[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172讲。

第15届蓝桥杯第4次STEMA测评已于2024年1月28日落下帷幕，编程题一共有6题，分别如下：

• 青蛙过河

• 巡逻的直升机

• 栽花

• 绘制风车

• 专注力游戏训练

• 选择排序

选择排序，本题是2024年1月28日举行的第15届蓝桥STEMA测评Scratch编程中级组编程第6题。题目要求编程实现扑克牌排序，在舞台上随机出现4张点数不同的扑克牌，依次将最小的牌移到第1、第2、第3和第4个位置。

先来看看题目的要求吧。

一.题目说明

编程实现：

排序。

具体要求：

1). 点击绿旗，在舞台上出现4张点数不同的扑克牌，牌上的点数是随机的（4-9点），如图所示；

2). 最左侧第1张扑克牌与四张扑克牌中最小的牌交换位置（如果第1张牌是最小的则不需要交换位置），如图所示；

1秒后，最左侧第1张扑克牌与四张扑克牌中最小的牌交换位置（如果第1张牌是最小的则不需要交换位置），如图所示；

3). 1秒后，第2张扑克牌与第2、3、4三张牌中最小的牌交换位置（如果当前第2张牌是三张牌中最小的则不需要交换位置），如图所示；

4). 1秒后，第3张扑克牌与第3、4两张牌中较小的牌交换位置（如果当前第3张牌是较小的则不需要交换位置），之后排序完成，四张扑克牌从左到右按从小到大的顺序排列，而后程序结束，如图所示。

评判标准：

• 16分：满足"具体要求"中的1）；

• 28分：满足"具体要求"中的2）；

• 28分：满足"具体要求"中的3）；

• 28分：满足"具体要求"中的4）。

二.思路分析

本题只有1个扑克牌角色，如图所示：

扑克牌有6个造型，牌面分别为4、5、6、7、8、9，如图：

这是一道算法题，考查的知识点包括克隆、运动、列表和排序算法。

这里的重难点是排序算法，又是排序算法，是不是感觉很熟悉。没错，就是排序，在历届蓝桥真题中，排序已经出现了不下10次，可以说是老朋友了。

但是这一次对排序的方式有具体的要求，同时通过扑克牌展示具体的排序过程。

排序是编程中最常见的基础算法，关于排序的算法也挺多的，一共有10来种，包括选择排序、插入排序、冒泡排序、快速排序、希尔排序、归并排序、计数排序、基数排序、桶排序和堆排序等。

本题所描述的排序是选择排序，其核心思想是这样的：

• 首先在未排序的数列中找到最小(或者最大)元素，然后将其存放到数列的起始位置；

• 接着再从剩余未排序的元素中继续寻找最小(或者最大)元素，然后放到已排序序列的末尾；

• 以此类推，直到所有元素均排序完毕。

其排序方式可以参考下图：

选择排序很像我们打扑克牌时，把牌从左到右扫描，找到最小的一张牌，放到最左边，然后从第二张牌继续扫描第二小的牌，放到第二的位置，以此类推，直至所有的牌都排列好。

需要注意的是，在编程中，每次找到最小的牌时，需要交换两张牌的位置。由于每一轮只能处理一张牌，并且最后一张牌无需处理，所以对于n张扑克牌，需要进行n-1轮排序。

为了更好地理解选择排序，下面介绍如何使用扑克牌来演示详细的排序过程。

准备扑克牌一副，红蓝色棋子各一枚，为便于演示，取牌面为2、5、6、7、9的5张纸牌进行排序操作。将5张纸牌打乱顺序，假定牌面从左到右依次为7、9、5、2、6。

由于每次都需要挨个比较找到最小的纸牌，因此5张牌需要进行4轮排序。

第1轮排序：

将红色和蓝色棋子放在左边第1张纸牌上方，标记为j，然后从红色棋子所在位置的下一张纸牌（j+1）开始，从左至右依次把每一张纸牌与蓝色棋子所在位置的纸牌进行比较，并将蓝色棋子放置在较小的纸牌上方。直到将红色棋子右边的纸牌全部比较一遍，此时蓝色棋子就停留在最小的纸牌上方。

然后将红色棋子和蓝色棋子所在位置的两张纸牌交换位置，至此完成第一轮排序，最小的一张纸牌2被移到正确位置，如图：

第2轮排序：

将红色棋子和蓝色棋子放置于左边第2张纸牌上方（j=2），按照上述步骤进行比较，然后交换位置，在第二轮排序完成之后，纸牌5就移到了正确位置，如图：

第3轮排序：

再将红色和蓝色两枚棋子置于左边第3张纸牌上方（j=3），重复上述过程，对纸牌进行比较和交换，完成第三轮排序后，纸牌6就移到了正确位置，如图：

第4轮排序：

继续移动棋子，将它们放到左边第4张纸牌上方（j=4），继续前面的步骤，在第四轮排序完成之后，纸牌7就处于正确的位置，而剩下的纸牌9自然而然也就处于正确位置了，如图：

