放置积木既费时又危险，尤其是当你在生存模式下建造大型建筑时，如果你从很高的地方掉下来。你可以给一只海龟编程，让它承担这些危险而又枯燥的建筑工作，而不是自己动手建造墙壁。在这一章中，你将设计一个算法，通过向hare模块添加更多的函数来创建任何尺寸的墙。虽然本章我们将重点放在创建石砖墙上，但是这些功能将适用于任何类型的砖块，包括泥土、玻璃，甚至西瓜，正如你在图 11-1 中看到的。
图 11-1:海龟用泥土、石砖、玻璃和西瓜建造墙壁
让我们从给hare模块添加两个函数开始:一个计算海龟库存中的积木数量，另一个建造墙壁。
我们将从创建三个新的函数开始，这三个函数将对库存中的物品进行计数，选择和放置物品，并创建墙壁。我们将在本书的其他程序中使用这些函数，所以我们将它们放入我们在第 7 章中开始的hare模块。hare前 35 行保持不变。因此，我将只展示第 36 行到第 107 行的代码。
从命令 shell 中，运行 edit hare 。将光标移动到文件底部，并通过输入以下内容继续执行代码:
我会
...snip...
36.
37.
38\. -- countInventory() returns the total
39\. -- number of items in the inventory
40\. function countInventory()
41. local total = 0
42.
43. for slot = 1, 16 do
44. total = total + turtle.getItemCount(slot)
45. end
46. return total
47\. end
48.
49.
50\. -- selectAndPlaceDown() selects a nonempty slot
51\. -- and places a block from it under the turtle
52\. function selectAndPlaceDown()
53.
54. for slot = 1, 16 do
55. if turtle.getItemCount(slot) > 0 then
56. turtle.select(slot)
57. turtle.placeDown()
58. return
59. end
60. end
61\. end
62.
63.
64\. -- buildWall() creates a wall stretching
65\. -- in front of the turtle
66\. function buildWall(length, height)
67. if hare.countInventory() < length * height then
68. return false -- not enough blocks
69. end
70.
71. turtle.up()
72.
73. local movingForward = true
74.
75. for currentHeight = 1, height do
76. for currentLength = 1, length do
77. selectAndPlaceDown() -- place the block
78. if movingForward and currentLength ~= length then
79. turtle.forward()
80. elseif not movingForward and currentLength ~= length then
81. turtle.back()
82. end
83. end
84. if currentHeight ~= height then
85. turtle.up()
86. end
87. movingForward = not movingForward
88. end
89.
90. -- done building wall; move to end position
91. if movingForward then
92. -- turtle is near the start position
93. for currentLength = 1, length do
94. turtle.forward()
95. end
96. else
97. -- turtle is near the end position
98. turtle.forward()
99. end
100.
101. -- move down to the ground
102. for currentHeight = 1, height do
103. turtle.down()
104. end
105.
106. return true
107\. end输入所有这些指令后，保存程序并退出编辑器。你也可以通过运行pastebin get wwzvaKuW hare来下载这个模块。
在海龟开始建造之前，我们需要海龟检查它的库存中是否有足够的积木。假设乌龟库存中的每一件物品都是一个将在墙中使用的方块，countInventory()返回乌龟所有库存格中的物品总数。
我会
38\. -- countInventory() returns the total
39\. -- number of items in the inventory
40\. function countInventory()
41. local total = 0我们将在total变量中存储块的总数，我们最初将它设置为0。然后我们将声明一个slot变量，它将跟踪清单中哪个插槽被检查。
接下来，第 43 行的for循环使用slot变量遍历所有 16 个库存槽。
我会
43. for slot = 1, 16 do
44. total = total + turtle.getItemCount(slot)
45. end
46. return total
47\. end对于每个槽，程序调用turtle.getItemCount()函数并传递给它slot变量。每个库存槽中的块数被添加到total。循环在第 46 行结束后，函数返回total，它现在包含海龟库存中所有块的计数。注意，turtle.getItemCount()函数计算所有项目，即使它们不是石块。
为了开始建造，我们需要海龟从一个非空的位置放置积木。为此，我们将在hare模块中添加一个名为selectAndPlaceDown() 的函数。这个函数选择第一个可用的非空槽，然后在海龟下面放置一个方块。
我会
50\. -- selectAndPlaceDown() selects a nonempty slot
51\. -- and places a block from it under the turtle
52\. function selectAndPlaceDown()
53.
