消除数字球-第15届蓝桥省赛Scratch初级组真题第5题

[导读]：超平老师的《Scratch 蓝桥杯真题解析100讲》已经全部完成，后续会不定期解读蓝桥杯真题，这是Scratch 蓝桥杯真题解析第184讲。

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第15届蓝桥杯省赛已于2024年8月24日落下帷幕，编程题一共有5题，分别如下：

猪八戒落地
游乐场
画西瓜
找不同
消除数字球

消除数字球，本题是2024年8月24日举行的第15届蓝桥省赛Scratch初级组编程第5题，题目要求编程创作一个消除数字球游戏。用鼠标点击任意两个小球，若点击的两个小球上的数字之和为 6，则这两个小球消除，如果没有可以消除的小球，那么游戏结束。

先来看看题目的要求吧。

一.题目说明

编程实现：

消除数字球。

用鼠标点击任意两个小球，若点击的两个小球上的数字之和为 6，则这两个小球消除，如果没有可以消除的小球，那么游戏结束。

具体要求：

1). 点击绿旗，变量“时长” 为0，在舞台的随机位置，瞬间呈现 6个随机数字的小球，如图所示；

2). 所有球不能碰到到舞台边缘，且球之间不能接触；

3). 全部小球呈现后，“时长” 开始每隔1秒增加1；

4). 点击任意两个小球，被点击的小球出现白色边框（表示选中状态），如图所示；

例如：鼠标分别点击舞台下方的数字为 4和 5的小球。

5). 如果选中的两个小球上的数字之和不等于6，则两个小球的白色边框在 0.2秒后消失，如图所示；

6). 如果选中的两个小球上的数字之和等于6，则这两个小球在0.2秒后消失；

7). 重复执行“具体要求” 4)、5)、6)，如果小球已经全部消除或者已经没有可以消除的小球，“时长”不再变化，2秒后程序结束。

评判标准：

6 分：满足"具体要求"中的1）；
10分：满足"具体要求"中的2）；
2 分：满足"具体要求"中的3）；
8 分：满足"具体要求"中的4）；
18分：满足"具体要求"中的5）；
18分：满足"具体要求"中的6）；
18分：满足"具体要求"中的7）。

二.思路分析

本题只有一个角色，就是数字球，如图所示：

不过，数字球的造型比较多，一共有10个，其中前5个是没有选中的数字球造型，如图所示：

后5个是选中的数字球造型，如图：

这是典型的消除小游戏，考查的知识点主要包括克隆技巧、变量、自制积木、事件广播和列表等。

类似的题目在第11届蓝桥杯省赛中出现过，可以参考《对对碰-第11届蓝桥杯 Scratch省赛真题第6题》这篇教程，相比较而言，这道题要求更多，难度更大。

根据题目的描述，我们使用分解思维将作品拆分成如下3个核心部分：

克隆6个数字球球
消除数字球
结束游戏

克隆小球本身比较简单，但是要确保小球不重叠的分布在舞台中，消除小球稍微麻烦一点，主要就是细节的处理。

真正有难度的是最后一步，如何判断游戏结束，这涉及到一个简单的算法---两数之和，接下来我们一一分析。

1. 克隆6个小球

克隆本身是比较简单的，只是这里有一个额外要求，所有球不能碰到到舞台边缘，且球之间不能接触。

这个场景在第14届国赛中的矿工挖宝作品出现过，它要求金块和钻石都不重叠，也不能接触舞台边缘，简章是一模一样，具体详情可以参考《矿工挖宝-第14届蓝桥杯国赛Scratch真题初中级组第4题》这篇教程。

解决这个问题的关键是要学会超平老师总结的一招”借鸡生蛋“。

所谓借鸡生蛋，是指借助其它角色，拖出一个”碰到数字球“的指令，将其复制到数字球角色中，这样就可以在数字球角色中检查是否碰到其他数字球了。

2. 消除小球

每个小球都有两个状态，一个是未选中，一个是已选中，分别对应两个造型。仔细观察数字球造型，不难发现，同一个数字的造型编号相差5，因此，我们可以通过造型编号来区分小球的状态。

消除类游戏有一个非常显著的特点，就是当选中了两个之后才需要处理。一般的解决方案就是使用两个变量分别保存两个角色的信息，在本题中，我们需要保存选中小球对应的数字。

如图所示，定义两个变量”小球1“和“小球2”。

在没有选中任何数字球的时候，它们的值都为0，在点击小球时，如果“小球1”为0，说明当前选中的是第一个数字球，否则就是第二个数字球，相应的将数字球对应的数字保存到两个变量中，同时要改变造型。

