Robot Karol: Aufräumen (rundherum)

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Version 1: Aufräumen rundherum

Rundherum Aufräumen

Beim Bauen der Schwimmbäder haben wir schon gesehen: Wir wollen, dass unser Roboter Karol ja möglichst intelligent wird. Er sollte im Kapitel 1 (Version 3) sich auf unterschiedliche Raumgrößen selber einstellen können und entscheiden, wie er sich an die neuen Umstände richtig anpasst.

Im wirklichen Leben (denken wir an das autonome Fahren) kommen noch viel mehr Unwägbarkeiten dazwischen. Ein anderes Auto fährt uns in die Parade! Unerwartete Hindernisse stehen im Weg ...

Karol soll trotzdem sein Schwimmbad bauen. Lassen wir für's Erste mal Ziegelsteine im Weg liegen. Dann kann Karol ja nicht einfach draufziegeln! Wir erwarten, dass Karol die Hindernisse zuerst aus dem Weg räumt und dann erst zu bauen beginnt. Das Bewegen in einer schlampigen Welt, in der wir uns bewegen können und aufräumen müssen, können wir in folgendem Code organisieren. Das ist schon fast sowas, wie eine Programmbibliothek.

Karol kennt jetzt: GeheBisZurWand, GeheRundHerum, Räume, RäumeBisZurWand, RäumeRundHerum

5 neue Befehle, die Karol versteht. Wir werden für eine bestimmte Aufgabe nicht immer alle Befehle benutzen, aber laden sie trotzdem immer als unseren Sprachschatz mit herein. Im Hauptprogramm können wir dann einfach immer benutzen, was grade anfällt:

Tipp: Standardmäßig lädt das Programm Aufräumen_1.kdp auch die Welt Aufräumen_1.kdw ins Programm. Da liegen nur einzelne Ziegel herum. Karol wird damit fertig. Aber probier' mal Aufräumen_1a.kdw ins Programm zu laden (Welt >>> Öffne Welt). Da liegen ganze Müllstapel rum. Aber auch damit wird Karol fertig!

Anweisung GeheBisZurWand solange NichtIstWand tue Schritt *solange *Anweisung
Anweisung GeheRundHerum wiederhole 4 mal GeheBisZurWand LinksDrehen *wiederhole *Anweisung
Anweisung Räume solange IstZiegel tue Aufheben *solange *Anweisung
Anweisung RäumeBisZurWand solange NichtIstWand tue Räume Schritt *solange *Anweisung
Anweisung RäumeRundHerum wiederhole 4 mal RäumeBisZurWand LinksDrehen *wiederhole *Anweisung

RäumeRundherum

Jetzt geht's ans's Bauen! :-)

Version 2: Jetzt wird - nach eventuellem Aufräumen vorher - ein Schwimmbad gebaut

Erst Aufräumen -
dann Schwimmbad bauen!

Ihr seht: Es sind nur zwei zusätzliche Anweisungen aus Kapitel 1 nötig und unser Karol kann jetzt schon:
GeheBisZurWand, GeheRundHerum, Räume, RäumeBisZurWand, RäumeRundHerum, ZiegleBisZurWand, ZiegleRundherum

Anweisung GeheBisZurWand solange NichtIstWand tue Schritt *solange *Anweisung
Anweisung GeheRundHerum wiederhole 4 mal GeheBisZurWand LinksDrehen *wiederhole *Anweisung
Anweisung Räume solange IstZiegel tue Aufheben *solange *Anweisung
Anweisung RäumeBisZurWand solange NichtIstWand tue Räume Schritt *solange *Anweisung
Anweisung RäumeRundHerum wiederhole 4 mal RäumeBisZurWand LinksDrehen *wiederhole *Anweisung
Anweisung ZiegleBisZurWand solange NichtIstWand tue Hinlegen Schritt *solange *Anweisung
Anweisung ZiegleRundherum wiederhole 4 mal ZiegleBisZurWand LinksDrehen *wiederhole *Anweisung

RäumeRundherum
wiederhole 2 mal ZiegleRundHerum *wiederhole

Aber: Ist es nicht unrealistisch, dass Karol all die Steine tragen kann? Eventuell bekommst Du sogar Fehlermeldungen, dass er das nicht kann. Das kannst Du unter Einstellungen >>> Karol einstellen: Ob er beliebig viel tragen kann oder ob er eine Maximalzahl an Ziegeln hat, jenseits derer ihn das Schmalz verlässt! Also ...

