自学编程第20课:Python综合练习——用函数把猜数字游戏“拆”成积木

Tyree前几天把他那个猜数字游戏邀同学一来一起玩。同学玩了一局，说：“每次结束都要重新运行程序，太麻烦了。能不能玩完一局自动问‘再来一局’？” Tyree一拍大腿：“对啊，我怎么没想到！”

于是他在程序后面加了while True和input("再玩一局？")，解决了这个问题。但他看着代码有点不舒服：整个游戏挤在一起，上百行，想改一个地方要翻半天。

他跑来跟我说：“妈妈，你看我这代码，乱七八糟的。能不能把游戏拆成几块？比如‘输入数字’是一块，‘判断大小’是一块，‘记录成绩’是一块……这样我以后想改‘猜数字范围’或者‘限制次数’，只改那一块就行了。”

我说：“这不就是我们之前学的函数吗？你把每个独立功能写成一个函数，主程序只负责调用它们。以后你想加‘难度选择’或者‘历史最佳成绩’，直接加函数，不乱动别的。”

Tyree听完，花了一个晚上，把游戏拆成了四个函数：

get_valid_input（专门管输入）、check_guess（专门管比较）、play_one_round（管一局流程）、main（管整体）。

改完后他兴奋地说：“现在我的代码像乐高积木一样，想拆就拆，想拼就拼！”

今天我们就跟着Tyree的思路，把猜数字游戏彻底用函数重构一遍。

01

先写“管输入的”：get_valid_input

这个函数只管一件事：死皮赖脸地问你要一个合格的数字，你要是不给数字，或者给的范围不对，它就跟你没完。

这个函数，名字叫 

get_valid_input，翻译过来就是“拿到一个有效的输入”。

它干的事就只有一个：死皮赖脸地问你要数字，你要是不给数字，或者给的范围不对，它就跟你没完。

里面那个 while True 是个死循环，意思就是“你不给我对的，我就不走了”。

Tyree第一次看到这个写法，说：“这不是耍赖吗？”我说：“对，编程里这叫‘防御式编程’，就是防着用户瞎输入。”

第一关：isdigit()。用户有可能输入“abc”或者“一二三”，isdigit() 就返回 False，然后打印“输入的不是数字”，接着 continue 跳回去重新问。

第二关：检查范围。比如你要求1到100，他输入200，程序就说“数字超出范围”，然后 continue 回去重新问。

最后，啥都合格了，

return guess。这一句一执行，函数就结束了，那个死循环终于被打破。

“为什么不用 break？”

“return 不仅跳出循环，还顺便把值带回去。break 只是跳出循环，你还得再写一行 return，多麻烦。″

02

再写“管判断的”：check_guess

这个函数只干一件事：把你猜的数字跟秘密数字比一下，然后告诉你结果。

就这么几行，一点都不复杂。但Tyree问了一个好问题：“为什么不用 print 直接打印，非得用 return 把结果送回去？”

我给他打了个比方：print 就像你在屋里大喊一声“猜中了”，外面的人听见了，但也就听个响。

return 就像你走到那人面前，把一张纸条递给他，纸条上写着“猜中了”。他拿到纸条，可以念出来，也可以存起来，甚至转交给别人。是不是更灵活？

后来Tyree想给猜数字游戏加一个功能：猜错的时候等1秒再提示，制造紧张感。

如果用的是 print，他就得在 check_guess 函数里面改；如果用的是 return，他只需要在外面调用 check_guess 的地方，拿到结果之后，再决定什么时候打印。

03

写“管一局游戏的”：play_one_round

这个函数负责一局的完整流程：生成一个秘密数字、计时、反复问用户猜、直到猜中或者次数用完，最后返回这一局用了多少次、多少秒。

这个函数稍微长一点，但拆开看就清楚了。

第一行 

secret = random.randint(...) 生成一个随机数，这是游戏的核心。

start = time.time() 掐表开始。

while attempts < max_attempts: 循环，只要没到次数上限就一直猜。

循环里面调用了之前写的两个函数：get_valid_input 拿数字，check_guess 比较结果。

如果猜中了，break 跳出循环，后面那句“机会用完了”就不会执行。

如果次数用完了还没猜中，就打印正确答案。

最后 end = time.time() 掐表结束，算出用时 elapsed。

函数把 attempts（猜的次数）和 elapsed（用的秒数）一起返回。

Tyree测试这个函数的时候，有一次运气爆棚，第一次就猜中了，只用了1次和2.3秒。

他兴奋地拿笔记下来：“最高纪录：1次猜中！”

后来他还故意把 max_attempts 改成1，想看看能不能每次都一次猜中，结果发现概率只有百分之一，他说：“果然不是我能控制的。”

注意这里几个参数 

min_num=1,max_num=100, max_attempts=5 都给了默认值。

这样以后你想玩不同范围或者不同次数，直接传新值就行，不改原来的代码。Tyree说：“默认参数就像‘懒人模式’，大部分时候直接用，特殊时候再自己调。”

04

最后写“管全局的”：main

这个函数负责整个程序怎么跑：启动游戏、问你要不要再来一局、记录历史最佳成绩。

best_attempts = float('inf') 这行看起来有点怪。float('inf') 是正无穷大，意思就是“现在还没有成绩，谁都比这个好”。

第一次玩完之后，成绩肯定比无穷大小，所以就会被记下来。

Tyree刚开始写的时候用 best_attempts = 0，结果后面比较 attempts < 0 永远不成立，最佳成绩一直是0。

他挠头说：“怎么不更新？”我告诉他：“0比任何正数都小，你第一次猜了5次，5不小于0，当然不更新。”他改成无穷大之后就好了。

round_num 就是个计数器，显示第几局，没什么实际作用，但看着舒服。

again = input(...).strip().lower() 这一行处理用户的输入。

.strip() 去掉首尾空格，.lower() 转成小写。这样用户输入“Y ”、“y”、“YES”都能正确识别为“y”。

Tyree一开始只判断 again == 'y'，结果同学输入“Y”就不行，他加了这两招之后就通吃了。

最后，如果用户输入不是 y，break 跳出循环，游戏结束。

05

拼起来：完整代码

把上面所有函数放在一个文件里，最上面导入模块，最后加上 if __name__ == "__main__":。

07

今天我们学了什么？

拆分函数一个函数只干一件事，好改、好测、好复用。

return把结果递出来，外面想怎么用就怎么用默认参数调用时可以偷懒不传，省事。

main()把程序的主逻辑放一起，一看就懂。

if __name__ == "__main__"防止被别人当模块导入时自动运行。

好了，今天课程就讲到这。

下一课开始，我们要玩点有意思的了：文件读写、字符串进阶，还要做三体名言抽卡、水熊虫生存模拟。Tyree已经等不及了。

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