Python 猜數字遊戲：從入門到進階，樂趣無窮的程式設計體驗

在程式設計的世界裡，從零開始開發一個互動遊戲是學習的絕佳方式。今天，玄貓（BlackCat）將帶領大家一步使用 Python 開發一個經典的猜數字遊戲。這個遊戲不僅能幫助你熟悉 Python 的基礎語法，還能讓你瞭解程式設計中的核心概念，例如隨機數生成、使用者輸入、條件判斷和迴圈。

1. 遊戲設計概念：猜數字遊戲的邏輯核心

猜數字遊戲的邏輯相當簡單，但背後蘊含著重要的程式設計思維。首先，電腦會隨機產生一個指定範圍內的數字，接著玩家需要不斷猜測，直到猜中為止。每次猜測後，電腦會給予提示，告訴玩家猜測的數字是太高還是太低，幫助玩家縮小範圍。

這個遊戲的核心在於：

隨機數生成： 如何讓電腦產生一個秘密數字？
使用者輸入： 如何接收玩家的猜測？
條件判斷： 如何判斷玩家猜測的數字是否正確？
迴圈： 如何讓玩家可以重複猜測，直到猜中為止？

接下來，玄貓（BlackCat）將透過 Python 程式碼，一實作這些核心功能。

2. 基礎程式碼：開發猜數字遊戲的骨架

首先，我們需要引入 random 模組，它提供了生成隨機數的功能。然後，我們定義一個函式 play_guessing_game()，它將負責處理遊戲的流程。

import random

def play_guessing_game(max_guesses, number_range):
    secret_number = random.randint(1, number_range)
    guesses_left = max_guesses

    print(f"我已經選好了一個 1 到 {number_range} 之間的數字。你有 {max_guesses} 次猜測機會。")

    while guesses_left > 0:
        try:
            guess = int(input("請猜一個數字："))
        except ValueError:
            print("輸入錯誤，請輸入一個整數。")
            continue

        guesses_left -= 1

        if guess == secret_number:
            print(f"恭喜你，猜對了！你用了 {max_guesses - guesses_left} 次猜測。")
            return True
        elif guess < secret_number:
            print(f"太小了！你還有 {guesses_left} 次猜測機會。")
        else:
            print(f"太大了！你還有 {guesses_left} 次猜測機會。")

    print(f"你沒有猜中。正確答案是 {secret_number}。")
    return False

這段程式碼做了以下事情：

import random：引入 random 模組，用於生成隨機數。
secret_number = random.randint(1, number_range)：使用 random.randint() 函式生成一個 1 到 number_range 之間的隨機整數，作為秘密數字。
guesses_left = max_guesses：設定剩餘猜測次數。
while guesses_left > 0:：使用 while 迴圈，讓玩家可以重複猜測，直到猜中或用完所有機會。
guess = int(input("請猜一個數字："))：使用 input() 函式接收玩家的猜測，並使用 int() 函式將其轉換為整數。
if guess == secret_number:：判斷玩家猜測的數字是否等於秘密數字。
elif guess < secret_number:：判斷玩家猜測的數字是否小於秘密數字。
else:：如果玩家猜測的數字既不等於也不小於秘密數字，則表示其大於秘密數字。
print(f"你沒有猜中。正確答案是 {secret_number}。")：如果玩家用完所有機會，則顯示正確答案。

3. 增加難度選擇：讓遊戲更具挑戰性

為了讓遊戲更具挑戰性，我們可以增加難度選擇功能，讓玩家可以根據自己的能力選擇不同的難度。

def choose_difficulty():
    while True:
        print("請選擇遊戲難度：")
        print("1. 簡單 (1-10, 5 次機會)")
        print("2. 普通 (1-50, 7 次機會)")
        print("3. 困難 (1-100, 10 次機會)")

        try:
            difficulty = int(input("請輸入難度選項 (1-3)："))
            if 1 <= difficulty <= 3:
                return difficulty
            else:
                print("輸入錯誤，請輸入 1 到 3 之間的數字。")
        except ValueError:
            print("輸入錯誤，請輸入一個整數。")