In der nächsten Version legen wir die Ziegel einfach links ab, dann muss er lediglich einen Ziegel immer schleppen. Das wird er ja wohl können! ...

Version 2: Mit Wiederholungen alles einfacher, flexibler und übersichtlicher gestalten

Mit Wiederholungen alles einfacher, flexibler und übersichtlicher gestalten

Wie kann ich Karol lernen, dass er sich an die Raumgröße anpasst?

Sieh' Dir mal das Programm unten genau an! Es hat dieselbe Wirkung, wie der "irre" Befehlstext oben. Ist er nicht 10x einfacher zu verstehen, 10x übersichtlicher? Du kannst offensichtlich auch Befehle hintereinander schreiben statt nur immer untereinander. Dadurch werden auch Sinn-zusammenhängende "Codeschnipsel" leichter erkennbar.

Außerdem musst Du nur eine Zahl ändern, wenn Karol die Strecke nicht 4x sondern vielleicht 10x oder 200x gehen und ziegeln soll.

Aber: Karol geht immer stur 4x nach vorne, Kann also nur 5x5 Schwimmbäder bauen. Wenn man aber vorher nicht weiß, wie groß das Grundstück des Kunden ist, sollte man sagen können: Gehe und ziegle sooft wie nötig - also bis zur gegenüber liegenden Wand ...!!!

wiederhole 4 mal
  Hinlegen Schritt
  Hinlegen Schritt
  Hinlegen Schritt
  Hinlegen Schritt
  LinksDrehen
*wiederhole

Version 3: Wiederholungen an veränderte Bedingungen anpassen + Mit Anweisungen Karol zur Selbstständigkeit erziehen

Mit Wiederholungen alles einfacher, flexibler und übersichtlicher gestalten

Karol kann mit Bedingungen die Umgebung abfragen. Zum Beispiel gibt es die Bedingung IstWand. Schreibt man diesen Ausdruck im Programmtext, dann schaut Karol, ob vor ihm eine Wand ist. Die Bedingung NichtIstWand schaut, ob vor ihm keine Wand - also frei ist.

Die Wiederholung:

solange NichtIstWand tue
   Schritt
*solange

wiederholt dann den Befehl Schritt, solange vor ihm frei ist! - Bingo! :-)

Nicht alles immer wieder sagen - Anweisungen definieren:
Man sollte Karol nicht immer wieder anschaffen müssen, was es heißt, bis zur Wand zu gehen. Wir lernen ihm einmal, wie das geht, bis zur Wand zu gehen, wir erstellen sozusagen einen eigenen neuen Befehl:

Anweisung GeheBisZurWand
 solange NichtIstWand tue
    Schritt
 *solange
*Anweisung

Und schon weiß Karol, was es heißt: GeheBisZurWand. Ab da kann man den neuen Befehl benutzen, um Karol immer neue Befehlte zu erteilen.

Anweisung GeheRundherum
 wiederhole 4 mal
    GeheBisZurWand LinksDrehen
 *wiederhole
*Anweisung

Am Ende müssen wir Karol nur noch sagen: GeheRundherum

Das komplette Programm lautet dann:

Anweisung GeheBisZurWand
 solange NichtIstWand tue
    Schritt
 *solange
*Anweisung

Anweisung GeheRundherum
 wiederhole 4 mal
    GeheBisZurWand LinksDrehen
 *wiederhole
*Anweisung

GeheRundherum

Aber: Karol baut ja noch nix ...

Aber: Karol muss ja nur noch einen Stein ablegen, bevor er in der Anweisung GehBisZurWand weitergeht ...

Version 4: Ein beliebig hohes Schwimmbad in einem beliebig großen Raum bauen (lassen)...

Bingo

Anweisung ZiegleBisZurWand
  solange NichtIstWand tue
     Hinlegen Schritt
  *solange
*Anweisung

Anweisung ZiegleRundherum
  wiederhole 4 mal
     ZiegleBisZurWand LinksDrehen
  *wiederhole
*Anweisung

//Hauptprogramm
wiederhole 5 mal
   ZiegleRundherum
*wiederhole