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博客主頁： [小????????] 本文專欄: C++

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💯前言

• "石頭剪子布"是一種經典游戲，它不僅規則簡單，還能引發復雜的編程邏輯討論。在本篇文章中，我們將以一道 C++ 的編程題為例，深入剖析解題的思路、優化方法，以及延伸出的編程概念。通過對比兩種實現方式（我的實現和老師的實現），結合擴展性和代碼優化的思路，幫助讀者全面理解這一題目及其潛在的編程技巧。
  C++ 參考手冊
  

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💯題目描述

B2112 石頭剪子布

石頭剪子布，是一種猜拳游戲，起源于中國，然后傳到日本，朝鮮等地，隨著亞歐貿易的不斷發展它傳到西歐，到了現代化逐漸國際化的世界中。簡單明了的規則，使得石頭剪子布沒有任何知識和規則漏洞可鉆，單次玩法讓比賽公平，容易且充滿心理博弈，使得石頭剪子布這個古老的游戲同時用于“意外”與“技術”兩種特性，深受世界人民喜愛。

游戲規則：

石頭剪子布，布包石頭，石頭砸剪刀，剪刀剪布。

現在，需要你寫一個程序來判斷石頭剪子布游戲的結果。

輸入格式：

第一行是一個整數 N，表示一共進行 N 次游戲。1 <= N <= 100。
接下來 N 行的每一行包括兩個字符串，表示游戲參與者 Player1，Player2 的選擇（石頭、剪刀或者布）：S1,S2。

字符串之間以空格隔開 S1 S2 只可能取值在 [Rock, Scissors, Paper]（大小寫敏感）中。

輸出格式：

輸出包括 N 行，每一行對應一個勝利者（Player1 或者 Player2），或者游戲出現平局，則輸出 Tie。

輸入輸出樣例：

輸入 #1

3
Rock Scissors
Paper Paper
Rock Paper

輸出 #1

Player1
Tie
Player2

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解題分析與實現

接下來，我們將從兩個實現方式出發：我的做法、老師的做法，逐步剖析解決問題的不同方式，最后對比兩種實現，并延展出優化和擴展思路。

💯我的做法

以下是我的代碼實現：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{	int n;cin >> n;string s1, s2;for(int i = 0; i < n; i++){cin >> s1 >> s2;if(s1 == "Rock"){if(s2 == "Scissors")cout << "Player1" << endl;else if(s2 == "Paper")cout << "Player2" << endl;elsecout << "Tie" << endl;}else if(s1 == "Scissors")	{if(s2 == "Scissors")cout << "Tie" << endl;else if(s2 == "Paper")cout << "Player1" << endl;elsecout << "Player2" << endl;}else{if(s2 == "Scissors")cout << "Player2" << endl;else if(s2 == "Paper")cout << "Tie" << endl;elsecout << "Player1" << endl;}}return 0;
}

實現邏輯

1. 輸入處理：讀取整數 n，表示對局次數，循環讀取 Player1 和 Player2 的選擇。

2. 判斷規則：

   • 通過嵌套的 if-else 分支，根據 Player1 的選擇 (Rock, Scissors, Paper) 逐步判斷 Player2 的選擇，從而決定勝負。
   • 平局條件 (s1 == s2) 被單獨處理。

3. 逐行輸出：根據每場比賽的結果，輸出 “Player1”、“Player2” 或 “Tie”。

優點與不足

• 優點：

  • 邏輯清晰，適合初學者。
  • 每種情況都顯式列出，容易理解。

• 不足：

  • 冗余邏輯：大量的條件分支導致代碼較為臃腫。
  • 可擴展性差：如果加入新規則（如 “Lizard” 和 “Spock”），代碼需要大規模改動。

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💯老師的做法

以下是老師的代碼實現：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{int n = 0;cin >> n;int i = 0;string s1;string s2;while(n--){cin >> s1;cin >> s2;if(s1 == s2)cout << "Tie" << endl;else if (s1 == "Rock" && s2 == "Scissors")cout << "Player1" << endl;else if (s1 == "Scissors" && s2 == "Paper")cout << "Player1" << endl;else if (s1 == "Paper" && s2 == "Rock")cout << "Player1" << endl;elsecout << "Player2" << endl;}	return 0;
}

實現邏輯

1. 使用 while 循環減少代碼結構的復雜性，每次循環中處理一場比賽。
2. 平局條件 (s1 == s2) 優先判斷，避免進入更多分支。
3. Player1 的勝利條件通過顯式列舉的方式判斷。
4. 如果上述條件都不滿足，則默認為 Player2 勝出。

