lintcode Guess Number Game(Java)

本文介绍了一种经典的猜数字游戏的高效解决方案——二分查找法。通过定义预先设定的API来判断每次猜测的数字与目标数字的关系,最终找到正确答案。文章详细解释了如何避免整数溢出的问题,并给出了具体的实现代码。

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1.题目

We are playing the Guess Game. The game is as follows:
I pick a number from 1 to n. You have to guess which number I picked.
Every time you guess wrong, I’ll tell you whether the number is higher or lower.
You call a pre-defined API guess(int num) which returns 3 possible results (-1, 1, or 0):

详解:这就是我们常玩的猜数字游戏,例如从1-100,取数字20,每次猜一个(提供了API guess(int num)),等于20,返回0,大于20返回-1,小于20返回1,直到返回0为止。

样例
n = 10, I pick 4 (but you don’t know)
Return 4. Correct !

2.解法

其实就是二分法解题,关键的一步就是计算中间节点。
int middle = (start + end)/2,有可能导致溢出,下面的方法更好
int middle = start + (end - start)/2;//中间节点的算法

/* The guess API is defined in the parent class GuessGame.
   @param num, your guess
   @return -1 if my number is lower, 1 if my number is higher, otherwise return 0
      int guess(int num); */

public class Solution extends GuessGame {
    /**
     * @param n an integer
     * @return the number you guess
     */
    public int guessNumber(int n) {
        // Write your code here
         int start = 0;
        int end = n;

        while (start < end){
            int middle = start + (end - start)/2;//中间节点的算法
            int result = guess(middle);
            if (result == -1){
                end = middle - 1;
            }else if (result == 1){
                start = middle + 1;
            }else if (result == 0){
                return middle;
            }
        }
           return start;
    }
}
### 什么是算法以及如何通过编程实现猜数字游戏 #### 定义与背景 在计算机科学领域,算法是一组清晰定义的指令集合,用于解决特定问题或完成某项任务。对于初学者来说,理解简单的算法概念非常重要,比如排序算法中的冒泡排序和快速排序[^1]。 然而,在实际应用中,还有许多其他类型的程序逻辑可以被看作是算法的一部分,例如猜数字游戏。这种游戏的核心在于随机数生成器的功能以及玩家输入验证的过程。以下是具体实现方法: --- #### Python 实现猜数字游戏逻辑 ##### 游戏描述 猜数字游戏的目标是由计算机随机生成一个介于指定范围内的整数(如1到100),然后让玩家尝试猜测这个数值。每次猜测后,程序会告诉玩家他们的猜测是否过高、过低或者正确。 ##### 代码示例 以下是一个完整的Python版本的猜数字游戏实现: ```python import random def guess_number_game(): # 随机生成目标数字 target_number = random.randint(1, 100) attempts = 0 print("欢迎来到猜数字游戏!我已经选好了一个1到100之间的数字。") while True: try: # 获取用户的输入并转换为整数 user_guess = int(input("请输入你的猜测:")) # 增加尝试次数计数 attempts += 1 # 判断用户输入的有效性和准确性 if user_guess < target_number: print("太小了!再试一次。") elif user_guess > target_number: print("太大了!再试一次。") else: print(f"恭喜你!你在 {attempts} 次尝试后成功猜到了数字 {target_number}!") break except ValueError: print("无效输入,请输入一个有效的整数。") # 调用函数启动游戏 guess_number_game() ``` 上述代码实现了基本的游戏功能,并包含了异常处理来防止因非法字符而导致程序崩溃的情况发生。 --- #### 可视化 ASCII Art 表达胜利场景 为了增加趣味性,可以在玩家获胜时显示一段ASCII艺术文字作为奖励反馈: ```plaintext _______ _ _____ __ ___ |__ __(_) |_ _| /\ \ \ / / | | | _ ___ | | / \ \ \_/ /| | | | | |/ __| | | / /\ \ \ / | | | | | | (__ |_| / ____ \ | | | | |_| |_|\___| (_) /_/ \_\ |_| |_| Congratulations! You've won the Guess Number Game! ``` 此部分可以通过条件语句嵌入至最终成功的打印消息之中。 --- #### 扩展思考 如果希望进一步优化该游戏体验,则可考虑加入更多特性,例如限制最大尝试次数或将历史记录保存下来供后续分析使用等想法[^2]。 --- ###
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