Scratch做個計算器

計算器大家都用過，今天我們用Scratch編寫一個計算器程序。它可以計算兩個數(shù)之間的加減乘除運算，還有清除鍵C。點擊所有按鈕有音效，當(dāng)輸入錯誤時還有錯誤音效提示（如圖1）。

1. 素材準(zhǔn)備

為了方便，數(shù)字按鈕0～9和清除鍵C我們使用Scratch內(nèi)置的數(shù)字和字母角色。運算符號是在Scratch里手工繪制的。這個程序只完成了計算器的最基本功能，沒有考慮美化工作，為了美觀可以導(dǎo)入更好看的按鈕角色。

2. 算法分析及設(shè)置變量

程序中需要的變量是根據(jù)算法需求來設(shè)置的。我們在編寫程序前需要分析算法，同時確定必要的變量，在程序編寫過程中如果發(fā)現(xiàn)需要添加臨時變量時再臨時添加。

我們從1+2=3這個基礎(chǔ)算式開始分析，這個算式中除了等號外的每個塊實際計算時都可能發(fā)生變化，所以都需要一個單獨變量存儲，這就確定了主要變量有：“X、Y、運算符、答”。（如圖2）。

3. 觀察程序運行圖（如圖1），運算過程和結(jié)果的顯示是通過大字顯示的變量實現(xiàn)的，需要一個“顯示信息”變量，作為計算器的顯示屏。這個變量需要勾選顯示，并在舞臺中右鍵設(shè)置為大字顯示（如圖3）。

4. 分析正常運算時的操作步驟，先輸入前數(shù)X，再輸入運算符，接著輸入后數(shù)Y，點等號計算結(jié)果。

那么怎樣判斷輸入的數(shù)字是需要存入前數(shù)X還是后數(shù)Y呢，這就需要一個記錄是否已經(jīng)輸入運算符的變量“判斷前后數(shù)字”，變量在程序開始時為0，當(dāng)點擊某個“運算符號”角色時，將這個變量設(shè)為1。之后輸入的任意數(shù)字就存入Y直到點擊“等于”角色（如圖4）。

5. 在測試程序時我發(fā)現(xiàn)有個Bug。當(dāng)點擊“等于”計算出結(jié)果后，再點擊數(shù)字會在結(jié)果后繼續(xù)輸入數(shù)字。

為了解決這個問題，我額外添加了一個變量，用來判斷是否已經(jīng)點過“等號”了。這個變量是“等待清除指示”，初始化時設(shè)為0，點擊“等號”后設(shè)為1。然后除了復(fù)位鍵C和等號外的所有角色再添加一層判斷，如果“等待清除指示=0”那么開始正常執(zhí)行，否則意味著已經(jīng)有計算結(jié)果無需執(zhí)行并播放報錯音。

6. 程序初始化和復(fù)位鍵C

在程序開始時需要對這些變量賦值。

無論前數(shù)X、后數(shù)Y還是答案初始值都不能是0，因為輸入的數(shù)字和結(jié)果可能就是0。為了給程序判定這些值處于初始狀態(tài)，我們給它們一個英文作為初始值，就用電腦報的簡稱“cpcw”吧，其實任意英文都可以。

“顯示信息”初始時應(yīng)該什么都不顯示，所以刪除其中的數(shù)字設(shè)定為“空”。

這些初始值在清除鍵C上編程設(shè)置，因為程序開始和計算完按C鍵重置時都需要這樣初始化，所以同樣的語句在點擊綠旗和點擊角色時都需要執(zhí)行一次（如圖5）。

這里我們?yōu)樽兞抠x值為空是一個重要的知識點，請注意體會。

7. 數(shù)字角色編程

以數(shù)字鍵1為例，為0到9的數(shù)字鍵編程。完全編寫好1之后，直接拖動代碼塊到另外的角色上（這個角色會抖動）放開就可以復(fù)制代碼到同類角色上了。

點擊數(shù)字1時，需要將數(shù)字1顯示出來并根據(jù)當(dāng)前情況將數(shù)值1賦值給前數(shù)X或后數(shù)Y。

如果“判斷前后數(shù)字=0”成立，說明還沒有輸入過運算符，現(xiàn)在點擊的數(shù)字都需要賦值給前數(shù)X。在賦值給前數(shù)X時，判斷“X=cpcw”是否成立，成立說明X還是第一次賦值，需要先給X賦值為“空”。如果X里已經(jīng)有數(shù)值，需要將1添加到X的末位。并顯示X（如圖6）。