一旦选中了两个小球，就需要进行判断了，如果“小球1” + “小球2” = 6，就需要在0.2秒之后删除这两个数字球克隆体，否则就切换造型，恢复到未选中状态，同时别忘了将两个变量重新设置为0。

复原比较简单，麻烦的是如何删除两个选中的数字球，主要是第一个被选中的数字球，在点击第二个数字球的时候，怎么知道哪一个数字球是第一次选中的呢？

最好的办法莫过于使用私有变量ID，每个数字球进行编号，再使用一个变量将第一个选中的数字球编号保存起来，这就是“自私的ID”模型。

当然，这其中还有一些细节，具体实现时再进行分析。

3. 结束游戏

这是本题最难的一点，游戏结束的条件就是所有和为6的小球组（两个一组）都被消除了，这个要怎么计算呢？

这个有点类似于经典的A+B算法问题，通常可以结合列表来解决。

假定生成的数字球有2、5、4、3、2和3，如图所示：

我们将对应的数字保存到”数字球“列表中，同时定义一个变量”成对数量“表示和为6的数字对数量。

我们可以使用如下4个步骤来统计成对数量：

获取列表中的第一项，计算6和第一项的差，将其保存到变量”差“中；
删除列表的第一项；
判断列表中是否存在等于”差“的数字，如果存在，说明存在一组数字和为6，将变量”成对数量“加1，同时删除等于”差“ 的列表项（删除一项即可），如果不存在，则不做处理；
重复上面的3个步骤，直到列表为空。

以上面的”数字球“列表为例来理解这一过程。

初始时，列表中有6个数字，如图：

1). 第一次处理：

获取列表的第1项，其值为2，对应的”差“ = 6 - 2 = 4；
删除第1项，列表只剩下5项，分别为5、4、3、2、3
由于列表中包含4，就将变量”成对数量“加1；
删除值为4的列表项；

经过第一次处理，列表只剩下4项，如下所示：

2). 第二次处理：

获取列表的第1项，其值为5，对应的”差“ = 6 - 5 = 1；
删除第1项，列表只剩下3项，分别为3、2、3；
由于列表中不包含1，不做任何处理；

经过第二次处理，列表只剩下3项，如下所示：

3). 第三次处理：

获取列表的第1项，其值为3，对应的”差“ = 6 - 3 = 3；
删除第1项，列表中只剩下两项，分别为2和3；
由于列表中包含3，就将变量”成对数量“加1；
删除值为4的列表项；

