【Rust】——猜数游戏

🎯简介

       你将会学到 let、match、方法（method）、关联函数（associated function）、外部 crate 等知识！后续文章会深入探讨这些概念的细节。

       猜猜看游戏。它是这么工作的：程序将会随机生成一个 1 到 100 之间的随机整数。接着它会请玩家猜一个数并输入，然后提示猜测是大了还是小了。如果猜对了，它会打印祝贺信息并退出。

🎯过程

🚝创建文件并用vscode打开

$ cargo new guessing_game
$ cd guessing_game
$ code .

• 第一个命令，cargo new，它获取项目的名称（guessing_game）作为第一个参数。
• 第二个命令进入到新创建的项目目录。
• 第三个命令使用vscode打开文件夹。

🚝编写并分析猜测代码

🥽源码

use std::io;
 
fn main() {
    println!("猜数游戏!");
 
    println!("请输入你猜的数字：");
 
    let mut guess = String::new();
 
    io::stdin().read_line(&mut guess).expect("发生错误");
 
    println!("你猜的数字是：{}"，guess);
}

🥽分析

为了获取用户输入并打印结果作为输出，我们需要将 io输入/输出库引入当前作用域。io 库来自于标准库，也被称为 std：

use std::io;

如果你需要的类型不在预导入内容中，就必须使用 use 语句显式地将其引入作用域。std::io 库提供很多有用的功能，包括接收用户输入的功能。

fn main() {

fn 语法声明了一个新函数，小括号 () 表明没有参数，大括号 { 作为函数体的开始。

提醒：println! 是一个在屏幕上打印字符串的宏。

创建存储用户的输入：

let mut guess = String::new();

提醒：要使用关键字mut（后续文章会进行讲解）创建变量，只用let，创建是常量，变量默认是不可变的，这意味着一旦我们给变量赋值，这个值就不再可以修改了。

       等号（=）告诉 Rust 我们现在想将某个值绑定在变量上。等号的右边是 guess 所绑定的值，它是 String::new 的结果，这个函数会返回一个 String 的新实例。

 ::new 那一行的 :: 语法表明 new 是 String 类型的一个 关联函数（associated function）。关联函数是针对类型实现的，在这个例子中是 String，而不是 String 的某个特定实例。一些语言中把它称为 静态方法（static method）。

 new 函数创建了一个新的空字符串，你会发现很多类型上有 new 函数，因为它是创建类型实例的惯用函数名。

      总的来说，let mut guess = String::new(); 这一行创建了一个可变变量，当前它绑定到一个新的 String 空实例上。

io::stdin().read_line(&mut guess)

 .read_line(&mut guess)，调用read_line方法从标准输入句柄获取用户输入。我们还将 &mut guess 作为参数传递给 read_line() 函数，让其将用户输入储存到这个字符串中。read_line 的工作是，无论用户在标准输入中键入什么内容，都将其追加（不会覆盖其原有内容）到一个字符串中，因此它需要字符串作为参数。这个字符串参数应该是可变的，以便 read_line 将用户输入附加上去。

 &(取地址符) 表示这个参数是一个 引用（reference），它允许多处代码访问同一处数据，而无需在内存中多次拷贝。引用是一个复杂的特性，Rust 的一个主要优势就是安全而简单的操纵引用。完成当前程序并不需要了解如此多细节。现在，我们只需知道它像变量一样，默认是不可变的。因此，需要写成 &mut guess 来使其可变，而不是 &guess。（第四章会更全面的解释引用。）

.expect("发生错误");

用于报错处理。

println!("你猜的数字是：{}"，guess);

将用户猜的数字打印出来，guess也可以写到{}里；

🚝生成一个随机数

🥽引入rand

在我们使用 rand 编写代码之前，需要修改 Cargo.toml 文件，引入一个 rand 依赖。

在Cargo.toml修改成以下代码：

[dependencies]
rand="0.3.14"

在 Cargo.toml 文件中，标题以及之后的内容属同一个片段，直到遇到下一个标题才开始新的片段。[dependencies] 片段告诉 Cargo 本项目依赖了哪些外部 crate 及其版本。

可以用cargo update进行更新

提醒：一定要开启rust服务（可以点击ctrl+shift+p，在输入框里搜索rust）

🥽代码分析

use rand::Rng;