這個函式做了以下事情：

while True:：使用 while 迴圈，讓使用者可以重複選擇難度，直到輸入有效的選項。
print("請選擇遊戲難度：")：顯示難度選項。
difficulty = int(input("請輸入難度選項 (1-3)："))：使用 input() 函式接收使用者的選擇，並使用 int() 函式將其轉換為整數。
if 1 <= difficulty <= 3:：判斷使用者輸入的數字是否在 1 到 3 之間。

4. 主程式：整合所有功能，讓遊戲跑起來

現在，我們需要將所有功能整合到主程式中，讓遊戲跑起來。

def main():
    while True:
        difficulty = choose_difficulty()

        if difficulty == 1:
            max_guesses = 5
            number_range = 10
        elif difficulty == 2:
            max_guesses = 7
            number_range = 50
        else:  # difficulty == 3
            max_guesses = 10
            number_range = 100

        game_won = play_guessing_game(max_guesses, number_range)

        play_again = input("想再玩一次嗎？(y/n): ")
        if play_again.lower() != "y":
            break

    print("謝你的遊玩！")

if __name__ == "__main__":
    main()

這段程式碼做了以下事情：

while True:：使用 while 迴圈，讓使用者可以重複玩遊戲。
difficulty = choose_difficulty()：呼叫 choose_difficulty() 函式，讓使用者選擇遊戲難度。
if difficulty == 1:、elif difficulty == 2: 和 else:：根據使用者選擇的難度，設定 max_guesses 和 number_range 的值。
game_won = play_guessing_game(max_guesses, number_range)：呼叫 play_guessing_game() 函式，開始玩遊戲。
play_again = input("想再玩一次嗎？(y/n): ")：詢問使用者是否要再玩一次。
if play_again.lower() != "y": break：如果使用者不想再玩了，迴圈結束。
print("謝你的遊玩！")：程式結束時顯示感謝訊息。
if __name__ == "__main__": main()：這是一個 Python 的特殊語法，用於判斷程式是否作為主程式執行。如果程式作為主程式執行，則執行 main() 函式。如果程式作為模組被匯入，則不執行 main() 函式。

5. 最佳化與擴充套件：讓遊戲更完美

這個猜數字遊戲已經相當完整，但玄貓（BlackCat）仍然可以進行一些最佳化和擴充套件：

增加提示訊息： 可以根據使用者猜測的數字，提供更精確的提示訊息，例如 “非常接近” 或 “差很遠”。
記錄遊戲歷史： 可以將每次遊戲的結果 (猜測次數、是否猜對) 記錄到檔案中，方便使用者檢視。
圖形化介面： 可以使用 Pygame 或 Tkinter 等 GUI 函式庫遊戲介面圖形化，增加互動性。

透過這些最佳化和擴充套件，你可以讓你的猜數字遊戲更加完美，更具吸引力。

透過本文的學習，你已經掌握了使用 Python 開發猜數字遊戲的基本技巧和進階應用。這個遊戲不僅可以幫助你熟悉 Python 的基本語法，還能讓你瞭解程式設計中的核心概念，例如隨機數生成、使用者輸入、條件判斷和迴圈。希望你能將這些知識應用到其他程式設計專案中，創造出更多有趣與實用的應用程式！下次在與朋友聚會時，不妨展示你親手開發的猜數字遊戲，一起享受程式設計的樂趣吧！

Python 猜數字遊戲：從入門到進階

猜數字遊戲是一個經典的程式設計練習，尤其適合初學者。它涵蓋了程式設計中的多個核心概念，例如隨機數生成、使用者輸入、條件判斷以及迴圈等。本文將由玄貓（BlackCat）引導各位，使用 Python 從基礎到進階，一步開發一個功能完善的猜數字遊戲，並探討如何最佳化程式碼，增加遊戲的趣味性。

基礎版：核心邏輯實作

首先，讓玄貓（BlackCat）來看如何使用 Python 實作猜數字遊戲的核心邏輯：

import random

# 產生一個 1 到 100 之間的隨機整數
number = random.randint(1, 100)

# 提示使用者輸入猜測的數字
guess = int(input("請猜一個 1 到 100 之間的數字："))

# 使用 while 迴圈，直到使用者猜對為止
while guess != number:
    if guess < number:
        print("太小了！")
    else:
        print("太大了！")

