实践Rust：编写一个猜数字游戏

如果你正在学习Rust，并且想通过一个有趣的小项目来巩固所学知识，那么"猜数字游戏"是一个绝佳的选择！这个游戏的逻辑非常简单：程序会随机生成一个数字，玩家需要猜测这个数字是多少，程序会告诉玩家猜大了还是猜小了，直到猜中为止。

通过这个项目，你将学习到Rust的以下核心概念：

Cargo：Rust的构建工具和包管理器。
let：用于声明变量。
match：用于模式匹配。
method：方法，与特定类型关联的函数。
fn：函数，可重用的代码块。
crate：如何引入第三方库。

让我们一步步来实现这个游戏吧！

1. 游戏逻辑

猜数字游戏的逻辑非常简单：

程序随机生成一个1到100之间的数字。
玩家输入一个数字作为猜测。
程序比较玩家的猜测和生成的数字：
- 如果猜对了，游戏结束，程序恭喜玩家。
- 如果猜错了，程序会告诉玩家猜大了还是猜小了，然后让玩家继续猜。
重复步骤2和3，直到玩家猜中为止。

2. 创建项目

首先，使用Cargo创建一个新项目：

bash 复制代码

cargo new guessing_game
cd guessing_game

这会生成一个名为guessing_game的项目，并自动创建Cargo.toml和src/main.rs文件。

3. 编写代码

打开src/main.rs文件，开始编写代码。

（1）引入外部crate

我们需要使用rand库来生成随机数。在Cargo.toml文件中添加以下内容：

toml 复制代码

[dependencies]
rand = "0.8"

然后运行cargo build，Cargo会自动下载并编译rand库。

也可以直接在命令行中使用命令cargo add rand来添加最新版本的rand包。

使用最新版本的包时可能会遇见提示某些函数已过期的提示，可自行修改或者参考本专栏源码仓库Waitfish/rust_example。
thread_rng和gen_range在新版本的rand包中已经改名，根据提示改成新的包名即可。

（2）编写主程序

在src/main.rs中编写以下代码：

rust 复制代码

use rand::Rng;
use std::cmp::Ordering;
use std::io;

fn main() {
    println!("猜数字游戏！");

    // 生成一个1到100之间的随机数
    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..=100);

    loop {
        println!("请输入你的猜测：");

        // 创建一个可变的字符串变量来存储用户的输入
        let mut guess = String::new();

        // 读取用户输入
        io::stdin()
            .read_line(&mut guess)
            .expect("读取输入失败");

        // 将输入的字符串转换为数字
        let guess: u32 = match guess.trim().parse() {
            Ok(num) => num,
            Err(_) => {
                println!("请输入一个有效的数字！");
                continue;
            }
        };

        println!("你猜的是：{}", guess);

        // 比较猜测的数字和生成的数字
        match guess.cmp(&secret_number) {
            Ordering::Less => println!("太小了！"),
            Ordering::Greater => println!("太大了！"),
            Ordering::Equal => {
                println!("恭喜你，猜对了！");
                break;
            }
        }
    }
}

4. 代码解析

（1）Cargo

我们使用Cargo创建项目，并通过Cargo.toml管理依赖（如rand库）。

（2）let

let用于声明变量。例如：
rust 复制代码
```
let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..=100);
```
这里声明了一个不可变的变量secret_number，存储生成的随机数。
如果要声明可变变量，需要使用mut关键字：
rust 复制代码
```
let mut guess = String::new();
```

（3）match

match用于模式匹配。例如：

rust 复制代码

match guess.cmp(&secret_number) {
    Ordering::Less => println!("太小了！"),
    Ordering::Greater => println!("太大了！"),
    Ordering::Equal => {
        println!("恭喜你，猜对了！");
        break;
    }
}

这里根据guess和secret_number的比较结果，执行不同的操作。

（4）method: 方法

方法是与特定类型关联的函数。例如：
rust 复制代码
```
guess.trim().parse()
```
trim()是String类型的方法，用于去除字符串两端的空白字符。

（5）fn: 函数

函数是可重用的代码块。例如：
rust 复制代码
```
fn main() {
    // 主函数
}
```
main函数是程序的入口点。

（6）使用外部crate

我们通过rand库生成随机数：

rust 复制代码

let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..=100);

5. 运行游戏

在项目目录中运行以下命令：

bash 复制代码

cargo run

然后根据提示输入你的猜测，看看能否猜中随机生成的数字！

6. 总结

通过这个简单的猜数字游戏，我们学习了Rust的以下核心概念：

Cargo：管理项目和依赖。
let：声明变量。
match：模式匹配。
method 方法：与类型关联的函数。
fn 函数：可重用的代码块。
外部crate：引入第三方库。

希望这个小项目能帮助你更好地理解Rust的基础知识。接下来，你可以尝试扩展这个游戏，比如增加难度、记录猜测次数等。Happy Coding！🚀

参考资源：