人的算法叫做人算，天的算法叫做天算，按照這種簡稱方式，那麼計算機的算法難道叫做“計算”？感覺瞬間降了幾個檔次呀！不過總算還是比“算計”來得好。以上純屬插科打諢，下面進入正題。
依舊是本着生涯教育的第一步——通識教育爲出發點，除了從計算機語言方面的學習來了解信息技術之外，通過對基礎算法的學習，不僅可以深入瞭解計算機如何“思考”，而且還可以提升自我的邏輯思維能力以及解決問題的能力。另外，算法是獨立於語言之外的，而語言只是實現算法的媒介，所以，當您理解了相關的算法之後，就可以用不同的語言在計算機上實現，比如c、c++、java、python、scratch等等，甚至在現實世界中，有意識地將算法加入到自己的方法體系中，以應付這個萬千世界。
本系列課程面向對象爲小學三年級以上學生，爲使在學習算法的過程中，更便於不同業界大佬在計算機上實操，課程將藉助scratch來實現算法。（不懂scratch的同學可以百度搜索一下，只要你懂得搭建積木，那麼入門還是非常容易的，這裏不贅述。考慮部分同學可能第一次接觸scratch，所以本課針對算法的實現過程錄製了微課視頻）因爲課程主要介紹基礎算法部分內容，相信大部分同學也是第一次接觸算法，顧，本課程題爲——《算法初體驗》。
壹·地毯式搜索
一天，小A的爺爺來學校接小A回家，因爲重新分了班，小A的爺爺只記得小A的教室在5樓，但不記得具體是哪個教室哪個班級了。所以他上到5樓之後，就從第一個教室開始找，沒有，就到第二個教室找，再沒有，就到第三個教室找，就這樣一個教室一個教室找直到找到小A爲止。找到小A了後，如果5樓的教室還有很多，那小A的爺爺還需要繼續去剩下的教室找嗎？
在這種情形下，當然是不用了。
剛纔小A爺爺找小A其實就是要解決一個搜索問題，我們來分析一下，解決搜索問題一般有哪些步驟。
第一步，確定要找的東西，也就是要找的目標，在開頭的故事中就是“小A”；
第二步，確定你要搜哪裏，也就是搜索的範圍，在開頭的故事中就是5樓的教室；
第三步，確定你如何展開搜索，也就是搜索的方法，在開頭的故事中小A的爺爺用的是什麼方法呢？對了，就是窮舉法。
其實，日常生活中我們經常會用到窮舉法來找東西，特別是在凌亂無序的房間裏找東西；在解決數學問題的過程中，我們也會用窮舉法來幫助我們找到符合問題所要的答案，比如中國古代的百雞問題等等；在計算機的世界裏，窮舉法則是求解問題最常用的方法之一。
貳·千篇不如一例
說一千道一萬，不如來一個實例，我們一起來看下面一道練習：新建一個列表，隨機生成12個數字插入到列表中。用戶輸入一個數字，利用窮舉法判斷這個數字在不在這個列表裏，如果在，則返回這個數字在列表中首次出現的序號，否則，返回“不存在”。
比如：下面的列表，輸入“10”，返回“您查找的數字在第8項”。輸入“50”，返回“您查找的數字不存在”。輸入“19”，返回什麼呢？這裏我們只需要知道這個數字在不在列表中，而且題目要求只需要返回列表中首次出現的序號，所以我們只需要返回“您查找的數字在第4項”就可以了。
接下來，我們用scratch來實現一下，具體看如下步驟：（同學也可以直接觀看步驟後緊接着的微課視頻）
1、這裏用“空格”來作爲觸發一個開始的事件。
2、新建一個列表：命名很重要，我們把這個列表命名爲“RandomList”--隨機列表。
3、爲了多次使用，首先要“初始化”列表，清空列表：每一個軟件都會有一個最初的狀態，這個最初的狀態在計算機的世界裏通常通過“初始化”來實現。
4、利用隨機數，運用循環結構，將隨機生成12個數字插入到列表中。
5、現在要開始詢問用戶需要查找什麼數字了，我們用到“詢問”積木塊，詢問句子可以爲“請輸入您要查找的數字。”
6、scratch執行到這裏會自動等待用戶輸入結果，結果會存在“回答”裏。
