在上一期中我們展示了三位黑洞數的求解過程，其中的關鍵技術是數字的排序及位置交換。本期文章繼續討論有關數字黑洞的問題，展示四位黑洞數的求解過程。

一、用戶界面

在App Inventor開發環境中打開上一期創建的項目——數字黑洞1，在項目菜單中選擇“另存項目”，將項目名稱修改為“數字黑洞2”，如圖 1所示，保留項目中的全部組件。

圖1 將“數字黑洞1”項目另存為“數字黑洞2”

二、技術要點分析

在求解三位黑洞數時，我們用局部變量(數1、數2、數3)保存三位數的三個數字，兩兩比較數的大小，根據比較結果決定是否將兩個數交換位置，這樣的處理過程需要3次比較，要編寫3組共9條指令，如圖 2所示，每組指令的格式相同。如果我們沿著同樣的思路，對四個數字進行排序，那么就需要進行6次比較，編寫6組共18條指令，同樣每組指令的格式相同。

圖2 三個條件語句中的代碼格式相同

作為一個開發者，我們不能允許程序中出現如此多的重復代碼，這些重復代碼不僅讓程序變得臃腫，而且當這部分代碼需要修改時，極易給程序帶來錯誤，例如由于疏忽忘記了修改其中的部分代碼。

解決這一問題的關鍵技術有兩點——列表與循環。將四位數的四個數字轉換為列表，利用循環語句，對列表項進行兩兩比較，通過交換列表項的位置，來實現數字的排序。這也是解決大量數字排序問題的通用方法，例如，對班級考試成績進行排序。

三、編寫程序

將開發工具切換到編程視圖，保留項目中的部分代碼，將最大值、最小值過程刪除，如圖 3所示。

圖3 保留項目中的部分代碼

1、定義過程——數字轉列表、列表轉數字

為了利用列表和循環語句簡化排序代碼，首先需要將數字轉化為列表，待排序完成后，再將列表轉為數字，這樣才能進行減法運算。代碼如圖 4及圖 5所示。

圖4 定義過程——數字轉列表

圖5 定義過程——列表轉數字

2、定義過程——極值

在數學語言中，最大值、最小值統稱為“極值”，這里定義一個有返回值的過程——極值，來取代最大值、最小值兩個過程，代碼如圖 6所示。

圖6 定義過程——極值

極值過程里使用了雙層循環，外層循環變量“外層序號”的取值為1~3，內層循環變量“內層序號”的起始值為(外層序號+1)，終止值為4，所有指令都包含在內層循環中。首先取出數字列表中的第1項，與后面3項進行兩兩比較，并交換位置，當第1次內層循環(共執行3次)結束時，列表中的第1項為四個數字中的最大數或最小數。接下來取出列表中的第2項，與后面兩項進行比較并交換位置，當第2次內層循環(共執行2次)結束時，列表中的第2項為后三位數中的最大值或最小值，以此類推，當兩層循環全部結束時，數字列表的排序完成。

注意：在交換兩個列表項的位置時，同樣需要一個臨時變量，先將前數保存在臨時變量中，然后用后數替換前數所對應的列表項，最后再用臨時變量替換后數所對應的列表項。

極值過程里還使用了有返回值的條件語句，如果參數“極大”=真，則交換位置的條件為“前數后數”，并返回極小值列表。

3、改造過程——求差運算

首先將求差運算的“三位數”參數修改為“數字列表”，通過調用極值過程，求得四位數的最大值和最小值，再求兩者的差值并拼接輸出字串，比較差值與黑洞數(全局變量)，如果差值不等于黑洞數，則繼續調用求差運算過程(遞歸調用)，直到差值與黑洞數相等，然后將輸出字串顯示在標簽中。代碼如圖 7所示。

圖7 改造之后的求差運算過程

4、改造求解按鈕的事件處理程序

在求差運算過程中，第一個參數的數據類型由數字改成了列表，因此，在求解按鈕的點擊事件中，在調用求差運算過程時，要為過程提供列表類型的參數，此處利用數字轉列表過程，將數字變為數字列表，代碼如圖 8所示。

圖8 改造之后的點擊事件處理程序

對上述代碼進行測試，測試結果如圖 9所示。

圖9 測試：四位黑洞數的求解過程

四、討論

讀者可能有疑問：圖 7的求差運算過程里，在求最大值時，用“復制列表+數字列表”塊作為極值過程的參數，而在求最小值時，則直接用“數字列表”作為參數，為什么會有這樣的差別呢？我們先來做一個實驗，將求差運算過程修改一下，代碼及測試結果如圖 10所示，最大值與最小值都成了最小值，這是什么原因呢？

圖10 去掉“復制列表”塊時的測試結果

原因在于列表類型數據的存儲方式。簡單類型的變量，如黑洞數，其中保存的是具體的數，如6193，而列表類型的變量，如參數“數字列表”(參數等同于變量)，其中保存的不是具體的數據，而是數據存放的地址。舉例來說，假設列表A、列表B為變量名，經過下列操作：

1.?????? 設列表A = (6 1 9 3)

2.?????? 設列表B = 列表A

3.?????? 設列表B = (9 6 3 1)

此時查看列表A的值，會發現列表A也變成了(9 6 3 1)。

也就是說，第2步操作并沒有真正生成一個變量，只是為“列表A”貼了一個“列表B”的標簽，它們指向的是同一個數據存儲區域，因此，對列表B的改寫，同時也發生在列表A之上。

回到求差運算過程里，求差運算的參數“數字列表”、過程里的局部變量最大值、最小值，這三者指向的是同一個存儲區域，而“復制列表”塊所起的作用，是另外開辟一個存儲區域，將“數字列表”的值復制到新區域中，因此求得的最大值保存在新區域中，而最小值其實是保存在參數“數字列表”所在的區域中。這就是使用“復制列表”塊的緣由。

注：本文已正式發表于《愛上機器人》雜志總第4期(2019.01)。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的string去掉后四位_数字黑洞(下)：四位数的黑洞的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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