《用-图形计算器学编程》-入门篇

《用 TI图形计算器学编程》—入门篇要学编程，应该从哪种语言入手？笔者推荐从 BASIC 语言入手，因为它简单易学，在许多国家都作为一种计算机程序的教学语言和入门语言. TI­Nspire TM CX CAS 中文彩屏机，里面的程序语言是 TI­Basic 语言，拥有数量庞大的内置函数，下面我们通过此类 TI图形计算器，一起走进 BASIC 的学习. 一、BASIC的故事 BASIC 的诞生，从一个传奇的故事开始. 1964 年，美国达特茅斯大学的 Thomas E. Kurtz(1928–)和 John G. Kemeny （1926.5.31­1992.12.26，原籍匈牙利）在 Fortran II 和 ALGOL60 的基础上设计了一种新的计算机语言，命名为“Beginner's All­purpose Symbolic InstructionCode”，意为初学者通用符号指令代码，简称BASIC. 这个简单易学的计算机程序设计语言当时只有17条语句， 12个函数和3个命令，这就是 BASIC始祖——Dartmouth BASIC. 第一个BASIC程序（实际是一个编译器）于当地时间1964 年 5月 1 日凌晨4 点在一台GE­265 (IBM 704) 主机中成功运行，操作者是Mike Busch和John McGeachie. 从此Kurtz和Kemeny作为BASIC 语言之父被永远载入史册. BASIC 语言自诞生起就显示出了强大的生命力，各种版本层出不穷. 从 APPLE­Ⅱ机上用的 APPLE SOFT BASIC，到 LASER­310 上用的MSBASIC，到 IBM­PC 及其兼容机上用的 BASICA 和 GW­BASIC，再到 MS­DOS 上的 MS BASIC、QuickBASIC 和 VisualBasic 1.0，直至 Windows 下的 Visual Basic和 Linux 下的 XBasic、YaBASIC 等等， BASIC 无处不在，甚至许多电子游戏机（例如小霸王学习机）和微型电子词典（例如文曲星）中都实现了 BASIC. 从诞生之初，BASIC 语言就以其简单、易学和对硬件要求低等特点受到了广大程序设计人员，特别是电脑初学者的青睐，历经四十载，显示了其顽强的生命力. 如今BASIC语言在许多国家都作为一种计算机程序的教学语言和入门语言. 谭浩强教授八十年代所著《BASIC 语言》一书，曾经多次再版，现在的发行量已经超过千万之巨，BASIC 语言在中国有着大量拥趸，许多编程爱好者和专业人士也一直对它情有独钟.二、TI-BASIC简介 TI­nspire 系列所使用的 TI­Basic 语言是非常简单的一门语言，同时也是局限性很大的一门语言. 这门语言拥有数量庞大的内置函数，其中相当一部分是数学函数. 在 nspire 上写出的所有程序都需要以函数的形式来运行，这一点会在具体的例子中解释. 创建一个 Nspire 程序，先新建一个计算器后，然后按b911即可新建一个程序，如右图. TI­Nspire程序分为“程序”和“函数”两类.“程序”能够定义全局变量，可以有任意数量的输出（或者不输出），并且能够调用其它的程序或函数. 而“函数”则只能输出一个结果，不能定义全局变量，也不能调用其它的程序或函数.运行程序的方法是：在“计算器”页面里输入程序名和左括号，然后输入各项参数，输入右括号后按 Enter 键. 三、程序基础知识（一）、整体结构与数据类型 Nspire的程序的整体框架为：“程序”类“函数”类 Define [程序名](参数 1，参数 2，…)= Prgm [命令行] EndPrgm Define [程序名](参数 1，参数 2，…)= Func [命令行] EndFunc 例如 Nspire上的 Helloworld程序可以用如下的代码实现： Define hw( )= Prgm Disp “Helloworld!” EndPrgm 在 nspire编程中，数据的类型分为数字、字符串、数组、矩阵、函数和程序. 函数和程序在前文已经介绍过，“数字”指所有的整数和浮点数；“字符串”指在双引号中的数据，如“Helloworld”；“数组”指在花括号中的一组数据，如{1,3,5,7,9}；“矩阵”指以矩阵形式呈现的一组数据. 数据的类型可用 getType()函数判定. 操作提示：在计算器页面，按b911新建一个程序，按b21检查语法并保存，按/e在计算窗口与程序窗口跳转. 在计算窗口，按h可调用程序（或变量） . 按/r可调用字符串符号，按/)可调用数组符号“{}”，按t可调用一系列矩阵符号. （二）、变量的定义，即赋值 Nspire程序的变量可以通过三种方式定义. 例如把变量a定义为 3，有如下三种方式：方式 1. a:=3 方式 2.  3→a 方式 3.  Definea=3 除了数字以外，变量也可以用同样的方式定义为其他的数据类型. 此外，与变量操作相关的几个函数也要清楚. 1. Local函数，其作用是使变量仅在该程序或函数中有效，不作为全局变量. 格式为： Local [变量名 1],[变量名 2],…… 2. Delvar函数，其作用是将变量删除，此操作也同样适用于程序的删除. 格式为：Delvar([变量名]) 3. CopyVar函数，其作用是将变量 1 的内容复制到变量 2，此操作同样适用于程序的复制. 格式为：CopyVar([变量 1]，[变量 2]) (三)、输入输出指令 Nspire程序有两种输入指令和三种输出指令. 1. Request输入指令，格式为：Request  [“提示”,] 变量名 [,0] 输入指令的第一种为 Request，它要求用户输入的数据为数字，提示部分需要使用字符串形式. 后面的“0”，表示在输出的结果里不显示这一行的 Request 提示和用户输入值. 