经过第三次处理，列表只剩下1项，如下所示：

4). 第四次处理：

获取列表的第1项，其值为2，对应的”差“ = 6 - 2 = 4；
删除第1项，列表没有任何数据项；
由于列表中不包含4，不做任何处理；

经过第四次处理，列表为空，如下所示：

通过上面的处理，我们可以统计出”成对数量“为2，其实逻辑并不复杂，只是很多孩子不太容易想到这个方法。

一旦知道了成对数量，在消除一对数字球的时候，就可以将变量减1，当变量减到0时，说明游戏结束了。

思路有了，接下来，我们就进入程序实现环节。

三.编程实现

根据上面的思路分析，我们分4步来完成作品：

克隆6个数字球
计时功能
消除数字球
游戏结束

1. 克隆6个数字球

根据前面的思路分析，先定义一个自制积木用于瞬间生成6个数字小球，代码如下：

代码比较简单，强调两点：

1). 定义自制积木时，一定要勾选”运行时不刷新屏幕“选项；

2). _ID必须是私有变量，后面在消除小球时需要用到；

然后在绿旗代码块中，调用自制积木，代码如下：

对于每个克隆体小球，要求所有球不能碰到到舞台边缘，且球之间不能接触。根据前面的分析，需要再定义一个自制积木，代码如下：

之所以要定义成自制积木，是要确保玩家看不到重新随机位置的过程，千万别忘了勾选”运行时不刷新屏幕“选项。

在”当克隆体启动时“指令中调用这个自制积木即可，代码如下：

如此一来，我们就顺利地搞定了要求1)和2)，18分到手了，随机数字球的效果如下：

2. 计时功能

这一步非常简单，创建一个变量”时长“，在绿旗代码中继续编写代码如下：

轻轻松松的2分又到手了，够简单吧。

3. 消除小球

需要定义两个变量”小球1“和”小球2“，分别表示两个选中小球的数字，并在绿旗代码块中初始化为0，如图：

然后就是点击小球的处理，在Scratch编程中，角色点击通常有如下两种实现方式：

使用事件指令”当角色被点击“；
使用侦测指令”角色被点击“；

本题有明确要求要停止游戏，这说明当游戏结束时，不能再点击小球了，显然使用第二种方式更加合理。

使用侦测指令来检测是否点击了克隆体小球，在”当克隆体启动时“代码块中增加如下代码：

代码不少，说明9点：

1). 需要反复检测是否被点击，因此使用循环来处理；

2). 点击克隆体小球时，其实就是按下鼠标，并且克隆体碰到了鼠标指针，这里使用了”等待条件“指令，可以减少嵌套的层数；

3). 为了避免点击一个小球不松开，因此加入了一个”等待按下鼠标不成立“的组合指令，效果更好；

4). 在点击小球时，只有未选中的小球才可以点击，也就是造型编号 < 6的小球才需要处理；

5). 一旦小球被点击，首先需要切换成选中状态，其实就是切换成”造型编号+5“的造型；

6). 如果变量”小球1“为0，说明点击的是第一个数字球，设置”小球1“的值，注意这个值是未选中状态时的数字，因此它等于”造型编号 - 5“；

7). 根据前面的思路分析，第一个被选中的小球需要记录下来，因此将其编号ID保存到变量”第一个小球“中，这个变量需要提前准备好；

8). 如果”小球1“不为0，说明当前选中的是第二个数字球，设置变量”小球2“的值，和小球1一样，它等于”造型编号 - 5“，即未选中时的数字；

9). 如果点击的是第二个小球，因此需要处理这两个小球，为了方便讲解，这里使用了一个自制积木”处理一组小球“，这个不是必须的，但是当代码较多时，用自制积木不失为一个好方法。

如何处理一组小球呢，继续编写自制积木如下：

当两个小球的数字和为6时，需要删除两个数字球，第一个被选中的数字球在接受到“消除“广播时，需要删除自己，代码如下：

当两个小球的数字和不等于6时，需要复原，对应的代码如下：

代码不难，强调3个细节：

1). 为了确保代码执行顺序，这里使用了”广播并等待“指令，尤其是消除两个小球时；

2). 不管是删除还是复原，都需要将变量”小球1“和”小球2“重新设置为0；

3). 当消除两个数字球时，成对数量相应的减1，提前创建好这个变量，后面还会用到；

到这里，不知不觉我们已经完成了题目要求的第4)、5)、6)项，这3项加起来的分数是44分，有一定的难度，但也没有想象中的那么复杂。

4. 结束游戏

根据前面的分析，需要借助列表来统计成对数量，先创建一个列表“数字球”，将其初始化为空。

克隆数字球时，将每个数字球的造型编号加入列表，在克隆体随机造型时增加一行指令，如下：

再定义一个自制积木来统计成对数量，代码如下：

在上面的思路分析中，已经进行了详细讲解，这里就不再啰嗦了。

在绿旗代码块中，调用自制积木，如下：

一共增加了3个指令，强调两点：

1). 一定要记得先清空列表；

2). 在调用自制积木之前等待了0.1秒，是确保列表中的数据已经全部就绪；

最后就是结束游戏了，当变量“成对数量”变为0时，就可以停止脚本了。

我们可以单独的写一段代码，也可以将计时的循环改成条件循环，相对来说，后者会更好一些。

修改代码如下：

对应的，在接收“结束”消息时，停止脚本，代码如下：

这里并没有直接使用“停止全部脚本”指令，是确保没有消除的小球还显示在舞台上，如果停止全部脚本，那么所有的克隆体都会消失，效果要差一点。

至此，整个作品就创作好了，是时候来测试自己的作品啦。

四.总结与思考

本题是初级组编程部分第5题，分数为80分，积木块数量100个左右，涉及到的知识点主要包括：

克隆编程；
自制积木；
私有变量；
事件广播机制；
列表及相关处理；

作为本次初级组省赛的第5题，也是压轴题，难度较大，完成时间30分钟左右。本题的难点有3个，一是如何确保生成的数字球不能相互重叠，二是如何消除和为6的数字小球，三是如何统计成对数量。

关于第一个问题，超平老师总结了一个“借鸡生蛋”的编程小技巧，在历届蓝桥杯比赛中，至少已经出现了3次。第一次是14届国赛中的《矿工挖宝》作品，第二次是2024年1月28日STEMA测评中的《栽花》作品，这是第三次。

关于第二个问题，其实有很多类似的作品，除了11届省赛中的《对对碰》作品，超平老师的编程课中，也有不少同类型作品。

比如，甲骨文解密作品，如图：

再比如，数学记忆翻牌游戏，如图：

所以说，在平时学习的过程中，要尝试创作各种不同的作品，见多识广嘛。

第三点，如何统计成对数量是最难的，但是如果你仔细查看题目需求，发现只一步只有18分，从考试策略的角度来讲，完全可以不要嘛。

你把其它的全部做好做对，一等奖肯定就到手了，如果还有时间，再来研究研究，你说呢？

你还有什么好的方法吗，非常欢迎您和超平老师交流分享。

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