C語言從猜數(shù)字游戲中理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

更新時(shí)間：2022年04月15日 15:15:30 作者：ypandam

猜數(shù)字是興起于英國的益智類小游戲，起源于20世紀(jì)中期，一般由兩個(gè)人或多人玩，也可以由一個(gè)人和電腦玩。游戲規(guī)則為一方出數(shù)字，一方猜，今天我們來用這個(gè)游戲案例理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1 猜數(shù)字游戲-問題描述

這個(gè)游戲一點(diǎn)都不陌生，猜價(jià)格是一度很火的綜藝節(jié)目。很多老師也用這個(gè)案例作為課堂案例。在這里，我想把重點(diǎn)放到“思維層面上”，即：為什么要這樣寫代碼，就實(shí)現(xiàn)了猜數(shù)字游戲的功能。

我們先來說真人版的猜數(shù)字游戲：

A：心里默默出一個(gè)數(shù)字（約定一個(gè)范圍，假設(shè)[1-100]之間），開始猜把

B猜：50

A: 大了

B猜：25

A：小了

B猜：150

A：你違規(guī)了

B猜：30

A：猜對(duì)了！正確答案就是30！是否繼續(xù)猜？

B：需要

…

2 問題分析

從前面的真人版，換成人機(jī)版：

現(xiàn)實(shí)世界	程序模擬	實(shí)現(xiàn)途徑
A	電腦
心里默默出一個(gè)數(shù)字	一個(gè)變量的值	隨機(jī)數(shù)/手動(dòng)在程序里悄悄定義的變量值/其他（總之就是你解決：產(chǎn)生一個(gè)數(shù)的方法）
B猜	B敲鍵盤	scanf掃描鍵盤
A說大了、小了、對(duì)了	計(jì)算機(jī)判斷并輸出判斷結(jié)果	if判斷
A和B之間的繼續(xù)猜	重復(fù)事件	循環(huán)

所謂“天下大事必做于易，天下難事必做于細(xì)”，

有了一個(gè)對(duì)現(xiàn)實(shí)問題的一個(gè)分析，你還可以把一個(gè)問題進(jìn)行逐層簡(jiǎn)化，然后再逐層豐富其功能：

1）猜一次

2）直到猜到為止

3）限定猜的次數(shù)，并顯示當(dāng)前是第幾次猜

4）處理特殊情況：如果你提前猜到了；如果你猜的數(shù)超出了范圍

5）猜更多的數(shù)

6）對(duì)游戲計(jì)時(shí)、一分鐘猜對(duì)得越多還可以設(shè)關(guān)卡

…

這樣，就會(huì)對(duì)一個(gè)較為綜合的問題，有了一個(gè)自己的方案，接下來就可以開始嘗試逐個(gè)擊破了。

3 問題解決

3.1 猜一次

用IPO的思維，繼續(xù)分析這種情況，其故事流程是不是這樣的：

// I:輸入

1）計(jì)算機(jī)：出一個(gè)數(shù)

2）用戶：鍵盤輸一個(gè)數(shù)（猜）

3）計(jì)算機(jī)：獲得這個(gè)數(shù)

//處理并輸出

4）計(jì)算機(jī)：判斷這個(gè)數(shù)和自己出的數(shù)的大小關(guān)系

5）計(jì)算機(jī)：根據(jù)不同的關(guān)系，告訴你猜大了、小了、對(duì)了

6）計(jì)算機(jī)：告訴你正確答案

根據(jù)輸入與輸出，確定要定義的變量：計(jì)算機(jī)出的數(shù)、用于猜的數(shù)

程序員要做的：就是把上面的故事流程，用一種編程語言描述出來。

而故事的流程就是：算法；

編程語言描述出來的就是：程序

那么，我們就可以得到以下程序了：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
	int guess,magic;       //magic計(jì)算機(jī)想的數(shù)
	srand(time(NULL));     //用時(shí)間做種子，產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)
	magic = rand()%100+1;    //隨機(jī)數(shù)落到1-100之間
	printf("guess a number:\n");     //用戶猜一個(gè)數(shù)
	scanf("%d",&guess);
	if(guess>magic)           //計(jì)算機(jī)判斷，并告訴你猜的情況
		printf("too big!\n");
	else if(guess<magic)
		printf("too small!\n");
	else
		printf("right!\n");
	printf("the right number is %d\n",magic);
	return 0;
}

3.2 直到猜到為止

接著上面的故事。

還要繼續(xù)猜：

1）計(jì)算機(jī)出的數(shù)是否應(yīng)該變化？ ——顯然，不能變，變了就作弊了

2）用戶還要繼續(xù)猜 —— 那么就還要再敲鍵盤、計(jì)算機(jī)還要繼續(xù)獲得這個(gè)數(shù)（3.1節(jié)代碼：Line9-10）

3）計(jì)算機(jī)還要繼續(xù)判斷——還要判斷大小關(guān)系（3.1節(jié)代碼：Line11-16）

因此，3.1節(jié)代碼Line9-16就應(yīng)該反復(fù)做，循環(huán)體就確定了；

直到猜到為止：循環(huán)條件則是magic！=guess

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
	int guess,magic;       
	srand(time(NULL));     
	magic = rand()%100+1;    
	do{       ///用戶和計(jì)算機(jī)判斷是循環(huán)體
		printf("guess a number:\n");  
		scanf("%d",&guess);
		if(guess>magic)         
			printf("too big!\n");
		else if(guess<magic)
			printf("too small!\n");
		else
			printf("right!\n");
	}while(guess!=magic);  //循環(huán)條件
	printf("the right number is %d\n",magic);
	return 0;
}
}