例：Request “1+1=?”, ans, 0 它表示若用户输入一个数值，它将被存入变量ans. 2.  RequestStr输入指令，格式为：RequestStr  [“提示”,] 变量名 [,0] RequestStr 与 Request 的唯一不同在于它对用户输入的值将以字符串形式存入变量. 例：RequestStr “What’s Your Name?”, name, 0 3.  Disp 输出指令，格式为：Disp [内容] Disp 是最基本的输出指令，它在屏幕上显示指定的内容，该内容可以是除程序以外的任意数据类型. 例：Disp“Helloworld” Disp a+2 4.  Tex输出指令，格式为：Text “[内容]” [,0] Text 指令会以弹出对话框的形式输出内容， 0 的作用与 Request 中的 0 相同. 内容要求为字符串格式. 例：Text “You Win!”, 0 5.  Return输出指令，格式为： Return  [内容] Return 指令为函数专用的输出指令，它使函数返回指定的内容. 例：Return factor(x) （四）、控制指令1.If条件语句 If句是最常用的条件语句，它有不同的形式. ⑴ If形式，格式为：If  [条件 a]  [命令 a] 最基本的 If句，它表示：如果条件 a成立则执行命令a. 值得注意的是，命令a 只能有一行. 例：If x5 x:=x­5 ⑵ If­Then­EndIf形式，格式为：If  [条件 a]  Then  [命令 a]  EndIf 与上一种不同的是，命令 a 从 Then之后延续到 EndIf 之前，没有长度限制. 例：If x5 Then x:=x­5 Disp 2x EndIf ⑶ If­Then­Else­EndIf形式，格式为： If [条件a]  Then [命令a]  Else [命令b]  EndIf 它表示：如果条件 a成立则执行命令 a，否则执行命令 b. 在一个 If句中只能出现一个 Else. 例：If x5 Then x:=x­5 Disp 2x Else Disp 2xEndIf ⑷ If­Then­ElseIf­Then­EndIf形式，格式为： If  [条件 a]  Then  [命令 a]  ElseIf  [条件 b]  Then [命令 b]  EndIf 它表示：如果条件 a成立则执行命令 a，如果条件 a 不成立而条件b 成立则执行命令 b. 在一个 If句中可以出现任意数量的 ElseIf…Then. 例如：If x3 then Disp “Too Small” ElseIf x3 Then Disp “Too Big” ElseIf x=3 Then Disp “Good!” 2.For循环语句 For 是 nspire三种循环句当中的一种. 格式为： For [变量名], [起始值], [结束值], [间隔]  [命令行]  EndFor 例如：For x,1,5,1 Disp 2x EndFor 它表示：变量x 的值由1 增加到 5 且以1 为间隔递增，x 每增加 1就输出一次 2x的值. 所以这段代码的输出应当为: 2 4 6 8 103.While循环语句 While也是一种循环句，它的基本格式为： While [条件] [命令行] EndWhile 它表示：如果条件成立则不断重复执行指定的命令，直到条件不成立为止. 所以在 While句中一定要有一个不断改变的量，否则就会成为一个死循环. 例如：x:=1 While x6 Disp 2x x:=x+1 EndWhile 这段语句的功能同上节的 For 语句相同. 4.Loop循环语句 Loop是一种死循环句，所以需要与 Exit 指令配合使用. 格式为： Loop [命令行]  EndLoop 它的作用就是一直重复执行指定的命令. 例如：x:=1 Loop Disp 2xIf x≥5 Exit EndLoop 这段语句的功能同上两节的语句相同. 5.Try语句 Try是非常特殊的一种句法，它的基本格式为：Try [命令 a]  Else [命令 b]  EndTry 它表示：如果命令 a能够执行则执行命令 a，否则执行命令 b. 例如：Request “Enter a number:”, num, 0 Try If num0 Disp–num Else Disp “Invalid Input” EndTry 这段代码要求用户输入一个数字，如果该数小于零，则输出它的相反数. 但是，如果用户输入的不是一个数字而是其它的数据类型或未定义的变量，程序则无法判定其是否小于零，此时便转而执行 Else后的命令，输出“Invalid Input”. 6.ClrErr指令此命令清除当前的错误，并设置了错误的系统变量为零. 7.PassErr指令 PassErr将传递“try ... EndTry”的一个错误. （五）传送指令1.Lbl和Goto简单来说，Lbl 就是标签，Goto就是前往标签. 例：Lbl start x:=x­10 If x0 Goto start 这段代码的功能是将x 值减 10，如果减 10 后的值大于零，则返回上一步再减 10. 2.Exit和Stop Exit 只在循环句中有效，表示跳出该循环. Stop的作用是直接终止程序（在函数中无效）例：For i,1,10,1 x:=10+I If int(x/6)=x/6 Exit EndFor 这段代码表示，在 i 从1 增到 10 的循环中，如果 i+10 能被 6 整除则跳出循环. 例：Define example(x)= Prgm If getType(x)≠“NUM” ThenText “Invalid Input” Stop EndIf 这段代码表示，如果用户输入的不是数字，则提示输入无效，直接终止程序的运行. 3.Return Return命令将退出一个子程序，