54. for slot = 1, 16 do
55. if turtle.getItemCount(slot) > 0 then
56. turtle.select(slot)
57. turtle.placeDown()
58. return
59. end
60. end
61\. end第 54 行是一个for循环，它在第一次迭代时将slot变量设置为1，在第二次迭代时设置为2，依此类推，直到16。这就是函数selectAndPlaceDown()如何扫描海龟库存的所有槽位。
在这个循环中，第 55 行通过调用turtle.getItemCount(slot)来检查插槽中有多少项目。如果槽中有多于零个块，56 行上的turtle.select(slot)选择该槽，57 行上的turtle.placeDown()将块放在海龟下面。一旦块被放置并且函数的工作完成，行 58 从函数selectAndPlaceDown()返回。
这个selectAndPlaceDown()函数不管海龟的清单上是什么类型的积木，也不管它们在哪个槽里。当海龟的库存里什么都没有时，循环结束，函数什么都不做。buildWall()和buildRoom()函数将调用selectAndPlaceDown()作为它们代码的一部分。
接下来，我们需要创建buildWall()函数，它采用两个参数来控制墙的大小:一个用于length，一个用于height。在写函数之前，让我们设计一下海龟建造一堵墙的算法。
当一只乌龟建造一堵墙时，它需要从地面开始，向上移动，然后在自己下面放置一块石头。然后它需要向前移动并继续放置块，直到它有一行等于length的块。一旦海龟有了一排积木，它就反方向重复这个过程。海龟继续来回移动，放置一排排的方块，直到它到达指定的height。比如说，我们假设length是4，而height是2。图 11-2 显示了海龟开始的侧视图，以及 4 × 2 的墙建成后的样子。
图 11-2:乌龟和未来 4 × 2 墙的侧视图
乌龟需要先向上移动，并在自己下方放置一个木块，如图图 11-3 所示。
图 11-3:乌龟向上移动，在它下面放了一块石头。
因为乌龟在建一堵四块长的墙，所以它向前移动三格，每移动一格就在它下面放一块。如果乌龟在建一堵六个街区长的墙，它会向前移动五格。注意这个模式:海龟前进的空间数是length - 1。为了让海龟放置length个方块，我们必须让它向前移动除了最后一个方块，导致length - 1向前移动。buildWall()功能可以这样制作任何长度的墙。
当乌龟为我们的 4 × 2 墙放置了第一行积木后，结果将看起来像图 11-4 。
图 11-4:乌龟向前移动，在它的下面放置砖块。
乌龟重复这个过程，只是这次它向后移动，如图图 11-5 所示。
图 11-5:乌龟向上移动，然后向后移动，同时在它下面放置砖块。
如果乌龟有更多的行要建，它会重复这个过程，但是是向前而不是向后。但是因为海龟完成了本例所需的行数，所以海龟完成了构建。在第 12 章中，我们希望乌龟建造四面墙来建造一个房间，所以算法应该总是让乌龟在墙的另一端的地面上完成。这样，海龟就能在合适的位置建造下一堵墙。
为了让乌龟从起点移动到墙的另一端，根据它最后移动的方向，乌龟可能需要走两条潜在的路径。如果乌龟最后一次向前移动，它会向前移动一次，然后向下移动height次。如果乌龟最后一次向后移动，它需要向前移动length次，然后向下移动height次。任何一条路径都会使乌龟在墙的远端结束，如图图 11-6 所示。
图 11-6:乌龟最终停在了墙远端的地上。
buildWall()功能可以构建任何长度和高度的墙。例如，只要你有足够的砖块，你就可以建造一堵像图 11-7 所示的高墙。对乌龟来说都一样。
图 11-7:一堵高 4 × 12 的墙是用和 4 × 2 的墙一样的算法建造的。
让我们检查执行这个算法的函数。
buildWall()函数从计算海龟库存中的物品数量开始。它假设这些项目都是将用于建造墙的块。建造一堵墙需要的块数length块长和height块高是length * height，这是我们在第 67 行检查的。
我会
64\. -- buildWall() creates a wall stretching
65\. -- in front of the turtle
66\. function buildWall(length, height)
67. if hare.countInventory() < length * height then
68. return false -- not enough blocks
69. end如果乌龟没有足够的积木来砌墙，函数在第 68 行返回false，结束函数。
如果海龟有足够的块，第 71 行的代码执行，海龟上移一个块开始新的一行。然后程序继续并将movingForward变量设置为true。
我会
71. turtle.up()
72.
