C语言从猜数字游戏中理解数据结构

介绍

在游戏和编程之间有着密切的关系。猜数字游戏是一个经典的小游戏，它也可以作为学习数据结构的一个好教材。

在猜数字游戏中，你可以根据计算机所选数字的提示来猜出正确的数字。这个游戏可以帮助你更好地理解数据结构和算法。

游戏规则

1.计算机系统选择一个要猜的数字。

2.你需要猜出这个数字，计算机每次将你的猜测数字与要猜的数字进行比较。

3.如果你的猜测数字比要猜的数字小，则计算机会提示你猜的数字太小；如果你的猜测数字比要猜的数字大，计算机会提示你猜的数字太大。

4.当你猜测正确的数字后，游戏结束。

数据结构

数据结构的使用可以让游戏更加高效和精准。这个游戏就可以使用链表和栈等数据结构。

链表

我们可以使用链表来保存每次猜测的数字，这样就可以更好地记录猜测的历史。链表数据结构可以用来存储一个包含整数值的序列，我们可以追加一个新的节点来记录每个猜测数字。

在标准的C语言中，管理链表的代码可以如下所示：

typedef struct node {
  int data;
  struct node* next;
} node_t;

node_t* head = NULL;
node_t* tail = NULL;

node_t* create_node(int data) {
  node_t* node = malloc(sizeof(node_t));
  node->data = data;
  node->next = NULL;
  return node;
}

void add_node(int data) {
  node_t* node = create_node(data);
  if (tail == NULL) {
    head = node;
    tail = node;
  } else {
    tail->next = node;
    tail = node;
  }
}

栈

使用栈数据结构，可以避免使用递归来存储和查找历史猜测。这是因为递归的使用可能会导致内存泄漏和占用资源等问题。

在标准的C语言中，可以使用栈来存储历史数据和猜测的数据：

#define MAX_SIZE 100
int top = -1;
int stack[MAX_SIZE];

void push(int data) {
  if (top < MAX_SIZE) {
    stack[++top] = data;
  } else {
    printf("Stack Overflow");
  }
}

int pop() {
  if (top < 0) {
    printf("Stack Underflow");
    return -1;
  } else {
    int data = stack[top--];
    return data;
  }
}

示例

下面是一个使用栈的例子，将当前猜测存储在栈中：

#include <stdio.h>

#define MAX_SIZE 100

int top = -1;
int stack[MAX_SIZE];

void push(int data) {
  if (top < MAX_SIZE) {
    stack[++top] = data;
  } else {
    printf("Stack Overflow");
  }
}

int pop() {
  if (top < 0) {
    printf("Stack Underflow");
    return -1;
  } else {
    int data = stack[top--];
    return data;
  }
}

int main() {
  int guess_num = 0;
  int answer = 0;

  printf("Please enter the number you want to guess (between 1-100): ");
  scanf("%d", &answer);

  while (guess_num != answer) {
    printf("Please enter your guess (between 1-100): ");
    scanf("%d", &guess_num);

    if (guess_num > answer) {
      printf("The answer is smaller than your guess\n");
      push(guess_num);
    }

    if (guess_num < answer) {
      printf("The answer is greater than your guess\n");
      push(guess_num);
    }
  }

  printf("Congratulations, you got it right!\n");

  while (top >= 0) {
    int previous_guess = pop();
    printf("Previous guess: %d\n", previous_guess);
  }

  return 0;
}

在这个例子中，使用了一个栈数据结构来存储先前的猜测。在猜测时，如果猜测的数字比答案大，则将猜测的数字推入栈，否则弹出栈中的先前猜测。

总结

在本文中，我们探讨了如何使用C语言编写一个简单的猜数字游戏，并使用了链表和栈等数据结构来管理游戏的逻辑。这既是一个简单的游戏，也是一个非常好的学习数据结构和算法的练手项目。