    # 再次提示使用者輸入猜測的數字
    guess = int(input("再猜一次："))

# 如果猜對了，印出恭喜訊息
print("恭喜你，猜對了！")

程式碼解說：

這段程式碼使用 Python 實作了猜數字遊戲的核心功能。以下是玄貓（BlackCat）針對各部分的詳細說明：

import random:
```
import random
```
此行匯入 random 模組，該模組提供了生成隨機數的功能。import 陳述式用於引入外部模組，讓程式可以使用該模組中定義的函式和變數。
number = random.randint(1, 100):
```
number = random.randint(1, 100)
```
此行使用 random.randint(a, b) 函式生成一個 a 到 b 之間（包含 a 和 b）的隨機整數，並將其指定給變數 number。在這個例子中，生成一個 1 到 100 之間的隨機整數作為要猜測的目標數字。
guess = int(input("請猜一個 1 到 100 之間的數字：")):
```
guess = int(input("請猜一個 1 到 100 之間的數字："))
```
此行使用 input() 函式提示使用者輸入猜測的數字，並使用 int() 函式將使用者輸入的字串轉換為整數，然後將其指定給變數 guess。input() 函式會顯示括號中的提示訊息，並等待使用者輸入。int() 函式則確保使用者輸入的是一個整數，如果輸入的不是數字，程式會產生錯誤。
while guess != number::
```
while guess != number:
```
此行使用 while 迴圈，只要使用者猜測的數字 guess 不等於電腦產生的數字 number，迴圈就會一直執行。while 迴圈會不斷重複執行迴圈內的程式碼，直到條件 guess != number 不成立（即使用者猜對數字）為止。
if guess < number::
```
if guess < number:
    print("太小了！")
else:
    print("太大了！")
```
這是一個條件判斷陳述式。如果使用者猜測的數字 guess 小於電腦產生的數字 number，則印出 “太小了！"。else 區塊則在 guess 不小於 number 時執行，表示使用者猜測的數字太大。
guess = int(input("再猜一次：")):
```
guess = int(input("再猜一次："))
```
在 while 迴圈內，這行程式碼再次提示使用者輸入猜測的數字，並將其轉換為整數，然後指定給變數 guess。這樣，使用者可以在每次猜測後更新 guess 的值，並繼續進行下一輪的猜測。
print("恭喜你，猜對了！"):
```
print("恭喜你，猜對了！")
```
當使用者猜對數字時，迴圈結束，程式會執行這行程式碼，印出恭喜訊息。這表示 guess == number 的條件成立，迴圈停止執行。

執行結果：

執行這段程式碼後，你會看到類別似以下的輸出：

請猜一個 1 到 100 之間的數字：50
太大了！
再猜一次：25
太小了！
再猜一次：37
太小了！
再猜一次：43
太大了！
再猜一次：40
恭喜你，猜對了！

進階版：增加遊戲功能

現在，各位讀者已經實作了猜數字遊戲的核心邏輯。接下來，玄貓（BlackCat）將增加一些功能，讓遊戲更加有趣：

限制猜測次數： 限制使用者猜測的次數，增加遊戲難度。
顯示猜測次數： 顯示使用者已經猜測了多少次。
難度選擇： 讓使用者選擇遊戲難度，不同的難度對應不同的猜測範圍和次數限制。
重新開始遊戲： 在遊戲結束後，詢問使用者是否要重新開始遊戲。

import random

def play_guessing_game(max_guesses, number_range):
    """玩猜數字遊戲"""
    number = random.randint(1, number_range)
    guesses_left = max_guesses
    print(f"我已經選好了一個 1 到 {number_range} 之間的數字。")
    print(f"你有 {max_guesses} 次猜測機會。")

    while guesses_left > 0:
        try:
            guess = int(input("請猜一個數字："))
            if guess < 1 or guess > number_range:
                print(f"請輸入 1 到 {number_range} 之間的數字。")
                continue  # 跳過本次迴圈，重新輸入
        except ValueError:
            print("請輸入一個有效的整數。")
            continue  # 跳過本次迴圈，重新輸入