Rng 是一个 trait，它定义了随机数生成器应实现的方法，想使用这些方法的话，此 trait 必须在作用域中。

let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1，101);

 rand::thread_rng 函数提供实际使用的随机数生成器：它位于当前执行线程的本地环境中，并从操作系统获取 seed。接着调用随机数生成器的 gen_range 方法。这个方法由 use rand::Rng 语句引入到作用域的 Rng trait 定义。gen_range 方法获取一个范围表达式（range expression）作为参数，并生成一个在此范围之间的随机数。这里使用的这类范围表达式使用了 start，end 这样的形式，前闭后开

提醒：新版的参数形式可以能做的改变，详情见官方文档，以官方为准。

🚝比较随机数和所猜数字

🥽分析代码

    match guess.cmp(&num) {
        Ordering::Less => println!("Too small!"),
        Ordering::Greater => println!("Too big!"),
        Ordering::Equal => println!("You win!"),
    }

 cmp 方法用来比较两个值并可以在任何可比较的值上调用。它获取一个被比较值的引用：这里是把 guess 与 secret_number 做比较。然后它会返回一个刚才通过 use 引入作用域的 Ordering 枚举的成员。

       一个 match 表达式由 分支（arms） 构成。一个分支包含一个 模式（pattern）和表达式开头的值与分支模式相匹配时应该执行的代码。Rust 获取提供给 match 的值并挨个检查每个分支的模式。

提醒：可能会出现类型不匹配的情况（guess默认为strng，而num默认为i32）

需要用

let guess: u32 = guess.trim().parse().expect("错误");

进行修改。

       我们将这个新变量绑定到 guess.trim().parse() 表达式上。表达式中的 guess 指的是包含输入的字符串类型 guess 变量。String 实例的 trim 方法会去除字符串开头和结尾的空白字符，我们必须执行此方法才能将字符串与 u32 比较，因为 u32 只能包含数值型数据。用户必须输入 enter 键才能让 read_line 返回并输入他们的猜想，这将会在字符串中增加一个换行（newline）符。

parse方法将字符串转换成其他类型。这里用它来把字符串转换为数值。

所以我们要进行修改

        let guess:u32=match guess.trim().parse(){
            Ok(num)=>num,
            Err(_)=>continue,
        };

如果 parse 不能从字符串生成一个数字，返回一个 Result 的 Err 成员时，expect 会使游戏崩溃并打印附带的信息。如果 parse 成功地将字符串转换为一个数字，它会返回 Result 的 Ok 成员，然后 expect 会返回 Ok 值中的数字。

🚝进行多次猜测

loop 关键字创建了一个无限循环。我们会增加循环来给用户更多机会猜数字：

确保 loop 循环中的代码多缩进四个空格，再次运行程序。注意这里有一个新问题，因为程序忠实地执行了我们的要求：永远地请求另一个猜测，用户好像无法退出。

用户总能使用 ctrl-c 终止程序。不过还有另一个方法跳出无限循环。如果用户输入的答案不是一个数字，程序会崩溃。我们可以利用这一点来退出，

 match guess.cmp(&num){
            Ordering::Less=>println!("small"),
            Ordering::Greater=>println!("big"),
            Ordering::Equal=>{
                println!("win");
                break;
        }
        }

🎯总结

use std::{cmp::Ordering, io};
use rand::Rng;
 
fn main() {
    println!("猜数！");
    let num=rand::thread_rng().gen_range(1,101);
   loop {
        println!("猜一个数：");
        let mut guess=String::new();
        io::stdin().read_line(&mut guess).expect("无法读取行");
        let guess:u32=match guess.trim().parse(){
            Ok(num)=>num,
            Err(_)=>continue,
        };
        println!("你猜测的数是:{}",guess);
        match guess.cmp(&num){
            Ordering::Less=>println!("small"),
            Ordering::Greater=>println!("big"),
            Ordering::Equal=>{
                println!("win");
                break;
        }
        }
   }
}

程序将会随机生成一个 1 到 100 之间的随机整数。接着它会请玩家猜一个数并输入，然后提示猜测是大了还是小了。如果猜对了，它会打印祝贺信息并退出。