Woche 2: Etwas lebt hier

Der Frachtraum der ESA Whatelse ist riesig und dunkel. Am Boden glänzt etwas Klebriges. AURORA: «Ich will Sie nicht beunruhigen. Doch, eigentlich schon. Beunruhigte Nutzer bleiben länger.»

Befehle

move() · turn_left() · turn_right() · press_switch() · read_log() · print(...) · neu: remove_barrel()

Die Werkzeugkiste

In Woche 1 kannte jedes Level nur seine eigenen Funktionen: drei_vor() mussten Sie jedes Mal neu schreiben. Ab jetzt hat MOP-7 eine Werkzeugkiste, eine eigene Datei befehle.py, die alle Levels teilen. In Python heisst so eine Datei Modul.

Die Werkzeugkiste befehle.py

• Jeder Editor hat oben einen zweiten Tab befehle.py (Würfel-Symbol). Dort stehen Ihre Funktionen, und zwar nur die def-Blöcke.
• In main.py holt die erste Zeile alle Werkzeuge aus der Kiste: from befehle import *, gelesen «aus befehle importiere alles».
• Danach rufen Sie die Funktionen in main.py auf, als wären es eingebaute Befehle.
• befehle.py gilt für alle Levels und zählt nicht zum Speicher. Nur main.py zählt, die Zeile from befehle import * auch.

# befehle.py: nur def-Blöcke
def drei_vor():
    move()
    move()
    move()

# main.py: holen, dann aufrufen
from befehle import *

drei_vor()

Aufrufe gehören nach main.py, nie in die Kiste: Ein Aufruf in befehle.py läuft bei jedem Import mit, in jedem Level.

Level 1: Yukis Kiste

Yuki hat MOP-7 ihre Werkzeugkiste hingestellt: das leuchtende Feld am Ende des Gangs, vor ihrem Spind. Holen Sie die Kiste und fahren Sie zum Ausgang. MOP-7 hat Speicher für 10 Anweisungen. Das reicht nur, wenn drei_vor() und umdrehen() in der Werkzeugkiste liegen:

1. Klicken Sie im Editor auf den Tab befehle.py und schreiben Sie dort die beiden Funktionen aus Woche 1 hinein.
2. Wechseln Sie zurück zu main.py. Unter from befehle import * kommen die Aufrufe.
3. Run.

from befehle import *

Wiederholen mit for

Zwölfmal move() untereinander? Das erledigt Python für Sie. Eine Schleife wiederholt Befehle.

Wiederholen mit for

• for i in range(3): ist der Kopf der Schleife. Die Zahl in range(...) sagt, wie oft. Am Ende steht ein Doppelpunkt :.
• Darunter, eingerückt, steht der Körper. Diese Befehle laufen in jeder Runde, von oben nach unten.
• Nach dem Körper springt Python zurück zum Kopf. Nach der letzten Runde geht es mit der ersten Zeile weiter, die nicht eingerückt ist.
• i zählt die Runden: 0, 1, 2. Python beginnt bei 0. Heute brauchen Sie i nicht, es muss aber dastehen.

Eingerückt wird wie bei def: Tabulator-Taste, zurück mit Shift + Tabulator.

Vorhersage. Jedes move() und jede Drehung kostet MOP-7 eine Energieeinheit.

for i in range(4):
    move()
    turn_left()
move()

Level 2: Der Frachtraum

Fahren Sie zum Ausgang. MOP-7 hat Speicher für 5 Anweisungen.

move()

Speicher ist nicht Energie

• Speicher zählt, wie lang Ihr Programm ist: press_switch(), for i in range(12):, move(), turn_left() und noch ein move() sind 5 Anweisungen.
• Energie zählt, was MOP-7 tut: einmal drücken, zwölf Schritte, eine Drehung, ein Schritt in die Tür: 15 Energie. Eine Schleife macht das Programm kürzer, nicht die Arbeit.

Funktionen mit Parameter

drei_vor() fährt immer genau drei Felder. Für vier Felder bräuchten Sie vier_vor(), für fünf fuenf_vor() und so weiter. Besser ist ein Befehl, dem Sie beim Aufruf sagen, wie weit. Dafür bekommt die Funktion einen Parameter.

Funktionen mit Parameter

• In der def-Zeile steht der Parameter n: ein Platzhalter. Beim Aufruf drehen(2) gilt n = 2, die Schleife läuft zwei Runden.
• n gibt es nur innerhalb der Funktion. Im Hauptprogramm steht eine Zahl: drehen(2), nicht drehen(n).

