Rýchlokurz micro:bit/08 Počítadlo

← Predchádzajúca lekcia | ⌂ Obsah kurzu | Nasledujúca lekcia →

Čo sa naučíte

používať premennú na uchovanie stavu programu,
meniť jednu premennú z viacerých častí programu,
čo sú globálne a lokálne premenné a prečo Python potrebuje slovo global.

Vysvetlenie: premenná ako pamäť programu

Usporiadateľ pri vchode do sály drží v ruke mechanické počítadlo a pri každom návštevníkovi stlačí tlačidlo. Naprogramujeme jeho elektronickú verziu. Tlačidlo A pripočíta návštevníka, tlačidlo B ho odpočíta (ak niekto odišiel) a obe tlačidlá naraz počítadlo vynulujú.

Kľúčová je tu premenná pocet. Doteraz sme premenné používali hlavne na pohodlné nastavenie hodnoty. Teraz premenná slúži ako pamäť: uchováva informáciu, ktorá vzniká počas behu programu a ktorú by sme inak nemali kde uložiť. Hodnota premennej v danej chvíli sa nazýva stav programu.

Premennú budú meniť tri rôzne obsluhy udalostí a čítať ju bude cyklus forever. Všetky štyri časti programu teda musia pracovať s tou istou premennou. Preto ju vytvoríme mimo nich, na najvyššej úrovni programu. Takáto premenná sa nazýva globálna a je dostupná z celého programu. Naopak premenná vytvorená vnútri funkcie je lokálna: existuje len počas vykonávania danej funkcie a zvonku o nej nikto nevie.

Program: počítadlo návštevníkov

Program v blokoch...

JavaScriptPython

let pocet = 0
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    pocet += 1
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    if (pocet > 0) {
        pocet += -1
    }
})
input.onButtonPressed(Button.AB, function () {
    pocet = 0
})
basic.forever(function () {
    basic.showNumber(pocet)
})

pocet = 0

def on_button_pressed_a():
    global pocet
    pocet += 1
input.on_button_pressed(Button.A, on_button_pressed_a)

def on_button_pressed_b():
    global pocet
    if pocet > 0:
        pocet += -1
input.on_button_pressed(Button.B, on_button_pressed_b)

def on_button_pressed_ab():
    global pocet
    pocet = 0
input.on_button_pressed(Button.AB, on_button_pressed_ab)

def on_forever():
    basic.show_number(pocet)
basic.forever(on_forever)

Ako to funguje

Program má jasne rozdelené úlohy:

obsluhy udalostí menia stav (hodnotu premennej pocet),
cyklus forever stav neustále zobrazuje.

Žiadna obsluha sa nemusí starať o displej a zobrazovanie sa nemusí starať o tlačidlá. Takéto rozdelenie programu na nezávislé časti, ktoré spolu komunikujú cez spoločný stav, je veľmi užitočný návyk. Aj veľké programy sa skladajú z častí, ktoré majú každá jednu jasnú úlohu.

Obsluha tlačidla B obsahuje podmienku: počet sa zníži, len ak je väčší ako nula. Záporný počet návštevníkov nedáva zmysel. Takejto kontrole sa hovorí ošetrenie hraničného prípadu a dobrý program ju má všade, kde môže vzniknúť nezmyselný stav.

Zápis pocet += -1 je to isté ako pocet = pocet - 1. MakeCode takto prekladá blok change pocet by -1. Bežnejší zápis je pocet -= 1, oba sú správne.

Prečo je v Pythone slovo `global`?

Python má pravidlo: ak funkcia do premennej niečo priraďuje, považuje ju za lokálnu, teda za novú premennú, ktorá existuje len vnútri funkcie. Bez riadku global pocet by si napríklad obsluha oboch tlačidiel príkazom pocet = 0 vytvorila vlastnú lokálnu premennú pocet, vynulovala by ju a globálne počítadlo by zostalo nezmenené. V obsluhe tlačidla A by bez global vznikla chyba, pretože pocet += 1 sa snaží čítať lokálnu premennú, ktorá ešte nemá hodnotu. Riadok global pocet hovorí: „v tejto funkcii myslím tú globálnu premennú pocet“.

Funkcia on_forever slovo global nepotrebuje, pretože premennú len číta a nič do nej nepriraďuje. JavaScript tento problém rieši inak: premenná deklarovaná slovom let na najvyššej úrovni je automaticky dostupná vo všetkých funkciách. MakeCode pri preklade z blokov doplní global automaticky, ale pri písaní textom naň musíte myslieť sami.

Časté chyby

Nastavenie pocet = 0 v cykle forever. Počítadlo by sa neustále nulovalo.
Chýbajúci global v Pythone. Niekedy vznikne chyba, ale pri obyčajnom priradení (napr. pocet = 0) program nič nehlási, len nefunguje správne. Takéto chyby sa hľadajú najťažšie.
Pomalé zobrazenie. Viacciferné číslo sa posúva po displeji niekoľko sekúnd. Stlačenia tlačidiel sa počas toho započítajú, ale nové číslo sa ukáže až po dobehnutí predchádzajúceho.

Úlohy

Vyskúšajte v textovom zobrazení Pythonu zmazať riadok global pocet v obsluhe oboch tlačidiel (A+B). Funguje ešte nulovanie? Vysvetlite prečo. Potom to isté skúste v obsluhe tlačidla A a porovnajte, ako sa MakeCode zachová.
Sála má kapacitu 20 miest. Upravte obsluhu tlačidla A tak, aby pri plnej sále počet nezvýšila, ale zobrazila ikonu No.
Doplňte do cyklu forever podmienku: ak je sála plná, zobrazí sa namiesto čísla ikona Skull, inak číslo.
(len V2) Pri každom novom návštevníkovi nech micro:bit krátko pípne. Použite blok z kategórie Music.