占领矩阵-第15届蓝桥省赛Scratch中级组真题第5题
[导读]：超平老师的《Scratch蓝桥杯真题解析100讲》已经全部完成，后续会不定期解读蓝桥杯真题，这是Scratch蓝桥杯真题解析第190讲。
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第15届蓝桥杯省赛已于2024年8月24日落下帷幕，中级组编程题一共有6题，分别如下：
占领矩阵，本题是2024年8月24日举行的第15届蓝桥省赛Scratch中级组编程第5题，题目要求创作一个占领矩阵作品。点击绿旗，瞬间出现一个5行5列的白色实心圆矩阵，在展示321倒计时效果后，造型1瞬间占领矩阵，1秒后，造型2从左下到右上逐渐占领矩阵，最后造型1从右上到左下逐渐占领矩阵。
先来看看题目的要求吧。
一.题目说明
编程实现：
占领矩阵。
具体要求：
1). 点击绿旗，瞬间出现一个5行5列的白色实心圆组成的矩阵，如图所示；
2). 然后，在矩阵中依次显示数字3、2、1，每个数字显示时长为 0.5 秒，数字的显示效果如图所示；
3). 接下来，
瞬间占领整个矩阵，如图所示；
4). 1秒后，
在2秒内从左下角开始向右上角按如下规律逐渐占领整个矩阵；（参考视频）
5). 最后，
在2秒内从右上角开始向左下角按如下规律逐渐占领整个矩阵，而后游戏结束。（参考视频）
评判标准：
-
10分：满足"具体要求"中的1）；
-
20分：满足"具体要求"中的2）；
-
6 分：满足"具体要求"中的3）；
-
22分：满足"具体要求"中的4）；
-
22分：满足"具体要求"中的5）。
二.思路分析
本题只有一个角色，就是圆圈，如图所示：
角色一共有4个造型，如图：
这是典型的克隆题目，考查的知识点主要包括克隆技巧、私有变量、自制积木、事件广播和列表等。
如果只考虑题目的要求1)、2)、3)，那就比较简单了，直接使用”克隆4兄弟“和”自私的ID“模型。
题目的难点就在于要求4)和要求5)，如何按照对角线（包括从左下到右上和从右上到左下）遍历矩阵，如图所示：
对于这个问题，一般有如下两种思路：
-
根据克隆体所处行和列，寻找规律，进行斜线遍历；
-
直接按照对角线克隆圆圈；
相对来说，在Scratch编程中，使用第二种方式更为简单。
我们先来看两张图片吧，第一张图如下：
第二张图如下：
熟不熟悉，这不就是金字塔排列么？
所以，我们可以借鉴金字塔的克隆技巧，对”克隆4兄弟“模型稍作一点修改，就可以完成对角线克隆了。
为了方便描述，可以对每一条对角线进行编号，先看左下方的5条对角线，如图：
首先，从左下到右上，克隆体的数量依次为1、2、3、4、5，这个可以使用变量来控制克隆体的个数。
其次，每条对角线的起始x坐标都是一样的，大概是-95，y坐标相隔一个圆圈的距离，大概是50。
第三，对于每条对角线而言，下一个克隆体（如果有的话）的位置都是在上一个克隆体的位置上右移50、下移50。
这样一来，我们就可以使用使用”克隆4兄弟“模型结合变量来克隆这5条对角线了。
同理，对于右上角的对角线，可以画图如下：
分析方法基本相同，克隆体的数量依次为5、4、3、2、1，使用变量来控制其数量即可。
这一次，每条对角线的起始y坐标都是一样的，大概是95，而x坐标相隔一个圆圈的距离50。
对于每条对角线而言，下一个克隆体（如果有的话）的位置也是在上一个克隆体的位置上右移50、下移50。
因此，我们可以按照这种方式，从左下到右上依次克隆9条对角线，然后将每条对角线上的克隆体作为一组进行编号。
同时，在克隆圆圈的时候，对每个克隆体进行编号，并将处在数字3、2、1位置上的编号分别存入三个列表中，这样就可以轻松地显示倒计时效果。