否則賦值給后數(shù)Y（如圖7）。

在完成基礎(chǔ)功能后，外層再添加條件判斷“等待清除指示=0”，等于0說明沒有點擊過等號可以執(zhí)行，否則停止執(zhí)行并播放錯誤提示音E Elec Bsaa。避免計算出結(jié)果后還可以輸入數(shù)字的Bug（如圖8）。

提示音需要在聲音中找E Elec Bsaa并添加。拖放操作可以復(fù)制給其他需要用到這個錯誤提示音的角色。

由于需要判斷的情況很多，在實際編寫過程中代碼是在完成基礎(chǔ)賦值和顯示功能后不斷完善的，所以后續(xù)的情況判斷就一層層包裹在核心功能之外了?？雌饋斫Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可以拆開一部分一部分的理解。

將1的代碼塊通過拖放操作復(fù)制給其他數(shù)字角色，修改圖7中標(biāo)紅圈的3個位置為相應(yīng)數(shù)字即可。這三處表示賦值給X、Y和顯示信息末位。

8. 運算符角色編程

當(dāng)點擊運算符號后，把“判斷前后數(shù)字”賦值為1，表示已經(jīng)輸入了運算符號，這樣以后再按數(shù)字會把數(shù)值賦給后數(shù)Y。

根據(jù)點擊符號不同，為變量“運算符”賦值“+、-、×、÷”。

以加號為例，運算符號總是在后數(shù)Y之前輸入，所以判斷當(dāng)“Y=cpcw”也就是后數(shù)Y還沒有輸入的情況下，修改顯示信息的值為“連接‘顯示信息和‘+”。否則后數(shù)已經(jīng)輸入播放錯誤提示音（如圖9）。

9. 等號編程

點擊等號后，將“等待清除指示”設(shè)為1，表示已經(jīng)執(zhí)行過運算了，不能再繼續(xù)輸入數(shù)字了。

判斷如果“答=cpcw”表示，變量“答”處于初始狀態(tài)。可以進行后續(xù)計算，根據(jù)不同的運算符號判斷執(zhí)行相應(yīng)的運算過程。否則發(fā)出錯誤提示音。

以加法為例，點擊等號后，根據(jù)“運算符=+”判定需要進行加法運算，將“答”設(shè)為“X+Y”的結(jié)果。

將“顯示信息”設(shè)為“‘顯示信息和‘=”，把等號加入顯示屏。

將“顯示信息”設(shè)為“‘顯示信息和‘答”，把加法計算結(jié)果加入顯示屏。

其他運算方式以此類推。

10. 測試和優(yōu)化

回顧我編寫這個計算器的過程，更多的精力花在了處理各種不按套路輸入引發(fā)的各種錯誤，俗稱的找Bug上面了。

我先編寫了數(shù)字1和加號和等號加法的部分，很快就實現(xiàn)了1+1=2的基本計算和正常顯示。

然后開始各種胡亂點擊測試異常，并解決測試過程中遇到的Bug。基本改好之后才復(fù)制代碼給其他數(shù)字和符號，開始下一輪測試。

比如沒有輸入前數(shù)X就可以輸入加號或已經(jīng)輸入后數(shù)Y之后還可以繼續(xù)點加號，導(dǎo)致計算結(jié)果錯誤。解決辦法就是添加“X=cpcw不成立”且“運算符=0”的判斷，表示已經(jīng)輸入了X且沒有輸入運算符。添加“Y=cpcw”的判斷，表示后數(shù)Y還沒有輸入。只有這些條件都成立時，才允許輸入運算符號。

又比如在計算出結(jié)果后還可以輸入數(shù)字的Bug。解決辦法就是加入了一個新的變量“等待清除指示”記錄是否已經(jīng)點擊過等號。這個解決辦法引入了新的變量，是不是還可以在不引入新變量的基礎(chǔ)上更巧妙地解決還需要更多的思考。

雖然表面上只是程序中的一條判斷或一個輔助變量，但那背后都是為了解決Bug掉的頭發(fā)啊，我禿了也變強了。

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