Blockly趣味编程与算法思维

本教程希望通过Blockly可视化编程语言作为编程入门工具，通过类似拼图的方式构建出程序，结合游戏案例教学，激发学生们学习编程的兴趣，推动他们更深入的探究程序设计和进行算法设计。此外，Blockly功能非常强大，可以用它开发出功能更强大的编程工具，如非常流行的编程工具Scratch、App Inventor等。用Blockly编写程序的代码可以自动转换成Javascript、Python、PHP、Lua、Dart等语言。笔者将通过游戏引入课程内容讲解，再到能力提升，增加了学习的趣味性；本教材将全面系统介绍所有知识点，并结合程序设计思维和算法思维讲解，由易到难进行编写，将更加适合不同层次的读者的使用。通过本教材的编写，提升学生学习编程的兴趣，促使学生了解计算机解决问题的一般步骤，理解程序设计思维、算法思维在问题解决过程中所发挥的作用，提高学生运用计算机知识实现问题的抽象、进行问题求解和形式化描述的能力，最终能使用计算机知识解决本专业的实际问题。深度融合现代信息技术，构建复合型的教学内容体系，集教材、微课、MOOC、互动于一体的新形态教材。本教材是湖南师范大学校级规划立项教材。

Blocky作为一种可视化编程语言，通过类似拼图的方式构建出程序。本书主要结合游戏案例教学，以激发读者学习编程的兴趣，推动他们更深入地探究程序设计和进行算法设计。
本书共分为15章，各章内容由浅入深、相互衔接。第1~9章为基础内容，主要介绍Blockly的编程环境准备、输入和输出、顺序结构、变量和数据类型、运算符和表达式、选择结构、循环结构、函数和数据结构；第10~14章是基本算法的介绍，包括算法复杂度分析、排序算法、分治算法、贪心算法和动态规划算法；第15章介绍Blockly的二次开发。本书提供教学案例110个。
本书全面系统地介绍了所有的知识点，并结合程序设计思维和算法思维的讲解，由易到难进行编写，适合不同层次的读者使用。
本书配备了丰富的教学和学习辅助资料，包括Blockly-Master和Blockly-Games、源代码、教学课件和课后习题答案等，既方便学生进行系统性学习，又方便学生进行碎片化学习。

主编教材2部；主持Google校企合作课程项目3项、校级教改项目3项；指导大学生创新项目省级和重量各2项；分别荣获2012年、2015年湖南师范大学教学成果二等奖；指导学生在省级和重量竞赛获奖20多项。主持教育部校企合作专业综合改革项目1项、湖南省科技计划项目1项、教育厅课题1项和校级课题5项；主持Google横向课题8项；指导大学生创新项目省级和重量各2项；参与国家自然科学基金1项和省部级项目多项。在省级及以上刊物发表论文10余篇。