关键问题解决了，接下来，我们就进入程序实现环节。
三.编程实现
根据上面的思路分析，我们分5步来完成作品：
-
克隆矩阵
-
列表初始化
-
倒计时
-
从下到上占领矩阵
-
从上到下占领矩阵
1. 克隆矩阵
根据前面的思路分析，我们分两步来克隆矩阵，先克隆左下角的三角形排列，定义自制积木如下：
代码不少，说明两点：
1). 变量”_ID“和”_层“要定义为私有变量，注意它们的初始值和更新位置；
2). 这里使用”起点y“变量来指定对角线的起始y坐标，可以更轻松地控制y坐标的变化；
同理，再定义一个自制积木由于克隆右上方的三角形排列，代码如下：
代码基本差不多，强调3点：
1). 一共有9条对角线，前面已经克隆了5条，因此这里只需要克隆4条对角线；
2). 对于右上对角线排列，起点x坐标是变化的，因此使用了变量”起点x“，并设置好其初始值；
3). 注意私有变量”_层“和”_ID“更新的位置；
2. 列表初始化
这一步非常简单，将处在数字3、2、1位置上的克隆体的ID分别保存到3个列表中，先创建好”数字3“、”数字2“和”数字1“3个列表。
分别定义自制积木，如下：
这里有一个细节，我们怎么快速确定这些ID呢？
超平老师悄悄的告诉你一个小技巧，可以先将克隆体显示出来，并说出自己的ID，代码如下：
执行代码，效果如下：
有了这些编号，就可以轻松地找到每个数字需要的ID了。
3. 倒计时
有了前面两步的准备，显示倒计时就比较简单了，先在绿旗指令下编写代码如下：
对应的，对克隆体编写代码如下：
代码比较简单，这里就不再解释了。
4. 从下到上占领矩阵
私有变量“_层”表示的是每个克隆体所在的对角线，如图：
因此，我们可以定义一个变量“当前层”，表示每次控制的层，依次改变每条对角线上的克隆体。
在绿旗代码块中继续编写代码如下：
对应的，编写接收广播的代码如下：
代码比较简单，强调3点：
1). 显示倒计时花了1.5秒，还需要等待1秒，因此一共需要等待2.5秒；
2). 发送广播消息的代码一定要写在绿旗指令下，绿旗指令控制的是本体，只需要本体发送一个广播消息即可；
3). 两次广播之间稍微等待一下，确保在2秒之内能占领矩阵，至于这里的广播方式，使用哪一种都可以；
5. 从上到下占领矩阵
在上面的代码块中继续编写代码如下：
同理，编写接收广播的代码如下：
至此，整个作品就创作好了，是时候来测试自己的作品啦。
四.总结与思考
本题是中级组编程部分第5题，分数为80分，积木块数量120个左右，涉及到的知识点主要包括：
-
克隆技巧；
-
自制积木；
-
私有变量；
-
事件广播机制；
-
列表；
作为本次中级组省赛的第5题，难度较大，完成时间20分钟左右，本题的难点是如何整体控制每条对角线上的克隆体。
实际上，关于类似的场景在之前的真题中也出现过，比如第13届国赛的点亮LED屏幕，如图所示：
具体详情可以参考《LED屏幕-第13届蓝桥杯Scratch国赛真题第7题》这篇教程。
在Scratch中，类似的问题，通用的解决方案就是熟练掌握各种不同排列的克隆技巧，比如标准的矩形、三角形、金字塔、圆形、螺旋形等。具体来说，就是灵活运用“克隆4兄弟”模型，稍微复杂一点的需要结合变量和列表等数据结构。
退一步讲，在比赛的时候，如果实在无法实现对角线克隆，你也可以按照常规的方式完成5行5列的矩阵克隆，确保满足题目的前3个要求，这样可以快速拿到36分，将近一半的分数，也还是蛮划算的吧。
超平老师给你留一道思考题，如果不使用上面介绍对角线克隆技巧，能否找到同一条对角线上的克隆体呢？
你还有什么好的方法吗，非常欢迎您和超平老师交流分享。
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