2.5　随机数

随机数的应用非常广泛，在创作游戏或模拟实验等类型的Scratch项目时，使用随机数能够创造出千变万化的运动效果、外观变化、实验参数等。例如，在大鱼吃小鱼游戏中让小鱼以随机的角度任意游动，在打地鼠游戏中让地鼠随机出现在不同的地洞中，在制作雪花动画时模拟雪花随机飘落的效果，等等。Scratch提供一个“在…到…间随机选一个数”运算指令积木，能够在给定的范围内随机生成整数或小数。

2.5.1　跟我做：小鱼逍遥游

使用Scratch提供的生成随机数的功能，能够实现效果逼真的小游戏。在本案例中，我们使用随机数让一条可爱的小鱼在舞台上自由自在地游动，具体步骤如下。

（1）启动Scratch软件后，在角色列表中的小猫角色上右击，在弹出的菜单中选择“删除”命令，把默认创建的小猫角色删除掉。如图2-5-1所示。

（2）在角色列表区右上方的“新建角色”工具栏中单击“从角色库中选取角色”图标按钮，然后在Scratch的角色库中找到“角色库”→“主题”→“水下”位置下的小鱼角色Fish1（见图2-5-2），将它添加到角色列表中。

（3）切换到小鱼角色的脚本区，编写控制小鱼游动的脚本。首先将一个“当被点击”指令积木拖动到右侧的脚本区，然后从“外观”指令面板中把“将角色的大小设定为…”指令积木拖动到脚本区，拼接在“当被点击”指令积木之下。为了让舞台上的小鱼缩小，把“将角色的大小设定为…”指令积木的参数设定为20，这样使小鱼看上去显得协调一些。

（4）从“控制”指令面板中把一个“重复执行”指令积木拖动到脚本区，拼接在前面的指令积木之后。

（5）从“运动”指令面板中把一个“移动…步”指令积木拖动到脚本区，拼接在“重复执行”指令积木内部，将“移动…步”指令积木的参数设定为2。

（6）把一个“左转…度”指令积木拖动到脚本区拼接在“移动…步”指令积木之下。这个“左转…度”指令积木用于控制小鱼每次向左旋转的角度。为了让小鱼在舞台上的运动显得比较自然，使用一个随机函数生成-20～20之内的任意整数，作为小鱼每次运动时向左旋转的角度。

（7）最后再将一个“碰到边缘就反弹”指令积木拼接在“左转…度”指令积木之下。至此，“小鱼逍遥游”案例的程序脚本编写完毕，脚本清单如图2-5-3所示。

（8）单击按钮运行程序，将会看到一条可爱的小鱼在舞台上自由自在地游动。

2.5.2　生成随机数

在Scratch中生成随机数时，可以使用“在…到…间随机选一个数”指令积木。这个积木有两个参数，分别用于设定生成随机数的起始值和结束值，生成的随机数中包括这两个参数。例如，在执行“在1到10间随机选一个数”积木时，将会返回包括1和10在内的10个数中的任意一个数。

根据给定的参数是整数或是小数，这个积木将会随机生成并返回整数或小数。例如，使用“在1到10间随机选一个数”积木，返回的是整数类型的随机数；而使用“在1到10.0间随机选一个数”积木，返回的则是小数类型的随机数。这是因为后者的参数中有一个是小数，所以它生成的随机数的类型是小数。

如果希望按照一定的间距生成随机数，可以将“在…到…间随机选一个数”积木返回的随机数除以或乘以一个数。例如，使用“（在0到10间随机选一个数）/10”的组合积木，能够生成0到1之间并且以0.1为间距的随机数；使用“（在0到10间随机选一个数）*10”的组合积木，能够生成0到100之间并且以10为间距的随机数。

如表2-5-1所示，这里介绍了一些生成不同的随机数的方法。

2.5.3　动手练：随机投点画圆

1．练习重点

随机数积木、绝对值积木和平方根积木等的使用。

2．问题描述

请设计一个程序脚本，随机生成10万个点的坐标（x，y），当这些点落在一个以舞台中心为圆心、半径为100个单位的圆内时，把点画出来。

3．解题分析

由于圆位于舞台中心（0，0），因此落点的x坐标和y坐标的取值都应该在-100到100之间。使用两点间距离公式计算落点与舞台中心（0，0）的距离，如果距离小于100，就认为落点在圆内，将点画出来。

4．练习内容

（1）把图2-5-4所示的程序脚本中的空白积木替换为真实积木。

（2）修改上述脚本，要求只把落在圆外的点画出来。

（3）运行程序，把编辑菜单中的“加速模式”勾选上，并观察产生的变化。