前面講了什么是流程圖，今天我們就利用流程圖來幫我們設計程序，看看如何在開始程序設計時，借助流程圖來幫我們梳理思路。

要讓程序設計變得好玩，就要做一些有用或者有意思的程序出來，今天我們就要設計一個反應檢測器，讓兩個人在看到一個信號燈變化時盡快按下按鈕，由程序來判斷誰先按下，先按下的人獲得勝利。

用流程圖幫助梳理思路

要做這樣的反應檢測器，大概的思路如下：

那么如何判斷誰先按下呢？

我們可以設置2個按鈕，比如左按鈕和右按鈕，那么流程圖可以改為：

結合前面樹莓派讀取按鈕的知識，當左右兩個按鈕都綁定一個函數，先按下的按鈕就會觸發該程序，把按鈕對象作為參數傳入該函數，然后判斷該按鈕的引腳數對應左按鈕還是右按鈕就可以判斷出來哪個先按下了，從而判斷輸贏。

那么新的流程圖應該如下：

電路和需要的器材

思路理清了，我們就可以設計電路了，變化的信號燈可以用LED。所以器件列表如下：

• 一個LED，顏色不限
• 一個1K歐姆電阻，配合LED使用。
• 兩個按鈕。
• 若干跳線，用于連接器件
• 面包板，可選，推薦使用
• GPIO擴展板，可選，推薦使用

電路設計圖如下：

最終連接好的電路如下

Python代碼

現在可以按設計好的電路，讓指示燈點亮隨機時間后熄滅，左右2人看到燈熄滅后馬上按下按鈕。然后由程序來決出勝負。

隨機時間由random庫的uniform函數來生成，它的用法如下：

uniform(x,y)  #生成一個介于x和y之間的隨機浮點數，x是最小值，y是最大值

比如我們要讓燈亮5到10秒之間，那么可以使用uniform(5,10)來獲取隨機數，數值將是大于5，小于10的浮點數。

我們的程序代碼：

from gpiozero import LED,Button


from time import sleep
from random import uniform
from os import _exit



yellow= LED(5)   #黃燈鏈接了GPIO5


right = Button(17) #右按鈕連接了GPIO17
left = Button(22)  #左按鈕連接GPIO22


def btnPressed(button):
    btnpin = button.pin.number  #讀取按下的引腳編號
    print("pressed: "+str(btnpin))
    if btnpin == 17:   #是否為右引腳
        print("右邊按鈕被先按下，右邊贏！")
    else:
        print("左邊按鈕被先按下，左邊贏！")
    _exit(0)      #退出程序




right.when_pressed = btnPressed
left.when_pressed = btnPressed
yellow.on()   #黃燈亮
sleep(uniform(5,10))   # 等待5-10秒之間的隨機數
yellow.off()   #指示燈熄滅，玩家開始按鍵。

運行上面的程序，當黃燈熄滅時，2個玩家都按下按鈕，程序可以判斷出來是誰先按下了，但是這個程序有一個限制，每運行一次就退出了，要再次比賽，則需要重新啟動程序。

我們嘗試修改一下程序，每次決出勝負后，可以馬上進行下一輪比賽。把指示燈控制部分移到while循環里。新代碼如下：

from gpiozero import LED,Button


from time import sleep
from random import uniform
from os import _exit
   
yellow= LED(5)   #黃燈鏈接了GPIO5


right = Button(17) #按鈕連接了GPIO17
left = Button(22)


def btnPressed(button):
    btnpin = button.pin.number
    print("pressed: "+str(btnpin))
    if btnpin == 17:
        print("右邊按鈕被先按下，右邊贏！")
    else:
        print("左邊按鈕被先按下，左邊贏！")


right.when_pressed = btnPressed
left.when_pressed = btnPressed
while True:
    yellow.on()
    sleep(uniform(5,10))
    yellow.off()
    print("waiting")
    left.wait_for_press()    #等待按鈕被按下，在按鈕按下前暫停此處
    right.wait_for_press()  #等待按鈕被按下，在按鈕按下前暫停此處

結果執行后發現如下的比賽結果：

從程序輸出看，雖然可以通過輸出的先后順序判斷出是左邊的按鈕先按下，但是因為右邊的按鍵也差不多同時調用了btnPressed程序，也打印了右邊贏的信息，這顯然是應該改進的。

怎么改呢？

是不是可以加一個標志變量呢？當第一個按下的按鈕觸發了btnPressed函數后，下一個按鈕再次進入時應該看到這個標志位，并且知道自己已經輸了。流程圖應該改為這樣

最終的程序如下：

from gpiozero import LED,Button


from time import sleep
from random import uniform
from os import _exit

yellow= LED(5)   #黃燈鏈接了GPIO5


isWon = False   # 標志變量，第一個按下的按鈕會改變它為True


right = Button(17) #按鈕連接了GPIO17
left = Button(22)  #左按鈕連接GPIO22


def btnPressed(button):
    global isWon      #使用全局變量isWon
    if isWon == True:  # 已經被更新為True，表示自己按晚了
        return       #什么也不做，直接退出該函數
    else:
        isWon = True    # 表示自己是贏家，把這個標志位設為True 
    btnpin = button.pin.number   #讀取按下的引腳編號
    print("pressed: "+str(btnpin))
    if btnpin == 17:
        print("右邊按鈕被先按下，右邊贏！")
    else:
        print("左邊按鈕被先按下，左邊贏！")


right.when_pressed = btnPressed
left.when_pressed = btnPressed


while True:
    isWon  = False
    yellow.on()
    sleep(uniform(5,10))
    yellow.off()
    print("waiting")
    left.wait_for_press()
    right.wait_for_press()

運行上面的代碼，可以每次循環進行一次比賽，只有當2個按鈕都按下，決出勝負后才會進入下一個循環。從而實現了程序運行時可以不斷進行比賽的效果。