3.3 限定猜10次

循環(huán)結(jié)束條件就變?yōu)椋翰铝?0次結(jié)束

那么就需要一個(gè)計(jì)數(shù)器，每猜一次，計(jì)數(shù)器+1，到10次，循環(huán)結(jié)束；

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
	int guess,magic;       
	int count=0;      //計(jì)數(shù)器，一次都還沒有猜，初始為0
	srand(time(NULL));     
	magic = rand()%100+1;   
	do{
	    count++;        //猜1次，計(jì)數(shù)器加1
		printf("the %dth: guess a number:\n",count);     //顯示第幾次猜    
		scanf("%d",&guess);
		if(guess>magic)           
			printf("too big!\n");
		else if(guess<magic)
			printf("too small!\n");
		else
			printf("right!\n");
	}while(count<=10);   //判斷猜到10次了沒有
	printf("the right number is %d\n",magic);
	return 0;
}

3.4 處理特殊情況

情況1：如果用于猜的范圍超出[1,100]，給出提示

顯然，從鍵盤獲得用戶猜的數(shù)（3.3節(jié)代碼Line13）后，就應(yīng)判斷：

—— a）是否超過了[1,100]的范圍，是，本次不判斷猜的情況，用戶重新猜下一次；

——b）否，則判斷用戶猜的情況。

情況2：如果不到10次就猜到了，提前結(jié)束循環(huán)；

這就是代碼輸出“right！”的情況（3.3節(jié)代碼Line19），同時(shí)加上結(jié)束循環(huán)的語句break就ok。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
	int guess,magic;       
	int count=0;      
	srand(time(NULL));     
	magic = rand()%100+1;   
	do{
	    count++;        
		printf("the %dth: guess a number:\n",count);     
		scanf("%d",&guess);
		if(guess>100 ||guess<1)    //處理情況1
		{
			printf("You guess the number should be in the range [1,100]:\n");
			continue;      //跳過本次循環(huán)
		}
		if(guess>magic)           
			printf("too big!\n");
		else if(guess<magic)
			printf("too small!\n");
		else
		{
			printf("right!\n");
			break;             //處理情況2
		}
	}while(count<=10);   
	printf("the right number is %d\n",magic);
	return 0;
}

3.5 猜下一個(gè)數(shù)

分析：

1) 上一個(gè)數(shù)的猜，已經(jīng)結(jié)束；—— 3.4節(jié)代碼中的Line29

2) 詢問用戶，是否繼續(xù)進(jìn)行游戲； ——輸出一條詢問語句

3) 輸入用戶的意愿； —— scanf輸入

4) 如果是，則繼續(xù)做游戲；否則游戲結(jié)束 ——新的循環(huán)是否繼續(xù)的條件

5) 重新給10次猜的機(jī)會(huì) ——計(jì)數(shù)器清0

6) 計(jì)算機(jī)再重新想一個(gè)數(shù)； ——3.4節(jié)代碼中的Line 8-9

7) 繼續(xù)猜； ——3.4節(jié)代碼中的Line 10-29

于是3.4節(jié)代碼的Line8-29是需要繼續(xù)作為新的循環(huán)的循環(huán)體。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
	int guess,magic;       
	int count;
	int reply=0;   //用戶是否繼續(xù)游戲
	do{
		count=0;               //每猜一個(gè)新的數(shù)，計(jì)數(shù)器清0
		srand(time(NULL));      //重新產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)來猜 
		magic = rand()%100+1;   
		do{
			count++;        //猜1次，計(jì)數(shù)器加1
			printf("the %dth: guess a number:\n",count);         
			scanf("%d",&guess);
			if(guess>100 ||guess<1)
			{
				printf("You guess the number should be in the range [1,100]:\n");
				continue;
			}
			if(guess>magic)           
				printf("too big!\n");
			else if(guess<magic)
				printf("too small!\n");
			else
			{
				printf("right!\n");
				break;
			}
		}while(count<=10);   
		printf("the right number is %d\n",magic);
		printf("Is the game continue? 1(yes) or 0(no):\n"); //詢問是否繼續(xù)游戲
		scanf("%d",&reply);   //獲得用戶的意愿
	}while(reply==1);        //如果意愿是1，則繼續(xù)游戲；否則，整個(gè)程序結(jié)束
	return 0;
}

小結(jié)：

程序其實(shí)就是用計(jì)算機(jī)的語言，描述你要解決的問題。

所以，對(duì)初學(xué)者來說，學(xué)好程序有如下點(diǎn)：

1）學(xué)會(huì)把現(xiàn)實(shí)問題和計(jì)算機(jī)世界做一個(gè)抽象，如上面的表格

2）把一個(gè)大的問題逐層簡(jiǎn)化

3）從小問題入手，層進(jìn)式解決問題

當(dāng)然，分析問題是整個(gè)過程的重點(diǎn)，切勿拿著個(gè)問題，就想著代碼怎么寫，算法才是程序的靈魂。

同學(xué)們還可以在上面代碼的基礎(chǔ)上，讓這個(gè)游戲的功能更加豐富，繼續(xù)加油吧！

到此這篇關(guān)于C語言從猜數(shù)字游戲中理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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