用Rust写个猜数字的游戏（详解）

文章目录

• • 简单输入
  • 生成一个随机的数字
  • 比较猜测数字与神秘数字
  • shadow隐藏与类型转换
  • 循环程序
  • 处理无效输入
  • 完整代码

我的学习总结

简单输入

1. 建项目，使用cargo的new命令，创建一个guess_number目录

 cargo new guess_number
 cd guess*
 code .

2. 构造项目

cargo build

3. 处理用户输入

use std::io;
 
fn main() {
    println!("---猜数字游戏---");
    println!("请输入你猜的数字: ");
    //生成一个String类型的字符串
    let mut guess=String::new();
    io::stdin().read_line(&mut guess).expect("输入错误\n");
    println!("你输入的数字是: {}",guess);
}
 

解析：

• println! ：表示输出的一个宏括号里填上要输出的内容
• let mut 变量 ：表示生成一个可变的变量，mut表示可变(mutable)，如果没有加 mut，则表示变量是只读的，无法修改
• String::new() ：生成一个空的字符串，表示创建一个变量，用于以后的输出
• io::stdin() ：表示要进行io读取，即要从缓冲区读取内容，主要要在前面加上 use std::io ,表示加入io这个空间。
• read_Line(&mut guess) ：表示将要读取一行，中间的内容要填写为变量取地址，相当于指针，要读取对象的地址才能修改变量，别忘了加上mut可变的修饰符
• expect() ：返回枚举类型，Ok和Err，如果前面的读取出错了，返回Err，则打印括号里的内容，并停止，如果输入正确，返回Ok，什么都不错
• {} ：表示将要输出的变量，是一个占位符

5. 简单测试

cargo run

生成一个随机的数字

接下来，需要生成一个秘密数字，好让用户来猜。秘密数字应该每次都不同，这样重复玩才不会乏味；范围应该在 1 到 100 之间，这样才不会太困难。Rust 标准库中尚未包含随机数功能。然而，Rust 团队还是提供了一个包含上述功能的 ：rand
rand下载地址
导入rand扩展包：
在Cargo.toml文件的下面，添加这样一行信息:（表示我们要下载rand的扩展包的0.8.5版本，当然你可以根据网站的信息来下载最新的）

rand=“0.8.5”

我们来重新构建一下

cargo build

稍微等待一下，就可以根据你填写的版本，下载rand扩展包，此时构建完成之后，Cargo.lock文件里就会生成rand的相关信息配置，此时我们的rand就配置成功了，如果你想修改版本，直接在Cargo.toml里面修改rand的版本号就可以，然后重新执行 cargo build 来构建它。

下面我们来生成一个随机数字：

1. 导入rand的Rng

use rand::Rng;
 
//生成一个随机数字
let secret_number=rand::thread_rng().gen_range(1..101);

注意我们生成的随机数字是不变的，所以不用给它声明为mut，后面照抄就可以（以后再讲），注意gen_raneg的括号里面的格式：
1…101；表示生成一个左闭右开的区间: [1,101) ；
1…=101：表示生成一个左闭右闭的区间，[1,101]

2. 显示随机数字

use std::io;
use rand::Rng;
 
fn main() {
    println!("---猜数字游戏---");
 
    //生成一个随机数字
    let secret_number=rand::thread_rng().gen_range(1..101);
 
    println!("请输入你猜的数字: ");
    //生成一个String类型的字符串
    let mut guess=String::new();
    io::stdin().read_line(&mut guess).expect("输入错误\n");
    println!("你输入的数字是: {}",guess);
 
    println!("随机数字是:{}",secret_number);
}
 

cargo run

比较猜测数字与神秘数字

你可能认为，if else可以轻松的解决这个问题，但是在rust里面我们无法使用if else（就我目前而言不知道），我们要了解一个新的东西： macth(匹配)
导入一个叫做cmp的东西

use std::cmp::Ordering;
 
//匹配 guess和secret_number是什么类型
 match guess.cmp(&secret_number) {
        Ordering::Less => println!("Too small.\n"),
        Ordering::Greater => println!("Too big.\n"),
        Ordering::Equal => println!("Equal.\n"),
    }

