编程实现猜数字游戏

我们使用cargo和rust实现一个经典编程练习——猜数字游戏，在实践中掌握Rust核心概念：let绑定、match模式匹配、方法、关联函数、外部包(crate)等。

游戏规则

程序生成1-100的随机整数作为目标数字。玩家输入猜测值后，程序提示猜测偏大或偏小。若猜中则显示祝贺信息并退出。

创建新项目

​### 初始化项目

$ cargo new guessing_game
$ cd guessing_game

• 第一条命令创建项目，第二条进入项目目录

• 生成的Cargo.toml文件包含项目元信息：

[package]
name = "guessing_game"
version = "0.1.0"
edition = "2024"
[dependencies]  # 依赖项声明区域

​

默认代码

src/main.rs包含自动生成的"Hello, world!"：

fn main() {

    println!("Hello, world!");

}

使用cargo run编译并运行：

$ cargo run

Hello, world!

处理用户输入

use std::io; // 导入I/O库

fn main() {
    println!("猜数字游戏!");
    println!("请输入你的猜测:");

    let mut guess = String::new(); // 可变字符串变量

    io::stdin()
        .read_line(&mut guess) // 读取输入到guess
        .expect("读取失败"); // 错误处理
    println!("你猜的是: {}", guess); // 占位符输出
}

代码解析

• let mut：声明可变变量（默认不可变）

• String::new()：创建空字符串，::表示关联函数

• &mut guess：可变引用，允许修改字符串内容

• expect()：处理Result类型（成功返回内容，失败崩溃并显示信息）

生成随机数

添加依赖

​
修改Cargo.toml：

[dependencies]
rand = "0.9.1"  # 指定版本号

Cargo会自动下载依赖（含次级依赖包）

注：这里也可通过cargo add rand来安装依赖。

生成逻辑

use rand::Rng; // 导入随机数特性(trait)

let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..=100);
println!("神秘数字: {}", secret_number); // 测试用
thread_rng()：获取线程本地生成器
gen_range(1..=100)：生成1-100闭区间随机数

比较猜测值与目标值

use std::cmp::Ordering; // 导入比较枚举

match guess.cmp(&secret_number) {
    Ordering::Less => println!("太小了!"),
    Ordering::Greater => println!("太大了!"),
    Ordering::Equal => println!("你赢了!")
}

类型转换

需将字符串猜测值转为整数：

let guess: u32 = guess.trim().parse().expect("请输入数字!"); 
// 类型标注 | 去空格 | 解析 | 错误处理

• 遮蔽(shadowing)​：复用变量名转换类型

• 错误处理​：非数字输入导致崩溃（后续优化）

循环与错误处理优化

添加循环

loop {

    // 输入和比较逻辑

}

优雅处理非法输入​

替换expect为模式匹配，避免崩溃：

let guess: u32 = match guess.trim().parse() {

    Ok(num) => num,       // 解析成功返回数字

    Err(_) => continue,   // 失败则跳过本轮循环

};

​### 胜利时退出
在匹配成功分支添加break：

Ordering::Equal => {
    println!("你赢了!");
    break; // 退出循环
}

最终完整代码

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

fn main() {
    println!("猜数字游戏!");
    // rand::thread_rng 在0.9.1版中过期。
    // let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..=100);
    let secret_number = rand::rng().random_range(1..=100);

    loop {
        println!("请输入猜测数字:");
        let mut guess = String::new();
        
        io::stdin()
            .read_line(&mut guess)
            .expect("读取失败");

        let guess: u32 = match guess.trim().parse() {
            Ok(num) => num,
            Err(_) => continue,
        };

        println!("你猜的是: {}", guess);

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

核心概念总结

概念	作用说明	示例片段
​​let绑定​​	声明变量（默认不可变）	let mut guess = String::new()
​​match匹配​​	处理枚举分支	比较Ordering的三种状态
​​关联函数​​	类型命名空间的函数	String::new()
​​外部包​​	扩展功能（如随机数）	rand::rng()
​​错误处理​​	Result类型与模式匹配	parse()后的Ok/Err处理
​​循环控制​​	loop与break结合	胜利时退出循环

通过此项目，我们实践了变量声明、模式匹配、错误处理等Rust核心机制。下一步可尝试扩展功能：记录猜测次数、添加难度分级或输入验证增强。