73. local movingForward = true变量movingForward记录海龟应该走的方向。对于第一行，海龟会向前移动，所以movingForward变量应该是true。但是对于下一行，乌龟需要向后移动，所以我们需要在程序的后面将变量改为false。当海龟改变移动方向时，变量的值会在每一行交替变化。
为了跟踪海龟筑墙的高度，程序需要另一个变量，我们称之为currentHeight。第 75 行开始一个for循环，其中currentHeight从1迭代到height。在第一次迭代时currentHeight被设置为1，在下一次迭代时被设置为2，以此类推，直到最后一次迭代，其中currentHeight等于height。
我会
75. for currentHeight = 1, height do
76. for currentLength = 1, length do
77. selectAndPlaceDown() -- place the block
78. if movingForward and currentLength ~= length then
79. turtle.forward()
80. elseif not movingForward and currentLength ~= length then
81. turtle.back()
82. end
83. end当乌龟在建造时，我们也需要记录它在每个高度建造的墙的长度。为此，我们将使用另一个名为currentLength的变量，它是在第 76 行的第二个for循环中创建的。第二个for循环嵌套在第 75 行的循环中。在第一个for循环的每次迭代中，程序运行嵌套的for循环。这个内部嵌套的for循环从1到length迭代currentLength。图 11-8 显示了currentHeight和currentLength在建造一面 4 × 4 墙的每一点上的设置值。红色箭头显示了海龟走的路线。
图 11-8:建造 4 × 4 墙各点的 当前高度 和 当前长度 的值
在循环中，第 77 行调用selectAndPlaceDown()在海龟下面放置一个块。第 78 到 82 行的代码根据movingForward中的值和乌龟是否在墙的边缘，向前或向后移动乌龟。currentLength变量计算海龟已经走过了多少个街区。当它等于墙的length时，乌龟需要停下来，这样它才不会越过边缘。
记住海龟在最后一次迭代中不需要移动。因为第 76 行的for循环从1迭代到length，所以在最后一次迭代中currentLength等于length。这就是为什么只有当currentLength不等于(~= ) length时，第 78 行和第 80 行的条件才会运行。
第 82 行的end语句结束了第 76 行的for循环的代码块。在这个for循环之后，海龟为整行放置了积木。现在海龟必须上移一格，除非它在第 75 行的for循环的最后一次迭代。只有当currentHeight不等于height时，第 85 行的turtle.up()调用才会运行(也就是说，如果for循环不在最后一次迭代中)。
我会
84. if currentHeight ~= height then
85. turtle.up()
86. end
87. movingForward = not movingForward
88. end第 87 行切换，或将movingForward中的布尔值设置为相反值。如果movingForward为true，则线路将movingForward设置为false，如果movingForward为false，则线路将movingForward设置为true。如果海龟向前移动来建造最高的一排积木，开关会将movingForward设置为false。如果海龟向后移动来建造最高的一排积木，线 87 上的开关将把movingForward设置为true。第 87 行通过简单地将movingForward设置为not movingForward来将其设置为相反的布尔值。
第 88 行的end语句结束了从第 75 行开始的for循环。一旦执行通过了这个循环，整个墙就完成了。现在乌龟需要回到墙边的地上。首先，它需要离开墙壁，然后向下移动到地面。
回想一下，第 87 行切换了movingForward中的值，使海龟改变了方向。因此，如果现在将movingForward设置为true，海龟离起点最近，需要向前移动length块才能从墙上下来，这在第 93 行和第 94 行都做了。
我会
90. -- done building wall, move to end position
91. if movingForward then
92. -- turtle is near the start position
93. for currentLength = 1, length do
94. turtle.forward()
95. end但是如果movingForward现在被设置为false，乌龟已经在墙的另一端，只需要向前移动一格，这是它在第 98 行做的。
我会
96. else
97. -- turtle is near the end position
98. turtle.forward()
99. end不管乌龟最后是向前还是向后移动，它总是需要向下移动height个街区才能到达它开始的地面，所以 102 行上的for循环调用turtle.down()的次数等于height。
我会
101. -- move down to the ground
102. for currentHeight = 1, height do
103. turtle.down()
104. end
105.
