高树芳

【摘 要】Raptor软件是一种基于流程图的图形化的算法设计工具，本文对Raptor软件的下载、安装与启动方法、以及Raptor的基本符号和使用方法进行了简介。利用Raptor软件作为程序设计基础课程的实验环境，可以把传统的“写程序”过程变成“画程序”过程，可大大降低初学者学习编程语言的难度，激发学生学习兴趣，提高课程教学效果。

【关键词】Raptor；程序设计；流程图；教学改革

一、引言

Raptor（The Rapid Algorithmic Prototyping Tool for Ordered Reasoning，用于有序推理的快速算法原型工具），它提供6个基本图形符号，用户可以用连接流程图的方法创建算法，然后调试和运行算法，还可以将流程图直接转换成C++、C#和Java等高级程序语言。

学习Raptor可以从零开始培养学生的程序设计基础，包括语言基础，三种控制结构（顺序、选择、循环），也包括数组、函数、子程序等模块化程序设计内容，还包括图形界面的设计以及视窗交互程序内容。借助Raptor软件学习编程，可以激发学生的学习兴趣，培养学生的逻辑思维能力，促进学生思考与创新。

二、Raptor软件的使用

（一）下载、安装与启动

Raptor是一款免费的工具，可以从百度等网站下载，官方网站是http：//raptor.martincarlisle.com/，网站提供安装版和便携版（绿色版本）两种版本。本文内容基于4.0.5汉化版。安装Raptor后桌面上会出现一个程序图标，双击图标即可启动程序。

Raptor有初级、中级、面向对象三种模式，用户可以从“模式”菜单中选择。其中，初级模式可以创始建子图，但不能创建子程序；中级模式既可以创始建子图和子程序；面向对象模式用于创建UML图。

（二）Raptor的基本使用

启动Raptor后，工作区中默认有开始（Start）和结束（End）两个符号。绘制流程图时，先从左侧符号区单击某个符号，然后将鼠标指针指向流程图中的箭头线段，当鼠标指针变为小手形状时单击鼠标即可画出符号，再次在箭头线段上单击小手则会再次画出同样的符号。

双击符号会弹出对话框以编辑符号内容；拖动符号可改变符号位置；右击符号会弹出快捷菜单，可从中选择“复制/剪切/粘贴/注释”等选项进行相应操作；拖动鼠标在流程图中拖出一个虚框（其中的符号会显示为红色），可以将选中部分作为一个整体复制/移动或删除。

单击工具栏上的运行按钮运行流程图，运行结果会在主控制台输出，同时会显示运算次数。在窗口左下角的观察窗口还将动态显示各个变量的值。

（三）Raptor的基本符号

1）输入符号（Input）

用于在程序执行过程中从键盘输入数据并将数据保存到一个变量。在“输入提示”文本框中输入提示信息，告知要输入的数据类型、值的范围、数据计量单位等信息，提示信息要用一对英文双引号引起，在“输入变量”文本框中输入变量名称，变量名称以字母（不区分大小写）和下划线打头，可以使用数字符号，不能包含空格和保留字。例如：提示信息为”Input your age”，变量名为age，在图形中将会显示”Input your age” GET age字样。

2）输出符号（Output）

用于在主控窗口显示加工处理后的信息，可以显示一个或多个文字串或变量，每个文字串要用一对双引号引起，文字串和（或）变量之间要使用“+”号连接，例如：”x=”+x。如果希望在输出信息后另起一行，则需要选中“End current line”复选框。例如，要以“x=5，y=6”的格式输出x和y两个变量的值，输出框内容应为："x="+x+"，y="+y 。

3）赋值符号（Assignment）

用于执行计算然后将结果存储在变量中。例如，要将8赋给age变量，应该在“Set”文本框中输入变量名称age，在“to”文本框中输入8。“to” 文本框中可以是常量、变量或表达式。一个赋值语句只能给一个变量赋值。赋值语句显示为age←8。

4）选择符号（Selection）

用于实现分支算法。双击菱形框输入判定条件，表达式可以由常量、变量和运算符组成，可以使用关系运算符（如>、>=、=、！=等）构造表达式，也可以使用逻辑运算符“与（and）”“或（or）”“非（not）”“异或（xor）”构造多条件表达式。

可以在Yes分支或No分支中的一个分支线段上插入流程图符号，从而形成单分支结构；也可以在Yes分支和No分支中都插入流程图符号，形成双分支结构；还可以在Yes分支或（和）No分支中再插入选择符号，从而构成嵌套分支结构。

5）循环符号（Loop）

用于实现循环结构。双击椭圆符号或菱形框符号均可输入循环条件，条件表达式为真（true）时执行Yes分支退出循环；条件表达式为假（false）时则执行No分支，此时将执行循环体内的语句。

可以在菱形框符号的上方或下方插入流程图符号以设置要重复的语句。菱形框符号上方的语句“至少”会执行一次，菱形框符号下方的语句是“先判断、再执行”，也可以一次也不执行，可见Raptor完全可以模拟诸如C语言的“while”“do while”“for”三种循环结构，但是不能实现高级语言中循环的异常结束或退出功能（continue和break语句）。

（四）利用“子程序”实现模块化程序设计

Raptor中有子图和子程序概念。子图是将main子图进行扩展或折疊的一种方法，可以将一个大的复杂的流程图划分为一个main子图和多个其他子图，从而使图形的阅读和修改变得容易。所有子图和main子图共享所有变量，各图之间无须定义和传递参数信息。

子程序是带有参数的子图。main子图也可以看成一个子程序。子程序是相互独立、级别平等的，每个子程序有各自的变量，一个子程序中的变量和调用它的程序没有关系，一个子程序和调用它的子程序之间通过子程序的参数传递信息。参数有输入、输出、输入/输出（in、out、in out）三种，输入参数向所调用的子程序传递信息；输出参数由子程序向调用它的子图或子程序返回信息；输入/输出参数在子程序和调用方双向传递参数。

例如：设计判断一个整数是否是闰年的流程图，在main子图中输入一个年份nf变量，然后调用leap子程序，由子程序判断nf是否是闰年，如果是闰年返回1，否则返回0，最后在main子图中根据返回的值（1或0）输出是否是闰年。leap子程序需要设置两个参数nf和m，nf表示年份，它是输入参数，它从main传递给leap；m是输出参数，它从leap将m传递参数。

三、Raptor在程序设计课程中的应用

近年来，笔者在“C语言程序设计”课程教学中，坚持使用Raptor辅助教学，从输入/输出语句、三种结构，到数组、函数内容教学中，都指导学生先使用Raptor设计流程图，再将流程图转换为代码。实践证明，学生非常喜欢Raptor工具，在没有写代码之前就有了成就感，增强了编程的自信心。Raptor工具的学习可以穿插在课程教学中，不需专门安排学时。在学习具体语言时要注意区分Raptor和编程语言的具体差异。

【参考文献】

[1]张光建. 使用Raptor培养学生程序设计思维[J].福建电脑，2015，（8）.

[2] Raptor官网： http：//raptor.martincarlisle.com/