第1章 Blockly简介和编程环境的准备 1
1.1 Blockly简介 1
1.2 Blockly编程环境 3
1.3 Blockly代码编辑器的使用 7
1.4 代码块的操作方法 9
1.5 课程学习方法 11
1.6 习题 12
第2章 输入和输出 13
2.1 Blockly输入 13
2.2 Blockly输出 14
2.3 习题 16
第3章 顺序结构 17
3.1 导入案例：Blockly Games—迷宫游戏 17
3.2 顺序结构程序设计 19
3.3 习题 21
第4章 变量和数据类型 22
4.1 变量 22
4.1.1 变量的创建 22
4.1.2 变量的使用 23
4.2 Blockly数据类型 26
4.2.1 数字 26
4.2.2 文本 29
4.2.3 逻辑类型 30
4.3 习题 31
第5章 运算符和表达式 32
5.1 Blockly运算符 32
5.1.1 赋值运算符 32
5.1.2 算术运算符 33
5.1.3 求余运算符 34
5.1.4 关系运算符 35
5.1.5 逻辑运算符 36
5.1.6 运算符优先级 37
5.2 表达式 37
5.3 习题 38
第6章 选择结构 39
6.1 Blockly导入案例 39
6.2 单分支选择结构 43
6.3 双分支选择结构 45
6.4 多分支选择结构 48
6.5 选择结构嵌套 52
6.6 习题 54
第7章 循环结构 55
7.1 重复次数循环 55
7.1.1 Blockly导入案例 55
7.1.2 重复次数循环 58
7.2 步长循环 59
7.3 条件循环 60
7.3.1 Blockly导入案例 60
7.3.2 条件循环 63
7.4 直到型循环 64
7.4.1 Blockly导入案例 64
7.4.2 直到型循环 66
7.5 中断与继续 67
7.5.1 中断循环 67
7.5.2 继续下一轮循环 69
7.6 循环嵌套 70
7.6.1 Blockly导入案例 70
7.6.2 循环嵌套 72
7.7 列表循环 73
7.8 循环的应用 74
7.9 习题 76
第8章 函数程序设计 77
8.1 Blockly导入案例 77
8.2 函数 79
8.2.1 无参数无返回值函数 80
8.2.2 带参数函数 81
8.2.3 带返回值函数 82
8.2.4 如果……返回…… 83
8.2.4 递归函数 83
8.3 断言 84
8.4 数学函数 85
8.5 习题 90
第9章 数据结构 91
9.1 列表 91
9.1.1 创建列表 92
9.1.2 一维列表 92
9.1.3 二维列表 95
9.1.4 列表函数 96
9.1.5 列表应用 104
9.2 文本 105
9.2.1 文本的基本用法 105
9.2.2 大小写转换及消除空白 106
9.2.3 寻找文本 107
9.2.4 从文本中获取字符 107
9.2.5 从文本中取得子串 108
9.3 习题 109
第10章 算法复杂度分析 110
10.1 算法复杂度 110
10.2 算法时间复杂度 111
10.3 算法空间复杂度 114
10.4 习题 114
第11章 排序算法 116
11.1 冒泡排序 116
11.2 插入排序 117
11.3 习题 119
第12章 分治算法 120
12.1 分治算法思想 120
12.2 二分查找 120
12.3 习题 123
第13章 贪心算法 124
13.1 基本思想 124
13.2 贪心算法求解问题的特性 124
13.3 求解步骤 124
13.4 会场安排 125
13.5 习题 127
第14章 动态规划算法 128
14.1 动态规划算法基础 128
14.1.1 动态规划概念 128
14.1.2 动态规划性质 128
14.1.3 解题方法 128
14.2 兔子繁殖问题 129
14.3 数字三角形 130
14.4 习题 132
第15章 Blockly的二次开发 133
15.1 块工厂 133
15.1.1 自定义块 134
15.1.2 输入 135
15.1.3 字段 136
15.1.4 类型 141
15.1.5 颜色 142
15.1.6 输入类型 142
15.1.7 连接方式 143
15.1.8 自定义块示例 144
15.1.9 保存自定义块 145
15.2 块导出器 145
15.3 工作区工厂 146
15.4 配置工作区 149
15.5 自定义工作区和工具箱代码分析 150
15.5.1 固定尺寸工作区 150
15.5.2 可调尺寸工作区 153
15.5.3 工具箱配置 154
15.5.4 类别 155
15.5.5 动态类别 156
15.5.6 添加自定义块 157
15.5.7 代码生成器 163
15.5.8 执行代码 167
15.5.9 网格 170
15.5.10 缩放 171
15.6 puzzle游戏开发 172
15.6.1 自定义块 172
15.6.2 导出代码块 175
15.6.3 导出工作区 177
15.6.4 整理文件和代码 178
15.6.5 检查答案功能实现 179
15.6.6 为猫增加多个特征块 182
15.6.7 增加鸭子拼图块 183
15.7 自定义代码编辑器和转换器 186
15.8 习题 192