PALMA junior, Programovanie, ALgoritmy, MAtematika, súťaž pre mladých programátorov v jazykoch Imagine Logo a Python

	PALMA junior

Úloha o stupnici digitálneho teplomera

Autorské riešenie
[stiahni imp : py]

Počet riešiteľov: 28 / 31 = 90%
Úspešnosť riešenia: 3,2 / 6 = 53%

Riešenie úlohy môžeme rozdeliť na dve časti:

vykreslenie dielikov teplomera,
vykreslenie hodnôt hraničných teplôt.

Poďme najprv vyriešiť zjednodušenú verziu prvej podúlohy - vykreslenie jednofarebných dielikov teplomera s hodnotami teplót od 34.0 °C do 42.0 °C s krokom 0.1 °C so zadanou dĺžkou vykreslených dielikov a zadaným rozstupom medzi dielikmi.

Pri vykresľovaní dielikov od dolnej po hornú hranicu teploty, si treba uvedomiť, že vykreslíme spolu horná - dolná + 1 dielikov. Je to podobne ako pri počítaní prstov od prveho po piaty prst, že počet medzier medzi prstami je 5 - 1, ale počtov prstov je o jeden viac ako počtu medzier medzi prstami, t. j. (5 - 1) + 1 = 5.

Procedúra kresliDieliky0 v jazyku Imagine Logo môže vyzerať nasledovne:

;Imagine Logo

viem kresliDieliky0 :dlzka :rozstup
  preČísla "t [34.0 42.0 0.1] [
    peroDolu
    dopredu :dlzka
    dopredu -:dlzka
    peroHore
    vpravo 90
    dopredu :rozstup
    vpravo -90
  ]
  vpravo -90
  dopredu ((42.0 - 34.0) * 10 + 1) * :rozstup
  vpravo 90
koniec

A funkcia kresliDieliky0 v jazyku Python môže vyzerať, napr. takto:

# Python

def kresliDieliky0(dlzka, rozstup):
    '''
    Vykresli dieliky teplomera od 34.0 do 42.0 stupnov so zadanou dlzkou

    :param dlzka: dlzka ciary dielika teplomera
    :type dlzka: float
    :param rozstup: dlzka rozstupu medzi ciarami dielikov teplomera
    :type rozstup: float
    :rtype: None
    '''
    for t in range(340, 420 + 1):
        kor.down()
        kor.forward(dlzka)
        kor.forward(-dlzka)
        kor.up()
        kor.right(90)
        kor.forward(rozstup)
        kor.right(-90)
    kor.right(-90)
    kor.forward((420 - 340 + 1) * rozstup)
    kor.right(90)

V zadaní úlohy máme však vykresliť farebné dieliky s farbou závislou od hodnoty.

digitalny teplomer

V riešení tejto prvej podúlohy do cyklu vložíme príkaz vetvenia. V riešení jazyka Imagine Logo doplníme tri do seba vnorené príkazy ak2. V riešení jazyka Python doplníme príkaz viacnásobného vetvenie pomocou konštrukcie if - elif - else.

Procedúra kresliDieliky v jazyku Imagine Logo môže vyzerať nasledovne:

;Imagine Logo

viem kresliDieliky :dlzka :rozstup
  preČísla "t [34.0 42.0 0.1] [
    ak2 :t > 38.5 [
      ;horúčka
      nechFarbaPera "červená
    ][
      ak2 :t > 37.0 [
        ;zvýšená teplota
        nechFarbaPera "oranžová
      ][
        ak2 :t > 36.0 [
          ;normálna teplota
          nechFarbaPera "zlta
        ][
          ;podchladenie
          nechFarbaPera "zelena
        ]
      ]
    ]
    peroDolu
    dopredu :dlzka
    dopredu -:dlzka
    peroHore
    vpravo 90
    dopredu :rozstup
    vpravo -90
  ]
  vpravo -90
  dopredu ((42.0 - 34.0) * 10 + 1) * :rozstup
  vpravo 90
koniec

Funkcia kresliDieliky v jazyku Python môže vyzerať, napr. takto:

# Python

def kresliDieliky(dlzka, rozstup):
    '''
    Vykresli dieliky teplomera od 34.0 do 42.0 stupnov so zadanou dlzkou

    :param dlzka: dlzka ciary dielika teplomera
    :type dlzka: float
    :param rozstup: dlzka rozstupu medzi ciarami dielikov teplomera
    :type rozstup: float
    :rtype: None
    '''
    for t in range(340, 420 + 1):
        if t > 385:
            #horúčka
            kor.color('red')
        elif t > 370:
            #zvýšená teplota
            kor.color('orange')
        elif t > 360:
            #normálna teplota
            kor.color('yellow')
        else:
            #podchladenie
            kor.color('green')
        kor.down()
        kor.forward(dlzka)
        kor.forward(-dlzka)
        kor.up()
        kor.right(90)
        kor.forward(rozstup)
        kor.right(-90)
    kor.right(-90)
    kor.forward((420 - 340 + 1) * rozstup)
    kor.right(90)

Druhá podúloha je celkom ľahká, potrebujeme sa presunúť na hodnoty hraničných teplôt a vypísať ich na obrazovku.

