無痛入手 C++：應用教學 - 猜拳遊戲

須具備知識

1. 無痛入手 C++：基礎系列5 - 條件判斷
2. 如何產生亂數

遊戲設計

一開始會先印出遊戲的說明文字: 使用者需要輸入 r 來表示石頭，p 來表示布，以及 s 來表示剪刀:

======================================================
= Wellcome to rock paper scissors.                   =
= Enter r for rock, p for paper, and s for scissors. =
======================================================

我們讓電腦隨機產生一個介於 0 ~ 2 的整數，用 0 來代表石頭，1 來代表布，2 來代表剪刀。

再來就是比較使用者的輸入以及電腦產生的亂數，看誰獲勝。

方法一

最直觀的方式就是利用 if、else if、else 針對使用者和亂數的各種可能性判斷誰獲勝。完整的程式碼如下:

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;

int main() {
	cout << "======================================================\n";
	cout << "= Wellcome to rock paper scissors.                   =\n";
	cout << "= Enter r for rock, p for paper, and s for scissors. =\n";
	cout << "======================================================\n";

	// get user move
	char userMove;
	cin >> userMove;

	// get random move
	srand(time(0));
	int randMove = rand() % 3;
	// 0 for rock, 1 for paper, and 2 for scissors
	if (randMove == 0)
		cout << "r\n";
	else if (randMove == 1)
		cout << "p\n";
	else
		cout << "s\n";

	// decide win or lose
	if(userMove == 'r') {
		if (randMove == 0)
			cout << "Even.";
		else if (randMove == 1)
			cout << "You lose.";
		else
			cout << "You win.";
	} else if (userMove == 'p') {
		if (randMove == 0)
			cout << "You win.";
		else if (randMove == 1)
			cout << "Even.";
		else
			cout << "You lose.";
	} else {
		if (randMove == 0)
			cout << "You lose.";
		else if (randMove == 1)
			cout << "You win.";
		else
			cout << "You lose.";
	}
	return 0;
}

可以看到，我們需要處理 3 x 3 = ９種情況，寫起來非常麻煩，也容易看得眼花撩亂。

方法二

我們可以透過找規律的方式，把 9 種情況縮減成 3 種: 勝利、失敗、平手。

首先將使用者出的招從 r、p、s 轉換成 0、1、2。

char userMoveChar;
int userMove;
cin >> userMoveChar;
if (userMoveChar == 'r')
	userMove = 0;
else if (userMoveChar == 'p')
	userMove = 1;
else
	userMove = 2;

如此一來，只要 userMove 和 randMove 相等，就表示平手:

if (userMove == randMove)
	cout << "Even";

接著觀察使用者在什麼樣的條件下會輸:
1. 使用者出 0 (石頭)，電腦出 1 (布) ->使用者輸
2. 使用者出 1 (布)，電腦出 2 (剪刀) ->使用者輸
3. 使用者出 2 (剪刀)，電腦出 0 (石頭) ->使用者輸

觀察 1 和 2 可以發現當 randMove = userMove + 1 的時候，代表使用者輸了。3 乍看之下不符合這個規律，這個原因是因為剪刀是"最大"的數字了，下一個招式是石頭，會繞回 0，我們可以利用取餘數來處理這類狀況: (布 + 1) % 3 == 石頭。

也就是說，當滿足以下條件的時候，代表使用者輸了:
(userMove + 1) % 3 == randMove

用相同的邏輯觀察使用者在什麼樣的條件下會贏:
1. 使用者出 0 (石頭)，電腦出 2 (剪刀) ->使用者贏
2. 使用者出 1 (布)，電腦出 0 (石頭) ->使用者贏
3. 使用者出 2 (剪刀)，電腦出 1 (布) ->使用者贏

可以觀察到，當滿足以下條件的時候，代表使用者輸了:
(userMove + 2) % 3 == randMove

總結上述發現的規律:
1. userMove == randMove: 平手
2. (userMove + 1) % 3 == randMove: 使用者輸
3. (userMove + 2) % 3 == randMove: 使用者贏

利用這樣的規律，我們就可以把原本的 9 種狀況縮減成 3 種。完整的程式碼如下:

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;

int main() {
	cout << "======================================================\n";
	cout << "= Wellcome to rock paper scissors.                   =\n";
	cout << "= Enter r for rock, p for paper, and s for scissors. =\n";
	cout << "======================================================\n";

	// get user move
	char userMoveChar;
	int userMove;
	cin >> userMoveChar;
	if (userMoveChar == 'r')
		userMove = 0;
	else if (userMoveChar == 'p')
		userMove = 1;
	else
		userMove = 2;

	// get random move
	srand(time(0));
	int randMove = rand() % 3;
	// 0 for rock, 1 for paper, and 2 for scissors
	if (randMove == 0)
		cout << "r\n";
	else if (randMove == 1)
		cout << "p\n";
	else
		cout << "s\n";

	// decide win or lose
	if (userMove == randMove)
		cout << "Even.";
	else if ((userMove + 2) % 3 == randMove)
		cout << "You win";
	else
		cout << "You lose";

	return 0;
}

程式技巧

1. 有時候可以找出規律，縮減需要做的條件判斷數量。
2. 可以用 % 來表示"從最後一個數字繞回第一個數字"。