnRight();/NextStoneMason结束/* * Return开始 * Rteurn到原点 */private void Return() while (

14、facingWest() if (frontIsBlocked() turnAround(); else while (frontIsClear() move();turnAround();/Return结束执行结果：思路：过程：Karel检查柱子完成后到达下一个柱子所有柱子检查完成返回原点1. CheckStoneMason：由于本任务中需要检查和放置的方块为直线摆放，柱子的高度不固定，每Check完成一个柱子都返回到柱子的底部。2. 柱子位置的定位规则：本任务中，每隔三列有一个支撑柱，分别位于第一、五、九和十三列，依此类推。“for (int i=0;i4;i+)”的使用就是为了匹配这一规

15、则。3. 控制方向：a. 根据柱子位置的定位规则，要到达下一个柱子，就需要保证向东前进4步；b. CheckStoneMason返回到柱子底部后，为面向南，NextStoneMason通过判断左侧是否存在阻碍，来确定是否需要继续检查下一个柱子；c. 左侧存在阻碍，则NetStoneMason判断当前位置为最后一个柱子。这时向右转，CheckStoneMason完成；if (leftIsClear() turnLeft();for (int i=0;i4;i+) move();turnLeft(); else turnRight();d. Return判断面向西则为CheckStoneMason

16、完成，这时Return回到原点。习题三 将空白矩形变成跳棋板2013年4月3日13:46任务参考信息： 需要保证卡雷尔能在各种规格的棋盘上正确执行操作； 界面在初始状态下没有任何内墙或灰色方块； 界面不一定是正方形，但你可以假设它的长宽相等； 另外一个需要考虑的特殊情况是长或宽为1执行结果：import stanford.karel.SuperKarel;public class Chessboard extends SuperKarel public void run() if (frontIsBlocked() OneRank(); else while (frontIsClear() C

17、heckChessboard();private void CheckChessboard() while (frontIsClear() if (noBeepersPresent() move();putBeeper(); else if (frontIsClear() move();if (noBeepersPresent() if (frontIsClear() move();putBeeper(); else if (frontIsClear() move();NextLine();private void OneRank() if (frontIsBlocked() if (righ

18、tIsBlocked() turnLeft(); else turnRight();while (frontIsClear() if (noBeepersPresent() move();putBeeper(); else if (frontIsClear() move();if (noBeepersPresent() if (frontIsClear() move();putBeeper(); else if (frontIsClear() move();private void NextLine() if (frontIsBlocked() if (facingEast() turnLef

19、t(); else turnRight();if (frontIsClear() if (beepersPresent() move();if (rightIsBlocked() turnLeft(); else turnRight(); else move();putBeeper();if (rightIsBlocked() turnLeft(); else turnRight();import stanford.karel.SuperKarel;public class Chessboard extends SuperKarel / You fill in this partpublic

20、void run() if (frontIsBlocked() OneRank(); else while (frontIsClear() CheckChessboard();private void CheckChessboard() while (frontIsClear() if (noBeepersPresent() putBeeper();move(); else if (frontIsClear() move();if (noBeepersPresent() if (frontIsClear() move();putBeeper(); else if (frontIsClear()

21、 move();NextLine();private void OneRank() if (frontIsBlocked() if (rightIsBlocked() turnLeft(); else turnRight();while (frontIsClear() if (noBeepersPresent() move();putBeeper(); else if (frontIsClear() move();if (noBeepersPresent() if (frontIsClear() move();putBeeper(); else if (frontIsClear() move(

22、);private void NextLine() if (frontIsBlocked() if (facingEast() turnLeft(); else turnRight();if (frontIsClear() if (beepersPresent() move();if (rightIsBlocked() turnLeft();move(); else turnRight();move(); else move();putBeeper();if (rightIsBlocked() turnLeft(); else turnRight();习题四 在第一行的中央放置一个方块2013

23、年4月4日15:30任务参考信息： 卡雷尔的起始位置是第一列第一行，面朝东，携带了无限的灰色方块； 界面在初始状态下没有任何内墙或灰色方块； 界面不一定是正方形，但你可以假设它的长宽相等。你还可以参考如下信息简化过程： 如果界面的宽是奇数，卡雷尔必须把灰色方块放置在中间的位置；如果是偶数，卡雷尔可以把灰色方块放在中间的两个位置中的任意一个。 程序运行结束时卡雷尔的朝向不作要求。执行结果：import stanford.karel.SuperKarel;public class A1 extends SuperKarel / You fill in this partpublic void ru

24、n() while (frontIsClear() move();putBeeper();pickBeeper();turnAround();move();while (beepersPresent() KeralPickBeepers();if (noBeepersPresent() putBeeper();while (notFacingEast() turnRight();/private void KeralPickBeepers() if (beepersPresent() pickBeeper();move();while (beepersPresent() & frontIsCl

25、ear() move();turnAround();move();/思路：要找到中央位置可以采用结绳对折取中点的方法，即是在直线方向上布满方块，然后从两端向中间各取一个方块向中间汇聚，最后停留的位置即为中间点。习题五 在任意矩形的正中央放置一个方块2013年4月14日17:36任务参考信息： 卡雷尔的起始位置是不确定，方向不确定，携带了无限的灰色方块； 界面在初始状态下没有任何内墙，卡雷尔起始位置没有方块，但是不确定其他位置是否存在方块及存在的数量； 界面不一定是正方形，但你可以假设它的长宽相等。你还可以参考如下信息简化过程： 如果界面的宽是奇数，卡雷尔必须把灰色方块放置在中间的位置；如果是偶

26、数，卡雷尔可以把灰色方块放在中间的两个位置中的任意一个。 程序运行结束时卡雷尔的朝向不作要求。执行结果：import stanford.karel.*;public class CenterPutBeepers extends SuperKarel public void run() /先通过转动方向来确定前方没有阻碍while (frontIsBlocked() turnLeft();/* * 判断左、右是否有阻碍（如果有阻碍则为单行或单列）： * 左、右同时有阻碍则执行PutBeepers和CheckBeepers，执行完成后，Karel停留的位置为中央点，放置一个方块； * 左或者右没有

27、阻碍则判断是否向东，不是则转向东。向东无阻碍则执行PutBeepers和CheckBeepers，执行完成后，Karel停留的位置为中央点，放置一个方块； * 接下来判断左或右的阻碍，如果没有则向该方转，然后执行PutBeepers和CheckBeepers，执行完成后，Karel停留的位置为中央点，放置一个方块。 */if (leftIsBlocked() & rightIsBlocked() PutBeepers();CheckBeepers();putBeeper(); else while (noBeepersPresent() if (facingEast() if (frontIs

28、Clear() PutBeepers();CheckBeepers();putBeeper(); else turnAround();PutBeepers();CheckBeepers();putBeeper(); else turnLeft();if (beepersPresent() if (leftIsClear() turnLeft(); else if (rightIsClear() turnRight();if (beepersPresent() if (frontIsClear() PutBeepers();CheckBeepers();putBeeper();/完成后Karel转向东while (notFacingEast() turnLeft();/* * PubBeepers开始 * 首先移动到尽头，然后开向