济南少儿编程：编程才是锻炼孩子思维的最好方式！实现冒泡排序、选择法排序~山东少儿编程~少儿编程

    排序是程序设计中重要的算法之一，比较基础的排序方法有冒泡法和选择法，今天我们用Scratch制作一个模拟冒泡法和选择法排序的程序。让我们先看看运行效果吧。

    一、效果预览

    点击小绿旗运行后，舞台区生产40个大小不同的红色棒图。根据提示按下键盘上的空格键可以通过输入1或2选择冒泡法排序和选择法排序。如果输入1，红色棒图按照冒泡法排序的规则从小到大排列；如果输入2，红色棒图按照选择法排序的规则从小到大排列。效果如图1所示。

    图1 程序运行效果

    二、冒泡法和选择法排序简介

    1.冒泡法

    冒泡排序（Bubble Sort），是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。它重复地走访过要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果顺序与目标不符，就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。

    这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端（升序或降序排列），就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样，故名“冒泡排序”。

    冒泡排序时，如果两个元素相等，是不会再交换的；如果两个相等的元素没有相邻，那么即使通过前面的两两交换把两个相邻起来，这时候也不会交换，所以相同元素的前后顺序并不会改变，所以冒泡排序是一种稳定排序算法。

    2.选择法排序

    选择排序(selection sort)，另外一种计算机科学领域的较简单的排序算法。工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置或者末尾，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的起始位置或者末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素排完。

    这种算法排序过程需要反复从未排序元素中选择最大或者最小元素，直至完成排序。因此，将这种算法称为选择排序算法。

    由于在选择的过程中，相同的元素有可能改变初始排列顺序，所以选择排序是不稳定的。

    三、程序制作过程

    首先，从库中选择一个合适的背景图。然后需要导入红色线条素材，作为棒图角色(也可以绘制)，然后再建立一个空白角色。设置完成后的背景和角色如图4所示，另外还导入一个合适的声音素材，作为排序完成后的提示音。

    图2 程序角色列表

    接下来就是制作程序积木块了。在制作程序积木块前，先设置如图3所示变量。其中，克隆体编号、克隆体大小为棒图角色的私有变量。

    图3 程序中设置的变量

    为了存放棒图角色克隆体的编号和大小数据，设置了两个列表，如图4所示。其中，克隆体编号列表用于存放克隆体的编号；随机数列表用于存放克隆体的大小。

    图4 程序中设置的列表

    背景中的脚本主要用于程序初始化，如图5所示

    图5 背景中脚本

    空白角色中主要有[当小绿旗被点击]事件下的脚本和[当按下空格键]事件下的脚本，如图6和图7所示，另外[当按下空格键]事件下的脚本中还用到了自定义积木，其功能如图8和图9所示。

    图6 空白角色[当小绿旗被点击]事件下的脚本

    图7空白角色[当按下空格键]事件下脚本

    图8 寻找最大值自定义积木

    图9 寻找最大值项自定义积木

    棒图角色中脚本有[当接收到生成克隆体]事件下脚本、[当作为克隆体启动时]事件下脚本、[当接收移动克隆体冒泡法]事件下脚本、[当接收移动克隆体选择法]事件下脚本，分别如图10-13所示。

    图10 棒图角色[当接收到生成克隆体]事件下脚本

    图11 棒图角色[当作为克隆体启动时]事件下脚本

    图12 棒图角色[当接收到移动克隆体冒泡法]事件下脚本

    图13 棒图角色[当接收到移动克隆体选择法]事件下脚本

    四、测试与总结

    通过测试发现，冒泡排序法和选择排序法运行正常，可以直观地观察到排序的过程。本案例综合运用变量、列表和克隆的相关技巧模拟了冒泡排序和选择排序过程，适合具有一定编程基础的编程爱好者和小朋友学习。通过本案例的制作，可以进一步加深对变量积木、列表积木、克隆体操作积木、过程控制积木等的理解，有利于更熟练掌握它们的使用方法。制作时需要注意，克隆体编号和克隆体大小两个变量必须设置为“仅适用当前角色”。

    速云少儿编程致力于 4 - 18 岁，山东少儿无人机编程教育机构，速云网络研发软件工程师授课少儿编程，教给孩子们不光要学习编程，还要结合编程知识给我们无人机写程序，实现我们无人机的自动启飞、人脸识别、智能跟随，包括更加高级的编程玩法，就是无人机编舞。可能家长想了！四岁孩子能学习无人机编程吗？那我们看个四岁的小同学吧，你自己看看能不能学习吧！

我们来看一看四岁小朋友的学习视频吧！

    家长担心孩子们真的能听懂课程吗？在每节课即将结束的时候我们都会进行课程汇报展示，来看一下小童鞋的汇报成果吧！

    这个时候家长可能说了，我们四岁的孩子，年龄辣么小，又不认字，那该如何学习呢？

    其实四岁、五岁的孩子不认字怎么学习？只要孩子识别颜色就可以学习。通过颜色识别具体编程积木，比如：蓝色是运动、紫色是外观、黄色是事件等等，通过颜色识别文字，根据颜色先实现出程序做出卡通的效果，以激发孩子兴趣，使孩子产生兴趣后开始具体学习每个积木的作用，再学习积木上面的文字。如下图：

    这个时候你还认为编程难吗？其实针对4岁起，就已经可以学习编程了。通过搭积木的方式让孩子学习编程。

    当然，比如我们下面的无人机编程视频吧！

    无人机能六架一起起飞？没错！那他又和数学有什么关系呢？

    小云说啦！这是根据我们数学中的坐标轴的 x轴 y轴 初始化无人机位置，无人机与无人机之间的距离、架数的多少，全部需要通过精密的计算，否则无法编排出理想的造型。

    现在作为家长的你！还在纠结无人机编程是否对孩子有帮助吗？

无人机编程能做什么？人脸识别？智能跟随？自动飞行？还有吗？

答案：有！那就是"无人机编舞"！不知道无人机如何编舞？快看下面我们速云小童鞋的无人机编舞吧！！

    无人机编程都学习哪些内容呢？

       让无人机与编程结合？

没错！就是要让孩子“动手”+“编程”实现无人机起飞。

重点培养孩子逻辑思维能力与动手操作能力，让孩子在编写无人机程序的时，无形的锻炼孩子的逻辑思维能力和前沿科技的运用能力，在飞行学习中，孩子们需了解飞机的机械结构，练习手眼协同能力，甚至自己组装飞行器；在编程中，无人机可以在三维空间中，用摄像头完成巡线、人脸识别等人工智能任务。

例如：人脸识别，智能跟随，红外线定稿，光流定位、无人机编舞等。

看我们小童鞋们上课视频吧

    坦克编程都学习哪些内容呢？

    动手组装”+“编写程序”

    通过编程将抽象理论与实践操作合二为一，让孩子重新理解知识，体验人工智能，培养独立思考的习惯和动手解决问题的能力。

    课程涉及机器人拼装、力学等数理知识，运用六类人工智能模块，编写专属的自动驾驶算法程序，让孩子更加深入理解人工智能技术。

    例如：人脸识别、智能跟随等前沿技术。