Pritom si musíme uvedomiť rozdiel medzi jazykmi Imagine Logo a Python, lebo v Imagine Logo korytnačka je štandardne nasmerovaná na sever a výpis hodnôt do plochy je pod korytnačkou. V jazyku Python je korytnačka štandardne nasmerovaná na východ a výpis hodnôt do plochy je nad korytnačkou.

Procedúra kresliCisla v jazyku Imagine Logo môže vyzerať nasledovne:

;Imagine Logo

viem kresliCisla :dlzka :rozstup
  peroHore
  nechFarbaPera "cierna
  dopredu :dlzka / 2
text "34.0

vpravo 90
dopredu ((36.0 - 34.0) * 10 * :rozstup)
vpravo -90
text "36.0

vpravo 90
dopredu ((37.0 - 36.0) * 10 * :rozstup)
vpravo -90
text "37.0

vpravo 90
dopredu ((38.5 - 37.0) * 10 * :rozstup)
vpravo -90
text "38.5

vpravo -90
dopredu ((38.5 - 34.0) * 10 * :rozstup)
vpravo 90
dopredu -:dlzka / 2
koniec

Funkcia kresliCisla v jazyku Python môže vyzerať, napr. takto:

# Python

def kresliCisla(dlzka, rozstup):
    '''
    Vypise hranicne teploty 34.0, 36.0, 37.0 a 38.5 stupna 
    na poziciu 30% dlzky dielika teplomera

    :param dlzka: dlzka ciary dielika teplomera
    :type dlzka: float
    :param rozstup: dlzka rozstupu medzi ciarami dielikov teplomera
    :type rozstup: float
    :rtype: None
    '''
    kor.up()
    kor.color('black')
    kor.forward(dlzka / 2)
    kor.write(34.0)

    kor.right(90)
    kor.forward((360 - 340) * rozstup)
    kor.right(-90)
    kor.write(36.0)

    kor.right(90)
    kor.forward((370 - 360) * rozstup)
    kor.right(-90)
    kor.write(37.0)

    kor.right(90)
    kor.forward((385 - 370) * rozstup)
    kor.right(-90)
    kor.write(38.5)

    kor.right(-90)
    kor.forward((385 - 340) * rozstup)
    kor.right(90)
    kor.forward(-dlzka / 2)

Napokon v jazyku Imagine Logo napíšeme procedúru kresli, ktorá vyvolá procedúry kresliDieliky a kresliCisla:

;Imagine Logo

viem kresli :dlzka :rozstup
kresliDieliky :dlzka :rozstup
kresliCisla :dlzka :rozstup
koniec

V jazyku Python na začiatku výsledného programu importujeme modul turtle, doplníme funkciu kresli bez výstupov, ktorá vyvolá funkcie kresliDieliky, kresliCisla:

# Python

import turtle
kor = turtle.Turtle()
plocha = turtle.Screen()

def kresliDieliky(dlzka, rozstup): ...

def kresliCisla(dlzka, rozstup): ...

def kresli(dlzka, rozstup):
    '''
    Nakresli stupnicu teplomera aj s vyznacenim hranicnych hodnot.

    :param dlzka: dlzka ciary dielika teplomera
    :type dlzka: float
    :param rozstup: dlzka rozstupu medzi ciarami dielikov teplomera
    :type rozstup: float
    :rtype: None
    '''
    kresliDieliky(dlzka, rozstup)
    kresliCisla(dlzka, rozstup)

kor.speed(0)
kor.left(90)
kor.hideturtle()
kresli(50, 4)
plocha.mainloop()

Táto súťažná úloha je zameraná na použitie stratégie riešenia problému rozdelenie problému do podproblémov, na prácu s procedúrami (resp. funkciami bez výstupov) s parametrami, príkazmi opakovania a viacnásobného vetvenia, príkazmi korytnačej grafiky, na presný výpočet počtu dielikov na základe počtu hodnôt hraničných teplôt.

Vaše zaujímavé riešenia a najčastejšie chyby

Do riešenia tejto úlohy pre kategóriu PROFÍK sa zapojilo 28 z 38 prihlásených tímov. Všetkých 28 tímov riešilo úlohu v jazyku Imagine Logo. Jazyk Python si nevybral na riešenie žiaden tím. Celkový priemer úspešnosti odovzdaných riešení bol 3,2 bodu z maximálneho počtu 6 bodov (53,0% úspešnosť).

V riešeniach sme zaregistrovali nasledovné nedostatky:

iba jeden tím (ZuzanaKE) použil pri vykresľovaní parameter (dĺžku dielika), ostatné tímy vykresľovanli dieliky s pevnou dĺžkou a pevným rozstupom dielikov,
v piatich riešeniach súťažiaci použili aj príkazy korytnačej aj karteziánskej grafiky,
v štyroch riešeniach súťažiaci nastavovali farbu pera v tele cyklu (neefektívne) namiesto jedného nastavenia farby pera pred cyklom,
nepresné vykresľovanie dielikov, napr. nedodržanie hornej hranice 42.0 °C, nepresné počty dielikov v oblastiach určenými hraničnými hodnotami teplôt,
nepresné vykreslenie hodnôt teplôt, napr. len na základe odhadu pozície alebo pomocou textových polí.

Štyri tímy z kategórie expert, ktoré riešili túto úlohu si nevšimli, že úloha je určená len pre kategóriu profík. Podľa pravidiel súťaže sme im nemohli za túto úlohu udeliť žiaden bod.

PALMA junior

Úloha o stupnici digitálneho teplomera