7、接收到用戶的“回答”後，我們要開始用用戶“輸入”的回答進行判斷。
8、判斷的對象就是列表中的每一個數，我們利用窮舉法，一個一個來進行比較判斷，當我們找到用戶要的結果時，按照題目要求，我們不需要再尋找下去了，直接跳出循環。這邊我們用“重複執行直到”來進行判斷，結束循環的條件有兩個：一個是找到了；另一個是找遍了沒找到。
9、爲了能夠標識我們現在比較的是列表中的第幾項，我們需要新增一個變量來標記當前比較的是列表中的第幾項，變量的名字也是非常重要的，一般根據變量的作用和功能來取名。這邊的變量主要是用來記住現在我們在判斷列表中的第幾項。類似這樣的變量我們通常叫做“下標”，這裏我們用“Index”來命名它。
10、一開始，我們需要把Index的值標記爲項目中的第一項，然後在循環的判斷條件中，找到了意味着“列表中的第Index項”等於“回答”，找遍了沒找到意味着“Index”大於“列表中的項目數”。
11、循環體結束後，我們做以下工作，利用選擇結構來輸出反饋的結果。
12、按照題目要求，如果“Index”大於“列表中的項目數”，那麼我們回答“你查找的數字不存在”，否則，我們回答“您查找的數字在第Index項”。這裏我們用到了字符串的連接。
13、好了，接下來，我們按下“空格鍵”可以測試啦。
14、如果沒問題，我們把完成的窮舉法練習代碼保存起來，保存的文件名命名也很重要，這裏我們可以取名爲：“算法初體驗_窮舉法”。
不熟悉scratch的同學可以通過關注微信公衆號，到以下鏈接的微課視頻進一步瞭解實現過程：
https://mp.weixin.qq.com/s/b0H_6g3i9p9IOMf98zlwGg
具體代碼參考如下：
叄·歸納小結實戰鞏固
實現了人生中第一個算法，非常有成就感有木有。那麼接下來我們擴展下，現在小A作爲學生幹部，要檢查5樓的教室的衛生情況，看哪些是沒打掃乾淨的，這裏搜索目標是“沒打掃乾淨的教室”，搜索範圍是“5樓的教室”，搜索方法這裏當然也需用到窮舉法，即“一個教室一個教室去檢查”，但是跟我們開頭的故事有點不同的是，這裏如果檢查到了有一間教室衛生狀況不好，那小A就停止下來不繼續檢查剩下的教室了嗎？當然不是，在這裏，小A需要把所有的教室都檢查一遍，然後把衛生狀況不好的教室統一列出來。
在這裏體現了窮舉法的基本思想：列舉出所有可能的情況，逐個判斷有哪些是符合問題所要求的條件，從而得到問題的全部解答。
總之，窮舉法是可以解決搜索問題的一種方法，解決搜索問題，我們有三個步驟，分別是確定目標，確定範圍，最後，根據目標和範圍來確定搜索的方法。
同學們可以通過以下的課後習題鞏固一下今天所學的新知，新建一個列表，隨機生成20個數字插入到列表中。用戶輸入一個數字，利用窮舉法判斷這個數字在不在這個列表裏，如果在，則返回這個數字在列表中的所有序號，否則，返回“不存在”。
比如：下面的列表，輸入“10”，返回“第8項”。輸入“50”，返回“不存在”。輸入“19”，返回“4，5”，這裏我們看到第4項和第5項都是數字19，所以返回值應該是這兩個序號。
肆·走出舒適區
村上說：“痛楚不可避免，磨難卻可以選擇”，疫情當前，很多同學在玩遊戲，滿足於及時反饋帶來的低級成就感，而更多的同學在不斷地夯實自己的基礎知識、基本技能，甚至乎用自己所學的知識來做遊戲、制定遊戲規則。希望自覺的學生習得更多的技能和知識，也期盼不自覺的學子早日醒悟。
scratch的教學多數是以製作遊戲或者動畫爲主，本系列課程也想借此來跟大家分享其實scratch還可以做更多有趣的事情。當然了，課程根本目的是爲了與大家一起來學習基礎的算法，“技多不壓身”，期盼大家走出舒適區，就如同肌肉成長一樣，不破不立。
識別二維碼關注“梅外成長記”公衆號，跟您一起成長，一起終身學習