用 python 设计猜数游戏

分解

各国在中小学引入编程教育，更多的是让孩子们从以计算机的方式来考虑问题，培养逻辑思维能力和编程思维，并非是要把所有人都培养成程序员。编程思维是一个非常重要的概念，含义是将以大的问题分解问小的问题，然后逐步解决每个小问题，最后解决整个问题。

那么我们就把这个任务分解为以下步骤：用一个变量了保存用户的积分，生成目标数，在猜数游戏中目标应该是随机的，同时保存在变量中；提示用户猜测数字，获取用户输入，并保存在变量中，判断用户输入，给出适当的反馈；如果用户猜对了，加 5 分，询问是否继续；如果用户选择继续，重复 1-5 步；否则游戏结束，下面我们按照这个思路来实现这个程序。

积分变量

首先我们要新建一个变量（图 1），保存分数，并且初始化为 0 分。新建 score 变量，变量值设置为 9。从现在开始我们就要感受到 python 的简洁之美了，在 scratch 我们新建积分变量并设定为 0，需要好几步操作，而在 python 中只需要一句命令就好了：score = 0。

这也是高级语言的特点，Python 作为高级语言，代码量可以说是 Java 的十分之一，c 语言的百分之一；当然对于初学者来说还是是诚然比较容易理解，声明积分变量之后，我们就要生成要猜测的目标数字了。

目标数字是个随机数 , 是一定范围之内的随机数，所以我们先来看 Scratch 和 Python 都是怎么生成随机数的：Scratch 随机数积木块。这次 Python 就需要费点脑筋了，Python 有许多别人写好的完成特定功能的代码，成为代码库，生成随机数的代码库叫做 random，换句话说我们要用生成随机数的功能，就需要引入 random 库，然后库中有函数，调用对应的函数就可以完成相应的功能。

我们要用到的是 randomint ( ) 函数，比如生成 1-10 的随机整数就是 randomint ( 1, 10 ) 。背景交代完毕，下面我们就上手来实现生成随机数：target 变量（图 2），然后把 target 的值设定为 1 到 10 之间的随机数。接下来 , 我们看 Python 是如何实现的（图 3）：

现在 , 积分变量也有了 , 也生成要猜测的数字了 , 接下来就要提示用户猜数字了 , 用户不输入数字也就没得玩了 , 不过似乎可以写一个猜数的机器人，用随机数来猜测，这又是另外一个程序了。

获取用户输入

我们还是以 Scratch 为例进行讲解 , 在 Scratch 获取用户输入要用到侦测代码分类中共的两个代码块：得到用户的输入和获取用户输入（图 4）。当然我们需要新建一个变量，并把用户的代码块放到这个变量里。

而 Python 中则要用到 input ( ) 函数，但是有一点要注意的是，input ( ) 函数读入的数据的类型是字符串类型，需要转换成整数，而将字符串转换为整数要用到 int ( ) 函数，当然一个严格程序这里还需要对输入进行验证的，这个等你熟悉了 Python 之后可以自行完成。

在这里我们就要用到分支结构了，所谓分支结构简单的来说就是满足某个条件的时候做某个事情，比如你高考分数大于 700 分，只要你运气不是特别被差，基本就能去北大清华了；而如果天气预报说明天下雨的话，十有八九你是会选择带伞出门的，毕竟有的人喜欢淋雨。

这里我们就要进行判断，如果用户输入的大于目标数，就提示大了，否则提示小了，这里要用到控制模块中的分支模块（图 5）。

同时还会用到数字和逻辑运算分类中的比大小（图 6），这里涉及了逻辑运算和分支结构两个知识点，大家还记得吗 ?

猜数程序结构

用户第一次输入的时候，会判断用户输入的数，也就是猜的数跟目标数字孰大孰小，如果大了就会提示 " 大了 "，如果相等就恭喜，如果小了，就提示 " 你猜的数太小了 "，问题是实际猜测中很难一次就猜中的，所以我们需要反复不停的猜测，如果猜错了就要重新获取用户的输，一直到猜对（图 7）。

再往下就要用到循环了，循环猜测的过程，我们先不讲，回过头来讲 python 如何实现这一步。首先 Python 的语法呢，比较有意思，没有万恶的大括号，但是有固定的缩写，虽然 tab 党和空格党有一场世纪之战，但是作为空格的拥泵，大家跟我一样用空格就好了。Python 中 if 语句的格式是（图 8）：

注意到了吗，expr 和 else 后面的语句是有四个空格的，同时冒号是必不可少的，expr 代表的是逻辑表达式，关于逻辑表达式呢，随便找一本关于编程的书都能够讲个七八页，简单的说就是大小相等的判断，这就是判断猜的数和目标数的大小（图 9）。

