Vakdidactiek 17 – 11 - 2003

1. Vakdidactiek17 – 11 - 2003 Goethals Frederik frederikgoethals@belgacom.net

2. Herhaling basiscommando’s • Turtle basiscommando’s • Penopdrachten • Kleuropdrachten (RGB waarden) • Positioneren van de turtle (assenstelsel) • Programmeercommando’s

3. Toepassing: het tekenen van een huis • Een huis met vaste coördinaten en afmetingen.

4. Huis met vaste coördinaten en afmetingen

5. Analyse van het probleem • Doel: via een stapsgewijze verfijning het oorspronkelijke probleem opdelen in kleinere deelproblemen. • De deelproblemen verder opdelen totdat de problemen herleid zijn tot basiscommando’s of reeds geziene procedures. • Vb: molen van vorige les

6. Stapsgewijze verfijning van de molen Molen Muren Rechthoek Dak Driehoek Wieken 4 * Wiek Rechthoek Rechte

7. Stapsgewijze verfijning van het huis Huis Muur Bakstenen Rechthoek Voegingen Horizontaal Rechten Verticaal Rechten Deur Deur Rechthoek Deurklink Cirkel Raam Rechthoek Dak Dak Trapezium Schoorsteen Rechthoek

8. Implementatie van de deelproblemen • Doel: elk eenvoudig deelprobleem apart implementeren (aparte procedures) om zo de implementatie van de complexe toepassing te bekomen. • Elke procedure moet zo onafhankelijk mogelijk kunnen werken van de andere. • Vb: procedure “dak” is zelf verantwoordelijk voor het correct verplaatsen van de turtle, het kiezen van de juiste kleuren, …

9. Huis Het huis kan gezien worden als twee kleinere deelproblemen. De muur en het dak. Hoe implementeren? to huis ;scherm wissen cs ;de muur tekenen muur ;het dak tekenen dak end

10. Huis  muur  bakstenen to muur ;de turtle linksonder zetten pu setxy 0 0 pd ;een rode rechthoek setfc [255 0 0] bitblock 300 150 ;de muren voegen voegen ;het raam tekenen raam ;de deur tekenen deur end Eerst de volledige muur tekenen, daarna de muur voegen. Vervolgens het raam en de deur plaatsen.

11. Huis  muur  bakstenen  voegingen to voegen ;de muur horizontaal voegen voeg_horizontaal ;de muur verticaal voegen voeg_verticaal end De muur moet gevoegd worden. Eerst horizontaal voegen, daarna verticaal voegen.

12. Huis  muur  bakstenen  voegingen  horizontaal Horizontaal voegen van de muur, komt neer op het herhaaldelijk tekenen van horizontale lijnen. Hoe moeten we dit implementeren? to voeg_horizontaal ;de rode muur horizontaal voegen ;kleur van de voegen bepalen (grijs) setpc [128 128 128] pu setxy 0 7.5 pd setheading 90 fd 300 pu setxy 0 15 pd setheading 90 fd 300 … pu setxy 0 142.5 pd setheading 90 fd 300 end Geen efficiënte programmering

13. Huis  muur  bakstenen  voegingen  horizontaal Hoe kunnen we het voegen efficiënter implementeren? pu setxy 0 7.5 pd setheading 90 fd 300 pu setxy 0 15 pd setheading 90 fd 300 … pu setxy 0 142.5 pd setheading 90 fd 300 Repeat-instructie: repeat … […] • Hoeveel keer herhalen? • 142.5/7.5 = 19 keer horizontaal voegen. • Welke instructies herhalen? • pu setxy 0 … pd setheading 90 fd 300 • Probleem: niet steeds dezelfde instructie die herhaald moet worden! • Oplossing: (cfr. Tellen van 1 tot 10) • Make “teller 7.5 • Repeat 19 [pu setxy 0 :teller pd setheading 90 fd 300 make “teller (:teller + 7.5) ]  Correct, maar geen elegante manier van oplossen! Introductie van de for-lus!

14. Huis  muur  bakstenen  voegingen  horizontaal For-instructie: for [ variabele startwaarde stopwaarde stapgrootte] […] • Vb: uitprinten van de natuurlijke getallen tussen 0 en 10: 0,1,…,10 • for [i 0 10 1] [ print :i ] • Stap 1: i=0 <= 10  0 uitprinten • Stap 2: i=1 <= 10  1 uitprinten • … • Stap 10: i=10 <=10  10 uitprinten • Stap 11: i=11 > 10  stoppen met for-lus uitvoeren