        guesses_left -= 1

        if guess == number:
            print(f"恭喜你，猜對了！你用了 {max_guesses - guesses_left} 次猜測。")
            return True  # 猜對了，回傳 True
        elif guess < number:
            print("太小了！")
        else:
            print("太大了！")
            
        print(f"你還有 {guesses_left} 次猜測機會。")

    print(f"你沒有猜到數字，答案是 {number}。")
    return False  # 沒有猜對，回傳 False

def choose_difficulty():
    """選擇遊戲難度"""
    print("請選擇遊戲難度：")
    print("1. 簡單 (1-10, 10 次機會)")
    print("2. 中等 (1-50, 7 次機會)")
    print("3. 困難 (1-100, 5 次機會)")

    while True:
        try:
            choice = int(input("請輸入難度選項 (1-3): "))
            if choice == 1:
                return 10, 10
            elif choice == 2:
                return 7, 50
            elif choice == 3:
                return 5, 100
            else:
                print("無效的選項，請重新輸入。")
        except ValueError:
            print("請輸入一個有效的整數。")

def main():
    """主程式"""
    while True:
        max_guesses, number_range = choose_difficulty()
        if play_guessing_game(max_guesses, number_range):
            print("你贏了！")
        else:
            print("你輸了！")

        play_again = input("想再玩一次嗎？ (y/n): ")
        if play_again.lower() != 'y':
            break

if __name__ == "__main__":
    main()

程式碼說明：

play_guessing_game(max_guesses, number_range) 函式：
- 接收最大猜測次數 max_guesses 和數字範圍 number_range 作為引數。
- 生成一個 1 到 number_range 之間的隨機整數。
- 提示使用者猜測的範圍和剩餘次數。
- 使用 while 迴圈，讓使用者在限制次數內猜測數字。
- 在迴圈中，使用 try-except 區塊來處理使用者輸入的錯誤，例如輸入非整數或超出範圍的數字。
- 如果使用者猜對了數字，印出恭喜訊息，並回傳 True。
- 如果使用者沒有猜對，印出正確答案，並回傳 False。
choose_difficulty() 函式：
- 讓使用者選擇遊戲難度，不同的難度對應不同的猜測範圍和次數限制。
- 使用 while 迴圈，直到使用者輸入有效的選項。
- 回傳最大猜測次數和數字範圍。
main() 函式：
- 是主程式，負責控制遊戲的流程。
- 使用 while 迴圈，讓使用者可以重複玩遊戲。
- 在迴圈中，先呼叫 choose_difficulty() 函式讓使用者選擇難度。
- 然後呼叫 play_guessing_game() 函式開始遊戲。
- 根據遊戲結果印出相應的訊息。
- 詢問使用者是否要再玩一次，如果使用者輸入 y，則繼續迴圈；否則，結束迴圈。

執行結果：

執行這段程式碼後，你會看到類別似以下的輸出：

請選擇遊戲難度：
1. 簡單 (1-10, 10 次機會)
2. 中等 (1-50, 7 次機會)
3. 困難 (1-100, 5 次機會)
請輸入難度選項 (1-3): 2
我已經選好了一個 1 到 50 之間的數字。
你有 7 次猜測機會。
請猜一個數字：25
太小了！
你還有 6 次猜測機會。
請猜一個數字：37
太大了！
你還有 5 次猜測機會。
請猜一個數字：30
太小了！
你還有 4 次猜測機會。
請猜一個數字：33
太小了！
你還有 3 次猜測機會。
請猜一個數字：35
太大了！
你還有 2 次猜測機會。
請猜一個數字：34
恭喜你，猜對了！你用了 6 次猜測。
你贏了！
想再玩一次嗎？ (y/n): n

程式碼最佳化建議：

使用函式（Function）模組化程式碼： 將不同的遊戲功能封裝到不同的函式中，例如 generate_number()、get_user_guess()、check_guess() 等，使程式碼更易於閱讀和維護。
增加輸入驗證： 確保使用者輸入的是有效的數字，並在輸入無效時給予明確的提示。
提供更多遊戲提示： 例如，可以提示使用者猜測的數字是奇數還是偶數，或者提供一個範圍提示，告訴使用者數字在哪個區間內。