106. return true
107\. end此时，墙已经建好，乌龟在最后的位置。因此，buildWall()函数在第 106 行返回true,表示墙已经成功构建。第 107 行的end语句结束了buildWall()函数的代码块。
我们放入到hare模块中的buildWall()函数非常有用，因为在很多程序中，你可能都想做砌墙这个任务。但是如果您只是想从命令 shell 构建一堵墙，而不是启动 Lua shell 并键入os.loadAPI('hare')和hare.buildWall(4, 2)，那么创建并运行一个程序来调用这个函数会更容易。让我们创建buildwall程序来做这件事。
从命令 shell 中，运行 edit buildwall 并输入以下代码:
建筑墙
1\. --[[Wall Building program by Al Sweigart
2\. Builds a wall.]]
3.
4\. os.loadAPI('hare')
5.
6\. -- handle command line arguments
7\. local cliArgs = {...}
8\. local length = tonumber(cliArgs[1])
9\. local height = tonumber(cliArgs[2])
10.
11\. if length == nil or height == nil or cliArgs[1] == '?' then
12. print('Usage: buildwall <length> <height>')
13. return
14\. end
15.
16\. print('Building...')
17\. if hare.buildWall(length, height) == false then
18. error('Not enough blocks.')
19\. end
20\. print('Done.')输入所有这些指令后，保存程序并退出编辑器。
在放置乌龟并将石砖块(或任何其他种类的建筑块)放入其库存后，右键单击乌龟以打开其 GUI。从命令 shell 中，输入 buildwall 4 2 并按下 ENTER 来观看海龟建造一堵四个街区长、两个街区高的墙。
如果您在运行这个程序时遇到错误，请仔细地将您的代码与本书中的代码进行比较，找出任何打字错误。如果你仍然不能修复你的程序，通过运行delete buildwall删除文件，然后通过运行pastebin get 1aZ8BhNX buildwall下载它。
buildwall程序的第一部分加载hare模块并为您调用hare.buildWall()。
建筑墙
1\. --[[Wall Building program by Al Sweigart
2\. Builds a wall.]]
3.
4\. os.loadAPI('hare')尽管大部分工作是由hare模块中的代码完成的，但是buildwall程序还有一些额外的特性。当调用hare.buildWall()时，程序需要知道为length和height参数传递什么值。当从命令 shell 运行buildwall程序时，buildwall程序可以从玩家输入的命令行参数中获得这些值。之前，您向buildwall程序传递了命令行参数4和2。你已经在运行其他程序的时候使用过命令行参数，比如在第 2 章的中，当你把命令行参数set Sofonisba传递给label程序的时候label set Sofonisba。命令行参数作为一种叫做数组的表值存储在名为{...}的 Lua 对象中，该对象由两个大括号组成，中间有三个句点。在查看接受命令行参数的代码之前，让我们看看数组是如何工作的。
你在第 7 章中第一次了解到的表值可以存储多个值。数组是另一种数据类型，其值可以存储多个值。表中的值以键值对的形式存储，而数组中的值以数字顺序存储。要访问数组中的一个值，您可以使用它的数字位置，这被称为一个索引。
注
从技术上讲，Lua 中的数组只是另一种类型的表。我们在前面的章节中使用的具有键值对的表被称为类映射表*，而数组被称为类数组表。*
数组的代码类似于表的代码。要创建一个数组，使用大括号{}，就像对表一样，但是省略键。您不需要输入键，因为值的位置会告诉 Lua 值的索引是什么。在交互式 shell 中输入以下内容以创建您自己的阵列:
lua> pets = {'mouse', 'cat', 'dog'}要访问数组中的值，请输入数组的名称，然后将值的数字索引放在方括号中，[]:
lua> pets[1]
mouse
lua> pets[2]
cat
lua> 'I have a pet ' .. pets[3]
I have a pet dog在 Lua 编程语言中，数组编号从1开始，所以要访问pets数组中的第一个值，可以输入pets[1]。
