LED屏幕-第13届蓝桥杯Scratch国赛真题第7题

[导读]：超平老师计划推出Scratch蓝桥杯真题解析100讲，这是超平老师解读Scratch蓝桥真题系列的第23讲。

第13届蓝桥杯青少年组国赛于2022年5月29日举行，形式为在线考试。Scratch分为初级组和中级组，其中初级组面向7~10岁孩子，中级组面向11~14岁孩子。

LED屏幕，本题是第13届蓝桥杯Scratch国赛真题编程第7题，这是中级组的最后一题，初级组没有此题。题目要求考生编程实现在舞台上构造10×10的LED屏幕，在按下空格键的时候，由外到内逐层点亮LED灯。

先来看看题目的要求吧。

题目说明

编程实现：

LED屏幕。

具体要求：

1). 点击绿旗，在舞台中心区域出现由10 x 10方格组成的LED屏幕；

2). 按下空格键，LED屏幕最外环方格全部点亮（方格变为黄色）；

3). LED屏幕每秒向内点亮一层，其它LED灯熄灭；

4). 直到LED灯在最中心点亮2秒；

5). 重复2）、3）、4）要求。

效果预览

在编程之前，先来看看作品的完整效果吧：

思路分析

本题的核心功能有两个：

1). 构造10 x 10的LED屏幕

2). 让LED屏幕由外到内逐层点亮

要构造一个10 x 10的LED屏幕，肯定是离不开Scratch克隆编程了，常规的方法是一排一排的克隆，每排克隆10个，一共克隆10排，代码也比较简单，使用嵌套循环就可以轻松实现。

但是使用逐排的方式来构造LED屏幕，我们将会遇到一个大麻烦，就是无法区分每个LED灯是处于哪一层，从而也就无法逐层控制LED灯的亮灭。

所以我们要改变构造LED屏幕的方式，使用逐层克隆的方式。一个10 x 10的LED屏幕，一共分为5层，我们可以由外到内逐层克隆，也可以由内到外逐层克隆，在克隆的同时，给每个克隆体做一个标记，用来表示所属的层数。一旦我们知道每个LED灯所属的层数，要控制其亮灭就变得非常简单了。

编程实现

本题只有一个角色，就是LED灯，根据上面的思路分析，我们可以分两步来编写程序：

• 逐层克隆，构造10 x 10的LED屏幕
• 按下空格键，逐层点亮LED灯

1. 逐层克隆，构造10 x 10的LED屏幕

一个10 x 10 的LED屏幕，可以分为5层（为方便理解，这里使用了不同颜色方块来表示），如图所示：

由内到外来看，第一层是由4个LED灯构成的正方形，第二层是由12个LED灯构成的正方形，每向外一层，LED灯就增加8个，最外一层是由36个LED灯构成的正方形。

对于正方形来说，我们可以先克隆一条边上的LED灯，然后旋转90度，重复4次这个操作即可，这里的重点是要计算出每一条边上要克隆的LED个数。

处于中心的第一层，每条边只需要克隆一个LED灯，第二层则是3个，三到五层依次是5、7、9，这是一个典型的奇数排列，创建一个变量“层”用于表示第几层，层的取值有1、2、3、4、5，对应每条边要克隆的LED个数为 2 * 层 – 1。

每克隆完一层，本体都会回到该层的第一个LED位置，要克隆下一层，就需要将本体向左向上各移动一个LED的距离。

为了标记每个LED克隆体所处的层数，需要创建一个私有变量“_层数”，并将其值设置为“层”即可，完整的代码如下：

需要说明的是，这里在私有变量的名字前面增加了一个下划线“_”，这不是必须的，但是有了下划线，就可以将私有变量和全局变量区分开来，这是一个良好的编码风格和习惯。

有了克隆体，当克隆体启动时，所有的LED灯都是熄灭状态的，那怎么点亮和熄灭LED灯呢？这是通过切换造型来实现的，LED灯角色有两个造型，如图：

其中，造型1表示熄灭状态，造型2表示点亮状态，如此一来，代码就非常简单了，如图所示：

2. 按下空格键，逐层点亮LED灯

当按下空格键的时候，LED灯从外到内逐层点亮，有了私有变量”_层“，我们就可以很容易地控制每一层的LED灯了。

先从第五层开始，如果LED灯的”_层数“等于5，那就将这些LED灯的造型切换为黄色点亮状态，1秒之后，再判断LED灯”_层数“等于4的情况，一直到最中心的第一层。

如果你仔细思考的话，可以发现这5层的判断逻辑是一样的，唯一不同的是最后一层点亮之后，要等2秒才熄灭。所以，我们可以使用循环来简化，代码如下：

需要注意的是，这里的变量”_次数“是一个私有变量，之所以设置为私有变量，是因为所有的克隆体都会响应”当按下空格键“这个代码块，如果是全局变量的话，那么，变量每一次就不是增加-1了，而是增加-100了。

当然，在实际编程的时候，如果你觉得这个难以理解的话，可以直接写5遍比较的代码，从5开始到1结束。

总结与思考

作为国赛中级组的的最后一题，本题还是挺有难度的，涉及到的知识点主要包括：

• Scratch克隆，重点是克隆的特点及批量克隆的技巧；
• 变量，尤其是私有变量和克隆体的结合使用；
• 造型切换；
• 角色坐标的设置和计算；
• 循环的嵌套用法，可以极大地简化代码；
• 双分支条件指令的使用。

从代码量上来看，本题总共使用了36个积木块，从知识点上来看，涉及到的面也不广，重点是Scratch克隆和私有变量。但在这次国赛中，本题的正确率并不高，这是为什么呢？

究其原因，主要有两个，一是因为题量较大，时间不够用，很多考生根本就来不及做；二是因为本题考察的是创新思维，很多考生都熟练掌握了Scratch克隆技巧，针对常规的批量克隆可以做到手到擒来，但是本题所面临的克隆场景是非常规化的，需要考生具备较强的发散思维、分析能力和创新思维的，而这也正是少儿编程的价值所在。

针对上面的代码，还有一个小问题，就是这里的100个LED灯是慢慢克隆出来的，能不能一瞬间就克隆好呢，你有什么好办法吗，欢迎和我进行交流。

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需要素材和源代码的，可以转到这里，LED屏幕-2022.5.29蓝桥杯国赛第7题。