透過本文，各位讀者學習瞭如何使用 Python 開發猜數字遊戲，從基礎版到進階版，逐步增加了遊戲的功能和趣味性。玄貓（BlackCat）希望您能從中掌握 Python 程式設計的核心概念，並將其應用到其他專案中。Python 是一門功能強大與易於學習的程式語言，非常適合初學者入門。透過不斷的練習和實作，各位讀者一定能成為一位優秀的 Python 開發者。

客製化猜數字遊戲：Python 難度分級實作

開發獨一無二的猜數字遊戲：Python 實作難度分級

身為一位熱愛程式設計的技術部落客，玄貓（BlackCat）這次將帶領大家深入瞭解如何使用 Python 開發一款更具挑戰性的猜數字遊戲。不同於傳統的猜數字遊戲，我們將加入難度分級功能，讓玩家可以根據自身程度選擇遊戲難度，增加遊戲的趣味性和挑戰性。

猜數字遊戲的核心邏輯

在深入難度分級的實作之前，我們先來回顧一下猜數字遊戲的核心邏輯。遊戲的目標是讓玩家猜出電腦隨機產生的一個數字。玩家每次猜測後，電腦會給予提示，告訴玩家猜測的數字是太大了還是太小了，直到玩家猜對為止。

以下是 Python 實作猜數字遊戲核心邏輯的程式碼：

import random

def play_guessing_game(max_guesses, number_range):
    """玩猜數字遊戲"""
    number = random.randint(1, number_range)
    guesses_left = max_guesses
    print(f"我已經選好了一個 1 到 {number_range} 之間的數字。")
    print(f"你有 {max_guesses} 次猜測機會。")

    while guesses_left > 0:
        try:
            guess = int(input("請猜一個數字："))
            if guess < 1 or guess > number_range:
                print(f"請輸入 1 到 {number_range} 之間的數字。")
                continue  # 跳過本次迴圈，重新輸入
        except ValueError:
            print("請輸入一個有效的整數。")
            continue  # 跳過本次迴圈，重新輸入

        guesses_left -= 1

        if guess == number:
            print(f"恭喜你，猜對了！你用了 {max_guesses - guesses_left} 次猜測。")
            return True  # 猜對了，回傳 True
        elif guess < number:
            print("太小了！")
        else:
            print("太大了！")

        print(f"你還有 {guesses_left} 次猜測機會。")

    print(f"你沒有猜到！正確答案是 {number}。")
    return False  # 沒有猜對，回傳 False

這段程式碼使用 random.randint() 函式產生一個指定範圍內的隨機整數，並使用 while 迴圈讓玩家重複猜測，直到猜對或用完所有猜測次數為止。try...except 區塊則是用於處理玩家輸入非整數的情況，確保程式不會因為錯誤的輸入而當機。

難度分級的實作：客製化遊戲體驗

為了增加遊戲的挑戰性和趣味性，我們可以加入難度分級功能，讓玩家可以根據自身程度選擇遊戲難度。例如，我們可以設定三個難度等級：

簡單： 數字範圍 1-10，5 次猜測機會
普通： 數字範圍 1-50，7 次猜測機會
困難： 數字範圍 1-100，10 次猜測機會

以下是如何使用 Python 實作難度分級的程式碼：

def choose_difficulty():
    """選擇遊戲難度"""
    while True:
        print("\n請選擇遊戲難度：")
        print("1.簡單 (1-10, 5 次機會)")
        print("2.普通 (1-50, 7 次機會)")
        print("3.困難 (1-100, 10 次機會)")

        try:
            choice = int(input("請輸入難度選項 (1-3)："))
            if 1 <= choice <= 3:
                return choice
            else:
                print("請輸入 1 到 3 之間的數字。")
        except ValueError:
            print("請輸入一個有效的整數。")

這個 choose_difficulty() 函式使用 while 迴圈讓玩家重複選擇難度，直到輸入有效的選項為止。try...except 區塊同樣是用於處理玩家輸入非整數的情況。