15. Huis  muur  bakstenen  voegingen  horizontaal pu setxy 0 7.5 pd setheading 90 fd 300 pu setxy 0 15 pd setheading 90 fd 300 … pu setxy 0 142.5 pd setheading 90 fd 300 for [ variabele startwaarde stopwaarde stapgrootte] […] to voeg_horizontaal ;de rode muur horizontaal voegen ;kleur van de voegen bepalen (grijs) setpc [128 128 128] pu setxy 0 7.5 pd setheading 90 fd 300 pu setxy 0 15 pd setheading 90 fd 300 … pu setxy 0 142.5 pd setheading 90 fd 300 Geen efficiënte programmering end

16. Huis  muur  bakstenen  voegingen  horizontaal pu setxy 0 7.5 pd setheading 90 fd 300 pu setxy 0 15 pd setheading 90 fd 300 … pu setxy 0 142.5 pd setheading 90 fd 300 for [ variabele startwaarde stopwaarde stapgrootte] […] to voeg_horizontaal ;de rode muur horizontaal voegen ;kleur van de voegen bepalen (grijs) setpc [128 128 128] for [ i 7.5 142.5 7.5 ] [ pu setxy 0 :i pd setheading 90 fd 300 ] end

17. Huis  muur  bakstenen  voegingen  verticaal Verticaal voegen van de muur, komt neer op het herhaaldelijk tekenen van verticale lijnen. Hoe moeten we dit implementeren? to voeg_verticaal ;de rode muur verticaal voegen ;kleur van de voegen bepalen (grijs) setpc [128 128 128] for [i 20 280 20] [pu setxy :i 0 pd setheading 0 fd 150] end

18. Huis  muur  deur  deur De deur zelf wordt voorgesteld als een groene rechthoek. Hoe moeten we dit implementeren? to deur ;de turtle in goede positie zetten pu setxy 210 0 pd ;een groene rechthoek tekenen en opvullen setfc [0 255 0] bitblock 60 120 ;de deurklink tekenen deurklink end

19. Huis  muur  deur  deurklink De deurklink wordt getekend als een zwarte cirkel. Hoe moeten we dit implementeren? Eigenschappen van cirkel? to deurklink ;de turtle in goede positie zetten (middelpunt van cirkel) pu setxy 255 60 pd ;kleur van de deurknop bepalen (zwart) setpc [0 0 0] setfc [0 0 0] ;een cirkel tekenen en opvullen circle 7 fill end

20. Huis  muur  Raam Het Raam is een blauwe rechthoek. Hoe moeten we dit implementeren? to raam ;de turtle in goede positie zetten pu setxy 60 45 pd ;kleur van het raam bepalen (blauw) setfc [0 0 255] ;een rechthoek tekenen en opvullen bitblock 90 60 end

21. Huis  dak  dak Het Dak is een zwarte trapezium. Hoe moeten we dit implementeren? Eerst tekenen, dan opvullen. Grote basis, rechterwand (50°), kleine basis, linkerwand (50°). • grote basis tekenen  pu setxy 0 150 pd heading 90 fd 300 • rechterwand tekenen  lt (180 - 50) fd 120 lt 50 • kleine basis tekenen  fd … • linkerwand tekenen  setxy 0 150 • Probleem: Hoelang is de kleine basis?

22. Huis  dak  dak De lengte van de kleine basis? • Oplossing: • opslaan van de posities (x1,y1) en (x2,y2) • make “pos1 pos • make “pos2 pos • de waarde 300 – 2 * (x1 – x2) berekenen. • 300 – 2 * ( (item 1 :pos1) – (item 1 :pos2) )

23. Huis  dak  dak • to dak • ;de turtle in goede positie brengen • pu • setxy 0 150 • setheading 90 • pd • ;kleur van dak bepalen (zwart) • setpc [0 0 0] • setfc [0 0 0] • ;basis tekenen • fd 300 • ;huidige positie bewaren • make "pos1 pos • ;rechterdakwand tekenen • lt 180 - 50 • fd 120 • lt 50 • ;huidige positie bewaren • make "pos2 pos • ;tekenen van schoorsteen • schoorsteen • ;kleine basis • fd 300 - 2*((item 1 :pos1) - (item 1 :pos2)) • ;linkerdakwand tekenen • setxy 0 150 • ;opvullen van dak (net in dak staan) • pu • setxy 150 151 • pd • fill • end

24. Huis  dak  schoorsteen De schoorsteen is een zwarte rechthoek. De schoorsteen wordt getekend als de turtle op positie (x2,y2) staat (zie vroeger) Hoe moeten we dit implementeren? • to schoorsteen • ;kleur van dak bepalen (zwart) • setfc [0 0 0] • ;zwarte rechthoek tekenen • bitblock 30 45 • end Maar! Schoorsteen staat verkeerd ! Bitblock start altijd RECHTS van de turtle!

