Basic - вводный курс

Год бесплатного ТО BMW - Диски на BMW. Диски с доставкой на дом. лодочные моторы спб


Случайные числа

В процессе изучения циклических алгоритмов уместно рассказать о генерации случайных чисел программным путем. При кажущейся простоте получить случайные числа не так легко. Попробуйте продиктовать своему другу 100 цифр. В идеале каждая из них должна бы повториться по теории вероятности около 10 раз, но у каждого человека встречаются какие-то пристрастия к тем или иным цифрам и в ряду из сотни цифр не будет абсолютной случайности. Получить на компьютере случайные числа тоже было нелегко, но в конце концов это удалось. В качестве основы для создания какой-либо последовательности случайных чисел служат показания встроенного в компьютер таймера. А поскольку они в каждый момент времени различны, то мы и получаем великое множество практически неповторяющихся случайных чисел в заданном диапазоне.
Случайные числа нужны прежде всего в компьютерных играх, чтобы обеспечить непредсказуемость игры для человека. Кроме того, они используются в учебных задачах и моделировании различных математических, физических и других процессов на компьютере.
Итак, новый оператор rnd.
Чтобы получать случайные числа, вы прежде всего должны инициировать процесс генерации последовательности случайных чисел компьютером при помощи оператора randomize timer. Он указывается в программе только один раз и сообщает компьютеру, что надо создавать случайные числа, беря за основу показания таймера.
Затем, чтобы получить из этой последовательности какое-либо значение, мы должны использовать оператор rnd(n), который выдает случайное число в диапазоне от 0 до 1. Минимальное полученное число будет 0,0000001, а максимальное 0,9999999. В качестве N может служить любое целое или действительное число. Этот параметр также влияет на выбор компьютером случайных чисел. Например, программа
RANDOMIZE TIMER X=RND(1) ? X

может вывести на экран число 0,367423, а может 0.0034289, а может 0,8912314. Каждый раз при запуске программы мы будем видеть новое значение.
Но часто встает проблема получения случайных чисел в заданном диапазоне. Как это сделать, мы рассмотрим на примерах.

Моделирование бросания монеты

Нам необходимо при каждом запуске программы случайным образом получать либо число 0 ("решка"), либо 1 ("орел"). Если мы будем просто брать целую часть от полученного при помощи rnd(N) случайного числа, то всегда будем получать 0.
Попробуем умножить rnd(N) на 2. В результате имеем числа от 0,0000002 до 1,9999998. Если мы теперь будем брать целую часть, то как раз и получим 0 или 1. Программа выглядит следующим образом:

CLS
RANDOMIZE TIMER
X=INT(RND(1)*2)
IF X=0 THEN ? "У вас выпала решка" ELSE ? "У вас выпал орел"

Моделирование бросания игрального кубика

Казалось бы надо пойти по уже проторенному пути первого примера и, раз нам надо получить цифры от 1 до 6, просто умножить rnd(N) на 6. Но, если разобраться, то обнаружится, что при этом мы будем получать числа в диапазоне от 0,0000006 до 5,9999994. Взятая целая часть даст нам числа от 0 до 5. На 6 никак не выходим. Хорошо, умножим на rnd(N) 7. Тогда получим числа от 0,0000007 до 6,9999993. Теперь получается 6, но нам ведь совсем не нужен 0. Что же делать? Очень просто — умножаем на 6 и прибавляем 1!

CLS
RANDOMIZE TIMER
X=INT(RND(1)*6)+1
? X

Так как в дальнейшем нам придется часто сталкиваться с заданиями, требующими использование случайных чисел, то необходимо потренироваться.
Напишите операторы для получения случайных целых чисел в интервалах.
171. От 1 до 10.
172. От -5 до +5.
173. От 10 до 20.
174. От 50 до 100.
175. От -35 до 65.
Применим теперь оператор случайных чисел на практике и, как всегда, для наглядности начнем с графики.

Программа "Звездное небо"

Изобразим звездное небо пятьюстами белыми точками на черном фоне. Координаты каждой из точек должны быть в пределах по X от 0 до 640 и по Y от 0 до 350.

SCREEN 9 RANDOMIZE TIMER FOR N =1 TO 500
X=INT(RND(1)*641)
Y=INT(RND(1)*351)
PSET(X, Y) , 15 NEXT N

Здесь число 500 в заголовке цикла указывает на количество "звезд". Можете поэкспериментировать, изменяя этозначение.
А теперь мы хотим нарисовать разноцветные "звезды".
Добавим для этого перед pset оператор случайных чисел для цвета

C=INT(RND(1)*16)

а в самом операторе pset вместо цвета 15 укажем цвет с, и можем наслаждаться разноцветными "звездами".
Но давайте уж доведем дело до конца. Ведь при использовании оператора c=INT(RND(1) *16) у нас будет получаться и 0 — черный цвет, т. е. на черном фоне своеобразные "черные дыры". Давайте избежим и этого, заставив компьютер при получении 0 не брать его в расчет, пока не получится другой цвет:

SCREEN 9
RANDOMIZE TIMEP
FOR N =1 TO 500 X=INT(RND(1)*641) Y=INT(RND(1)*351) 1: C=INT(RND(1)*16) IF C=0 THEN 1 PSET(X, Y) , С
NEXT N

Co звездным небом разобрались. Теперь задания.
176. Когда-то на петербургском 5-м канале была скандально известная информационная программа "600 секунд" с телеведущим Александром Невзоровым. Начиналась она с заставки, где экран телевизора покрывался сеткой разноцветных отрезков прямых линий со случайными координатами концов (рис 1.43). Попробуйте воспроизвести эту заставку и покажите ее своим старшим родственникам или друзьям. Это навеет на них воспоминания.

Рис. 1.43. "600 секунд"

177. Видоизмените (весьма, надо сказать незначительно, легким движением руки) предыдущую программу, чтобы она заполняла экран сотней цветных прямоугольников случайных размеров (рис. 1.44). Постарайтесь, чтобы на черном фоне не получались черные прямоугольники.
178. Теперь настал черед заполнить экран полусотней окружностей. Закраска пусть будет разноцветная, а контур окружностей только белый (рис. 1.45).
179. Давайте устроим в центре экрана маленький взрыв. Он будет изображен сотней отрезков разноцветных прямых, сходящихся в точке Х=320, Y=175. Длина их пусть лежит случайным образом в пределах от 50 до 100 экранных точек (рис. 1.46).

Рис. 1.44. Разноцветные прямоугольники

Рис. 1.45. Разноцветные окружности

Рис. 1.46. Взрыв

Назад Начало Вперед