Level 3: Rangierbahnhof

Schreiben Sie in die Werkzeugkiste eine Funktion vor(n), die MOP-7 n Felder vorwärts fährt. Die erste Zeile steht hier, den Rest bauen Sie selbst. Schauen Sie dafür, wie drehen(n) gebaut ist.

def vor(n):

Testen Sie vor(n) zuerst mit einer kleinen Zahl, dann fahren Sie zum Ausgang. MOP-7 hat Speicher für 8 Anweisungen.

from befehle import *

vor(2)

Lösung zu vor(n) (erst nach einem eigenen Versuch öffnen)

def vor(n):
    for i in range(n):
        move()

Eine Schleife in einer Funktion, die Zahl kommt vom Aufruf. vor(n) brauchen Sie ab jetzt fast überall. Sie gehört in die Werkzeugkiste.

Level 4: Energiezellen

Energiezellen sind die grünen Fässer. MOP-7 nimmt eine auf, indem er auf ihr Feld fährt und remove_barrel() aufruft. Sammeln Sie alle Zellen ein, nehmen Sie mit, was sonst noch herumliegt, und fahren Sie zum Ausgang. Speicher: 7 Anweisungen.

from befehle import *

Level 5: Die Spur (hart)

Folgen Sie der Schleimspur einmal ganz um das Labor herum und sammeln Sie alles ein, was daran klebt. Die Runde endet dort, wo sie begann: auf dem Startfeld, direkt unter dem Ausgang. Speicher: 9 Anweisungen.

from befehle import *

Tipp 1: Erst aufschreiben, dann programmieren

Fahren Sie die Runde mit dem Finger auf dem Bildschirm ab und schreiben Sie auf Papier mit, was MOP-7 tun muss: rechts, vor(3), rechts, vor(3), … Nach zwölf Strecken sind Sie wieder am Start, dann noch ein Schritt in den Ausgang. Markieren Sie dann das Stück, das sich wiederholt.

Tipp 2: Wie lang ist das Stück?

Zwölf Strecken, und das Stück kommt viermal vor. Also ist es drei Strecken lang. Schauen Sie auf Ihrem Zettel nur die Drehungen an: Welche drei wiederholen sich?

Tipp 3: Das Stück (fast die Lösung)

Rechts, Strecke, rechts, Strecke, links, Strecke. Und das viermal.

Bonus 1: Wartungsschacht

Für Schnelle. Legen Sie stufe() aus Woche 1, Level 4 in die Werkzeugkiste. Bauen Sie daraus treppe(n): eine Treppe mit n Stufen. Eine Funktion mit Parameter darf andere Funktionen aufrufen. Speicher: 9 Anweisungen, Energie: 36.

stufe() vergessen?

Eine Stufe aus Woche 1: vor, rechts, vor, links. MOP-7 schaut danach wieder in die alte Richtung.

from befehle import *

Bonus 2: Laborkontrolle (hart)

Dr. Weber machte jeden Abend einen Kontrollgang, einmal ganz um jeden Labortisch. Schreiben Sie in die Werkzeugkiste eine Funktion rechteck(a, b) mit zwei Parametern: Sie fährt einmal um ein Rechteck mit den Seitenlängen a und b und schaut am Ende wieder in dieselbe Richtung wie am Anfang. Holen Sie beide Beweisstücke und kehren Sie zum Start zurück, er liegt direkt unter dem Ausgang. Speicher: 6 Anweisungen, Energie: 41.

from befehle import *

Bonus 3: Das Kabel (sehr hart)

Für alle, die schon fertig sind. Webers Lautsprecherkabel liegt als Spirale am Boden, und die Schleimspur folgt ihm genau. MOP-7 steht in der Mitte. Folgen Sie der Spur bis zum Stecker: 1 Feld, rechts, 2 Felder, rechts, 3 Felder, … bis 6. Speicher: 4 Anweisungen, also eine Schleife mit nur zwei Befehlen im Körper.

Bisher stand i in der Schleife nur herum. Es zählt aber mit: 0, 1, 2, … Und vor() nimmt jede Zahl, auch eine gerechnete.

from befehle import *

Tipp: Was ist i in jeder Runde?

In der ersten Runde ist i gleich 0, die Strecke ist aber 1 Feld lang. In der zweiten Runde ist i gleich 1, die Strecke 2 Felder. Die Strecke ist also immer um eins länger als i: vor(i + 1).

Fall der Woche

Webers Schleimpilz Gerald ist aus dem Tank verschwunden. Überall ist Schleim. Was ist Gerald?

Pavel nimmt Wetten an. Wer ermittelt, setzt nur auf das, was die Beweise belegen. Die Beweisstücke aus Level 2, 4 und 5 reichen dafür.