25. Huis  dak  schoorsteen • to schoorsteen • ;turtle linksonder schoorsteen zetten • pu • setheading -90 • fd 30 • pd • ;zwarte rechthoek tekenen • setfc [0 0 0] • bitblock 30 45 • ;turtle terugzetten • pu • bk 30 • pd • end Trucje: • De turtle dus eerst enkele posities • naar links verplaatsen. • Dan de bitblock tekenen. • De turtle terug naar rechts verplaatsen.

26. Testen van de toepassing • We hebben de complexe toepassing stapsgewijs verfijnd en geïmplementeerd met behulp van verschillende procedures. • De startprocedure was • To huis …. • End • Als alles correct is verlopen zou het uitvoeren van het commando huis in de commander van MSWLOGO het volledige huis moeten tekenen.

27. Huis met vaste coördinaten en afmetingen

28. Uitbreiding 1: één of meer huizen met variabele afmetingen en coördinaten • Opgave: • Pas de code van vorige opgave aan zodat het mogelijk wordt om een huis met variabele afmetingen en coördinaten te tekenen. • Alle afmetingen van het huis worden in functie van de breedte berekend (zie kopie) • Sla misschien best de vorige opgave op in het bestand vasthuis.lgo • Kopieer, plak en hernoem het bestand tot variabelhuis.lgo • Pas dan het bestand variabelhuis.lgo aan, zodat het originele bestand niet wordt veranderd. • Commando-opdracht: huis x-co y-co breedte • Vb: huis 0 0 300 • Vb: huis -200 20 180 • Vb: huis -350 40 120

29. Huis met variabele coördinaten en afmetingen

30. Meerdere variabele huizen

31. Werkwijze voor aanpassen van de code Welke zaken moeten veranderd worden? • Gebruik van parameters • Welke parameters doorgeven aan welke functies? • X-co, Y-co, breedte • Welke individuele commando’s moeten gebruik maken van de parameters? • Voorbeeld: de functie huis wordt nu… • to huis :x :y :breedte • ;x=x-coordinaat van referentiepunt van huis (links onder) • ;y=y-coordinaat van referentiepunt van huis (links onder) • ;breedte=de breedte van het huis • ;tekenen van muur: • muur :x :y :breedte • ;tekenen van dak • dak :x :y :breedte • end

32. Uitbreiding 2: één of meer huizen met variabele afmetingen, coördinaten en kleuren • Opgave: • Pas de code van vorige opgave aan zodat het nu ook mogelijk wordt huizen met variabele kleuren te tekenen. • Sla misschien best de vorige opgave op in het bestand variabelhuis.lgo • Kopieer, plak en hernoem het bestand tot allesvariabelhuis.lgo • Pas dan het bestand allesvariabelhuis.lgo aan, zodat het origineel niet wordt veranderd. • Commando-opdracht: • huis x-co y-co breedte [r_muur g_muur b_muur] [r_voeg g_voeg b_voeg] [r_deur g_deur b_deur] [r_klink g_klink b_klink] [r_venster g_venster b_venster] [r_dak g_dak b_dak] [r_schoorsteen g_schoorsteen b_schoorsteen] • Vb: huis 0 0 300 [255 0 0] [128 128 128] [0 255 0] [0 0 0] [0 0 255] [0 0 0] [0 0 0] • Vb: huis -50 -100 300 [192 192 192] [0 0 0] [134 7 149] [255 255 255] [0 144 244] [195 3 26] [4 3 2]

33. Huis met variabele afmetingen, coördinaten en kleuren

34. Werkwijze voor aanpassen van de code Welke zaken moeten nu veranderd worden? • Gebruik van parameters • Welke parameters doorgeven aan welke functies? • X-co, Y-co, breedte, kleuren als 1 parameter [… … … ] • Welke individuele commando’s moeten gebruik maken van de parameters? • Voorbeeld: de functie huis wordt nu… • to huis :x :y :breedte :rgb_muur :rgb_voeg :rgb_deur :rgb_klink :rgb_venster :rgb_dak :rgb_schoorsteen • ;x=x-coordinaat van referentiepunt van huis (links onder) • ;y=y-coordinaat van referentiepunt van huis (links onder) • ;breedte=de breedte van het huis;tekenen van muur: • muur :x :y :breedte :rgb_muur :rgb_voeg :rgb_deur :rgb_klink :rgb_venster • ;tekenen van dak • dak :x :y :breedte :rgb_dak :rgb_schoorsteen • end

35. Conclusie • Wat is de conclusie van de toepassingen? • Niet zozeer dat we kunnen huizen tekenen • Wel… • Het belang van de stapsgewijze verfijning (top down strategie). Het omzetten van complexe problemen tot eenvoudigere deelproblemen. • Een goede analyse en bijhorende implementatie stelt ons in staat om makkelijk de toepassing uit te breiden en/of aan te passen.