回到buildwall程序，第 7 行将命令行参数的类似数组的表值存储在一个名为cliArgs的变量中。这个变量允许您的代码使用方括号访问表值中的单个值:cliArgs[1]是第一个命令行参数，cliArgs[2]是第二个，依此类推。
建筑墙
6\. -- handle command line arguments
7\. local cliArgs = {...}
8\. local length = tonumber(cliArgs[1])
9\. local height = tonumber(cliArgs[2])所有命令行参数值都存储为字符串，即使它们看起来像数字，如'4'或'2'。为了将值从字符串转换成数值，第 8 行和第 9 行将命令行参数传递给tonumber()函数，该函数返回传递给它的字符串的数值。我们将这些数值存储在length和height变量中。
如果玩家不输入任何命令行参数(或者只输入一个命令行参数而不是两个)，程序将没有足够的信息来运行。也许玩家不知道他们应该为length和height传递数字，或者他们可能忘记键入数字。在这种情况下，程序显示一条使用信息会很有帮助，它会提醒玩家如何运行程序。如果玩家使用?作为第一个命令行参数，用法信息也会出现。
建筑墙
11\. if length == nil or height == nil or cliArgs[1] == '?' then
12. print('Usage: buildwall <length> <height>')
13. return
14\. end如果没有命令行参数或者参数不是数字，cliArgs[1]和cliArgs[2]将被设置为nil值。向tonumber()函数传递nil或不包含数字的字符串将导致它返回nil。例如，如果玩家没有输入任何命令行参数，那么第 8 行的length将被设置为nil。如果玩家只传递了一个参数，height将在第 9 行被设置为nil。第 11 行的条件检查length或height是否为nil或者第一个命令行参数是否为'?'字符串。
在玩家没有输入有效的命令行参数的情况下，print()调用会显示一条用法消息，告诉玩家键入buildwall，后跟length和height的命令行参数。length和height周围的尖括号<>表示玩家不应该键入单词“长度”和“高度”，而应该键入数字作为length和height命令行参数。
所有为buildwall程序所做的努力都在hare模块的buildWall()、selectAndPlaceDown()和countInventory()函数中。所以buildwall程序的代码很简单。准备好命令行参数后，它只调用第 16 行上的hare.buildWall()函数，并传入length和height的值。
建筑墙
16\. print('Building...')
17\. if hare.buildWall(length, height) == false then
18. error('Not enough blocks.')
19\. end
20\. print('Done.')第 16 行调用print()，这样用户就可以看到程序已经启动。当hare.buildWall()函数返回false时，没有足够的块，程序不会运行。我们在第 17 行对此进行检查，并在出现这种情况时向用户显示一个错误。然后，第 20 行打印一条消息，告诉用户程序已经完成，不管它是否已经构建了墙，还是给了用户一条错误消息。
这就是全部的buildwall程序！模块中的代码处理剩余的指令。
奖励活动:带命令行参数的 MYLABEL 程序
回到你在《T2》第三章中编写的 mylabel 程序，修改代码，这样玩家就可以使用命令行参数而不是 io.read() 函数来设置海龟的名字。添加代码行 local cliArgs = {...} 为此。您还需要使用 cliArgs[1] 而不是使用 io.read() 函数来获取乌龟新名字的字符串。如果玩家没有给出新名字作为命令行参数，一定要添加用法信息。
注意，内置的标签程序也通过使用命令行参数来工作。命令行参数使你的程序使用起来更快，因为玩家可以在运行程序时输入。
在这一章中，你用新的函数扩展了你的hare模块。countInventory()函数给出海龟库存中的物品总数。这是一种检查海龟是否有足够积木的有效方法。selectAndPlaceDown()功能让海龟在它的清单中选择一个特定的方块，并把它放到《我的世界》世界中。使用这些函数，您可以编写代码来构建任何大小的墙！
您还学习了如何编写可以读取命令行参数的程序。从第二章的开始，你就一直在使用命令行参数(比如在label set Sofonisba中使用set Sofonisba)。但是在这一章中，你学到了你可以访问{...}对象的表值来获得玩家在运行程序时输入的命令行参数。
当其他人运行您的程序时，他们可能不知道如何阅读 Lua 代码来判断您的程序需要哪些命令行参数。因此，程序可以显示一条用法消息，简要说明命令行参数。
在第 12 章中，你将在砌墙程序(我从不为我的双关语道歉)的基础上建造有四面墙的房间。