至此，整个排序过程结束，5张扑克牌已经按照从小到大排好序了，依次为2，5，6，7，9。

排序过程中，这里的红色棋子和蓝色棋子是用来进行标记的，在编程时可以使用变量来表示。

思路有了，接下来，我们就进入具体的编程实现环节。

三.编程实现

根据上面的思路分析，我们分4步来编写程序：

• 构造随机列表

• 克隆纸牌

• 实现选择排序

• 交换纸牌

1. 构造随机列表

由于扑克牌是随机排列的，一共有6张扑克牌，要随机选4张，因此需要创建一个列表，将随机出来的4张扑克牌的点数存入列表。

为了方便，我们可以定义一个自制积木，用于构造随机列表，代码如下：

代码不多，强调3点：

1). 每次都需要先清空列表；

2). 为了确保没有重复的数字，因此需要对随机出来的数字进行判断；

3). 列表中保存的扑克牌的牌面数字，不是造型编号。

2. 克隆纸牌

有了随机列表，就可以根据列表中的数字来依次克隆扑克牌了。

克隆本身比较简单，由于后续需要交换扑克牌的位置，因此还需要使用列表保存4张扑克牌的位置，同时使用私有变量对扑克牌进行编号，编号依次为1、2、3、4。

在绿旗下编写代码如下：

简单说明两点：

1). 4张牌的y坐标是固定，只有x坐标不同，因此只需要保存x坐标；

2). 这里的变量”_ID“是私有变量，为了和全局变量进行区分，专门添加了下划线，这是一个好的编程习惯。

对应的，需要设置克隆体的造型，代码如下：

代码比较简单，但需要注意，通过ID获取列表中的数字后，需要减去3。这是因为在”换成造型“指令中使用变量或运算时，优选匹配的是造型编号，而第一个造型对应的牌面是4，牌面数字和造型编号之间相差3。

执行代码，就可以实现4张扑克牌的随机排列。

3. 实现选择排序

接下来就是选择排序了，根据前面的思路分析，需要使用嵌套循环来实现。为了更好地组织代码，我们使用自制积木来实现排序，代码如下：

代码比较多，说明5点：

1). 这是一个典型的两层循环结构，外层循环表示轮次，这里有4张牌，所以需要进行3轮排序；内层循环表示每一轮的比较过程； 

2). 每一轮比较，都需要记录最小值和最小值的下标（在列表中的编号），并且需要进行初始化。为了简单起见，这里直接将下标初始化为0，最小值则设为100，当然也可以设为其它值，只要比所有的牌面数字大就行；

3). 每一轮比较，都是从未排序的第一张牌开始，因此重复次数和轮数有关系，它等于5-轮数；

4). 每一轮比较完成，都会得到最小下标值，如果等于轮数，则说明不需要交换，否则需要交换，交换时，需要借助一个临时变量；

5 ). 每一次交换之前需要等待1秒，一旦列表中的数据交换完毕，就需要交换扑克牌了，所以发送了一个”交换“的广播，等待扑克牌交换位置后继续下一轮排序。

然后在绿旗指令的末尾使用这个自制积木，如图：

4.交换纸牌

在接收到”交换“广播后，对应的两张牌需要交换位置，这里的难点是如何知道是哪两张牌呢，又是怎么交换位置的呢？

如果你做过洗牌发牌这道题，你会发现其实挺简单的，具体的分析可以参考《洗牌发牌-第14届蓝桥杯STEMA测评Scratch真题精选》这篇教程。

这里有两个列表，一个是四张牌的x坐标，另一个是四张扑克牌的数字，如图：

两个列表的编号都是1、2、3、4，对于每张扑克牌而言，可以通过造型名称找到在”点数“列表中的编号，再通过这个编号到”x坐标“列表中找到其坐标，如此就可以确定每张扑克牌的x坐标了。

比如，第一次排序后，”点数“列表中的6和8进行交换，列表就变成了：

对于扑克牌8来说，它在“点数”列表中的编号是4，对于扑克牌6来说，它的编号则是1，有了这两个编号，就可以确定其x坐标分别为180和-180，两种牌分别移到自己的位置即可。

交换之后，如图所示：

这一下应该彻底理解了吧，代码其实就只有一行，如下：

实际上，4张牌都会执行上述代码，只是另外两张扑克牌的x坐标没有发生变化而已。

至此，整个作品就创作好了，你可以运行程序来测试效果啦。

四.总结与思考

本题是中级组编程部分第6题，分数为100分，积木块数量75个左右，涉及到的知识点主要包括：

• 列表运算；

• 循环编程，尤其是嵌套循环；

• 克隆编程；

• 变量的使用，包括全局变量和私有变量；

• 选择排序算法；

这是中级组最后一题，难度较大，完成时间30分钟左右，难点有两个，一是选择排序的算法思想和实现过程，二是如何交换扑克牌。

对于排序，已经无需再强调了，是100%要掌握的基础算法。对于初级组的考生来说，只需要掌握简单的排序即可，但是对中级组的考生而言，必须要掌握冒泡排序、选择排序和插入排序等经典算法。

同时还要强调一点，一些经典的场景在蓝桥比赛中会反复出现，比如这里的排序，这里的扑克牌交换位置，因此，我们一定要重视对历届真题的学习。

超平老师给你留一个思考题，选择排序和冒泡排序有何区别，哪种排序算法更好呢？

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