猜数字

这个时候已经可以猜数了，但是只有一次机会，一次之后即便你读取了用户猜的数字 , 你也没有反馈的机会，这样的游戏肯定是不完整的，怎么办呢 ? 日常生活中 , 我们会说把课文抄 10 遍，我们就知道需要重复执行抄课文 10 次，那么在 Scratch 是有循环的结构的。

当然如果你想限制猜测的次数可以用这个，如果在规定的次数内没有猜到，就扣分，这也很可以，然而这里我们想做的是让用户不停的猜测直到猜对为止。

比如隔壁村的王二狗跟俺们村的李翠花约定，在湖边见面不见不散，那么王二狗只能一个人孤零零的在湖边等着，直到俺们村的李翠花到了湖边，也就是说只有满足了某个条件，才会执行。在这里就是重复执行，直到猜对了或者说在没有猜对的情况下，会让玩家一直猜猜猜。

接下来我们继续完善我们的程序，看看（图 10）的程序，我们做了改动，用户第一次猜测之后，就会判断 guess_number 与 target 是否相等，如果不相等，就会进入里面的判断，判断结束后引导用户再猜，直到猜对为止。

然后我们来看 Python 要怎么做 : 这里用到了 while 循环，只要条件成立，就一直做，（图 11）是代码。这里就要再次询问读者，基本的功能已经完成了，后面可以完善成为完整的猜数游戏呢。你会考虑如何改动呢？在实际中来试试吧。

Scratch 之父解读儿童编程 50 年

米切尔 · 雷斯尼克教授因为创造了 Scratch 编程语言和 Scratch 社区，常常被认为大家称为 " 少儿编程之父 "。米切尔 · 雷斯尼克教授和他的老师西蒙 · 派珀特一样，都是真正研究学习、创新的教育专家，自 20 世纪 60 年代末，他们一直致力于帮助儿童更具创造性地表达自己、实现想法。

来自一只海龟的启发

研发 Scratch 的灵感可以追溯到 1968 年。这一年，西蒙 · 派珀特开发出名为 Logo 的编程语言，这也是全球第一款针对儿童教学使用的编程语言。

与当时其他的计算机语言不同，Logo 最主要的功能是绘图。进入 Logo 界面，光标将被一只闪烁的小海龟取代。输入 " 向前 25"、" 向左 11" 这样易于儿童理解的语言和指令后，小海龟将在画面上走动，画出特定的几何图形。

Logo 编程语言的指令示意图

整个 20 世纪 80 年代，全球成千上万的学生都在学习 Logo 语言。不过，学习热情消散得也很快。一方面，编写 Logo 程序的过程充满了不够直观的语法和标点，使用门槛依然不低；另一方面，学生对使用 Logo 完成的任务并不感兴趣，学习 Logo 变成一门技术活，而无关乎创造。这样的结果自然背离了西蒙 · 派珀特推出 Logo 语言的本意，即让儿童有机会利用科技去构建知识、解决问题、创造性地表达自己。

数字版乐高积木

1983 年，米切尔 · 雷斯尼克来到麻省理工学院，与西蒙 · 派珀特尝试基于乐高积木研发项目。他们将乐高积木与 Logo 语言结合，当乐高模型与电脑连接后，儿童就能够通过 Logo 程序控制乐高积木。这款硬件与软件的组合后来被称为 " 乐高 /Logo"，在 1988 年由乐高公司作为产品推出。

孩子们试用乐高 /Logo 的过程让米切尔 · 雷斯尼克意识到，专门供儿童使用的编程软件几乎没有。" 专业性软件如 Java、C++ 超出了儿童的驾驭能力，一些可以编程的 APP 又只能输出特定的游戏程序。" 米切尔 · 雷斯尼克回忆。

三角原则与 4"P"

在可视化编程功能之外，Scratch 最与众不同的地方或许在于它背后的设计理念。西蒙 · 派珀特总会强调 " 低地板 " 和 " 高天花板 " 的原则。" 低地板 " 是指技术手段能给新手提供简单易上手的起点，" 高天花板 " 是说学习体验能够包含由易到难的循序渐进过程。例如，Logo 语言就让儿童可以从绘制极简的三角形开始，最终画出复杂的几何图像。

" 低地板 + 高天花板 + 宽墙壁 " 的三角设计理念反映在 Scratch 平台上目前超过 3700 万个编程作品里。另外还有 4 个以字母 "P" 开头的关键词像基石一样支撑着 Scratch 的开发设计。米切尔 · 雷斯尼克用一句话来解释：" 在具体的项目 ( Project ) 中，孩子做着自己充满热情 ( Passion ) 的事，并与同伴 ( Peer ) 交流共进，整个过程都伴随着游戏 ( Play ) 精神。"