整合核心邏輯與難度分級

現在，我們需要將核心邏輯與難度分級功能整合在一起，才能完成整個猜數字遊戲。以下是整合後的程式碼：

import random

def play_guessing_game(max_guesses, number_range):
    """玩猜數字遊戲"""
    number = random.randint(1, number_range)
    guesses_left = max_guesses
    print(f"我已經選好了一個 1 到 {number_range} 之間的數字。")
    print(f"你有 {max_guesses} 次猜測機會。")

    while guesses_left > 0:
        try:
            guess = int(input("請猜一個數字："))
            if guess < 1 or guess > number_range:
                print(f"請輸入 1 到 {number_range} 之間的數字。")
                continue  # 跳過本次迴圈，重新輸入
        except ValueError:
            print("請輸入一個有效的整數。")
            continue  # 跳過本次迴圈，重新輸入

        guesses_left -= 1

        if guess == number:
            print(f"恭喜你，猜對了！你用了 {max_guesses - guesses_left} 次猜測。")
            return True  # 猜對了，回傳 True
        elif guess < number:
            print("太小了！")
        else:
            print("太大了！")

        print(f"你還有 {guesses_left} 次猜測機會。")

    print(f"你沒有猜到！正確答案是 {number}。")
    return False  # 沒有猜對，回傳 False

def choose_difficulty():
    """選擇遊戲難度"""
    while True:
        print("\n請選擇遊戲難度：")
        print("1.簡單 (1-10, 5 次機會)")
        print("2.普通 (1-50, 7 次機會)")
        print("3.困難 (1-100, 10 次機會)")

        try:
            choice = int(input("請輸入難度選項 (1-3)："))
            if 1 <= choice <= 3:
                return choice
            else:
                print("請輸入 1 到 3 之間的數字。")
        except ValueError:
            print("請輸入一個有效的整數。")

def main():
    """主程式"""
    while True:
        difficulty = choose_difficulty()

        if difficulty == 1:
            max_guesses = 5
            number_range = 10
        elif difficulty == 2:
            max_guesses = 7
            number_range = 50
        else:  # difficulty == 3
            max_guesses = 10
            number_range = 100

        game_won = play_guessing_game(max_guesses, number_range)

        play_again = input("想再玩一次嗎？(y/n): ")
        if play_again.lower() != "y":
            break

    print("謝你的遊玩！")

if __name__ == "__main__":
    main()

這個 main() 函式首先呼叫 choose_difficulty() 函式讓玩家選擇難度，然後根據選擇的難度設定 max_guesses 和 number_range，最後呼叫 play_guessing_game() 函式開始遊戲。遊戲結束後，詢問玩家是否要再玩一次，如果玩家不想再玩，就結束程式。

例外處理的重要性

在程式設計中，例外處理（Exception Handling）扮演著至關重要的角色。它可以協助我們預防程式在執行過程中因為未預期的錯誤而當機，並提供更友善的使用者經驗。

在我們的猜數字遊戲中，我們使用了 try...except 區塊來處理可能發生的 ValueError 異常。當玩家輸入非整數時，int(input("請猜一個數字：")) 函式會丟擲 ValueError 異常。此時，except 區塊中的程式碼就會被執行，提示玩家輸入有效的整數，並讓玩家重新輸入。

如果我們沒有使用 try...except 區塊來處理 ValueError 異常，當玩家輸入非整數時，程式就會當機，並顯示錯誤訊息。這會讓使用者感到困惑和沮喪，並降低使用者經驗。

因此，在程式設計中，我們應該養成良好的習慣，使用案例外處理來處理可能發生的錯誤，確保程式的穩定性和可靠性。

客製化遊戲規則：開發個人化的猜數字體驗

除了難度分級之外，我們還可以透過修改程式碼，客製化猜數字遊戲的規則，開發更個人化的遊戲體驗。例如，我們可以：

增加猜測次數的限制
改變數字的範圍
加入提示功能
設定不同的獎勵

透過客製化遊戲規則，我們可以讓猜數字遊戲更符合自己的喜好，並增加遊戲的趣味性和挑戰性。

結語

透過這次的實作，我們不僅學會瞭如何使用 Python 開發一款具備難度分級的猜數字遊戲，也瞭解了例外處理的重要性以及如何客製化遊戲規則。希望大家能夠將這些知識應用到自己的專案中，創造出更多有趣與實用的程式。身為玄貓（BlackCat），我鼓勵大家持續精程式設計技能，探索更多技術的可能性。

玄貓

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。