但是现在我们还不能编译他，会出错，我们先了解以下这个结构：

• 首先我们增加了另一个 use 声明，从标准库引入了一个叫做 std::cmp::Ordering 的类型到作用域中。 Ordering 也是一个枚举，不过它的成员是 Less、Greater 和 Equal。这是比较两个值时可能出现的三种结果。
• 简单来说cmp返回枚举Less，Greate，Equal中的值，
• guess和secret_number如果Less：小于，则打印，最后带一个break
• guess和secret_number如果Equal：相等，则打印，break
• guess和secret_number如果Greate：大于，则打印，break
• 类似于C/C++的switch语句，匹配选择打印

但是我们忘记了一个很重要的东西：
先试着来编译以下：

cargo run

String不是整形，不能和随机生成的数字相比较，类型不匹配，所以我们必须试着转换类型。

shadow隐藏与类型转换

guess 是 String类型
secret_number是i32类型
我们可以使用rust提供的一个新概念：隐藏(shadow)

//shadow隐藏
   let guess:u32=guess.trim().parse().expect("转换失败!\n");

简单来说，当我们在下文创建一个同名的变量时，会自动隐藏上一个同名的变量，我们把以前的这个String类型转换为 u32类型。需要显示指定类型。

• trim ：会去除字符串开头和结尾的空白字符
• parse：会转换为合适的指定的类型： u32

之后我们的guess就从String变成了 u32类型，同时上一个guess的String类型就会消失
这时我们就用match同时对两个 u32类型的数进行比较了。

注意：match的cmp会自动强制转化两个变量为同一类型：

secret一开始是 i32类型，生成的随机数，是有符号整型，会自动转换为和guess一样的类型： u32
然后就可以比较了，运行如下：

cargo run

循环程序

我们已经完成了这个程序的大部分，猜数字还应该持续的比较下去，直到你猜到了随机数字：使用loop循环来进行游戏重复进行：
类似于 while(1) 注意，它是无限循环，需要指定游戏的退出

loop {
        println!("请输入你猜的数字: ");
        //生成一个String类型的字符串
        let mut guess=String::new();
        io::stdin().read_line(&mut guess).expect("输入错误\n");
 
        //shadow隐藏
        let guess:u32=guess.trim().parse().expect("转换错误!\n");
 
        println!("你输入的数字是: {}",guess);
 
        match guess.cmp(&secret_number) {
            Ordering::Less => println!("Too small.\n"),
            Ordering::Greater => println!("Too big.\n"),
            Ordering::Equal => break,   //游戏结束
        }
    }

注意要在比较时相等的情况下，指定它退出loop循环，即break
别忘了隐藏随机数字，不打印出来随机数字。
运行程序如下：

cargo run

处理无效输入

我们还剩最后一步，我们如果在输入数字时出现了字母或者其他字符该怎么办？

程序就会直接退出，报错
在变量隐藏和强制转换的时候，指定出错误时需要干的事情：即重新读取

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

别忘了parse的返回类型是Result类型，是一个枚举类型，返回Ok，或者Err

• Ok： 正确，则这个数字就是这个数字
• Err ： 错误，将 ‘_’ 作为占位符，接着continue要求重复输入

最后我们再来运行一下程序:

cargo run

这样我们就算输入字符也会提示我们重新输入

这样我们的猜数字游戏就完成了

完整代码

use std::io;
use rand::Rng;
use std::cmp::Ordering;
 
fn main() {
    println!("---猜数字游戏---");
 
    //生成一个随机数字
    let secret_number=rand::thread_rng().gen_range(1..101);
 
    loop {
        println!("请输入你猜的数字: ");
        //生成一个String类型的字符串
        let mut guess=String::new();
        io::stdin().read_line(&mut guess).expect("输入错误\n");
 
        //shadow隐藏
        let guess:u32=match guess.trim().parse()
        {
            Ok(num) => num,
            Err(_) => continue,
        };
 
        println!("你输入的数字是: {}",guess);
 
        match guess.cmp(&secret_number) {
            Ordering::Less => println!("Too small.\n"),
            Ordering::Greater => println!("Too big.\n"),
            Ordering::Equal => break,   //游戏结束
        }
    }
 
}
 

这一期只是先了解一下rust语言，如果有什么不懂的函数或者其他的东西，其实我也不懂，今后我们将一步步来讲解这些东西
下期预告：常见rust编程概念： 基本变量和标量函数注释