優點與不足

• 優點：

  • 代碼結構簡潔，分支層次少。
  • 平局條件優先處理，邏輯順暢。

• 不足：

  • 同樣存在條件分支冗余問題。
  • 可擴展性不足。

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💯對比分析

對比點	我的做法	老師的做法
代碼結構	使用嵌套 if-else，分支較多	使用單層 if-else，邏輯更清晰
冗余程度	條件分支更多，顯式判斷所有情況	條件分支較少，但仍有顯式判斷
可擴展性	新規則需要大規模修改	新規則需要大規模修改
適合初學者	邏輯直觀，適合初學者練習	邏輯簡化，更適合掌握基本結構的學生

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💯優化與擴展

為了進一步優化和擴展，我們可以使用數據結構來簡化邏輯，提高可擴展性。

優化代碼實現

通過使用 map 存儲勝負規則，可以避免顯式列舉所有情況。

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;int main() {int n;cin >> n;// 定義勝負規則map<string, string> winRules = {{"Rock", "Scissors"},{"Scissors", "Paper"},{"Paper", "Rock"}};string s1, s2;while (n--) {cin >> s1 >> s2;if (s1 == s2) {cout << "Tie" << endl;} else if (winRules[s1] == s2) {cout << "Player1" << endl;} else {cout << "Player2" << endl;}}return 0;
}

優化后的優點

1. 邏輯簡化：通過查表判斷勝負，避免嵌套的 if-else。
2. 易擴展性：增加新規則只需擴展 map，無需修改核心邏輯。
3. 代碼簡潔：主邏輯更清晰，減少冗余判斷。

擴展場景

1. 多種新規則：如引入 “Lizard” 和 “Spock”。
2. 支持多輪游戲：記錄每場比賽的勝利者，并統計最終勝負結果。
3. 本地化支持：使用多語言輸出結果。

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💯總結

通過這道題目，我們探討了兩種不同的解法，以及如何優化代碼邏輯。我的實現和老師的實現都能正確解決問題，但在簡潔性和擴展性上存在一定不足。優化后的代碼通過數據結構簡化了邏輯，提高了代碼的可維護性和可擴展性。

編程不僅僅是實現功能，還在于如何更優雅、更高效地實現。本題為我們提供了一個非常好的練習機會，希望讀者在掌握了這些方法后，能更深入地理解編程的本質和技巧。

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1. 理解C++的基礎
學習重點：

1. 掌握基本語法：
   • 學會聲明變量、條件語句、循環、函數等核心語法。
   • 掌握數組、指針、引用等基礎知識。
2. 熟悉標準輸入輸出：
   • 掌握 cin 和 cout 的用法。
   • 理解格式化輸出，例如 std::setw 和 std::fixed。
3. 記住編譯器的角色：
   • 理解源代碼如何通過編譯器轉換為可執行程序，選擇一款好的IDE（如Visual Studio、Clion、VSCode）。

建議：用大量小程序練習這些基礎語法，比如寫一個計算器、模擬猜數字游戲等。

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2. 深入學習C++的特性
學習重點：

1. 面向對象編程（OOP）：
   • 理解類和對象，熟悉如何定義類、成員變量和成員函數。
   • 掌握封裝、繼承、多態三大核心特性。
2. 內存管理：
   • 理解指針的用法，掌握動態內存分配（new 和 delete）。
   • 學習如何避免內存泄漏，熟悉智能指針（如std::unique_ptr 和 std::shared_ptr）。
3. 標準模板庫（STL）：
   • 熟悉常用的容器（如vector、map、set）和算法（如sort、find）。
   • 掌握迭代器的用法。
4. 異常處理：
   • 學習使用try-catch塊處理異常。
   • 理解異常的用途以及如何設計健壯的代碼。

建議：嘗試開發一個小型項目，比如一個學生管理系統，綜合應用類、STL、指針和動態內存分配。

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3. 掌握進階內容
學習重點：

1. 模板：
   • 理解函數模板和類模板，掌握泛型編程思想。
   • 學習模板特化和模板元編程的基本概念。
2. 多線程與并發：
   • 學習 C++11 提供的多線程支持（如std::thread）。
   • 熟悉互斥鎖（std::mutex）和條件變量（std::condition_variable）。
3. C++與C的兼容性：
   • 學習如何在C++中使用C語言代碼，理解C和C++的區別。
   • 掌握C風格字符串（char[]）和C++字符串（std::string）的轉換。

建議：在這一階段，可以挑戰更復雜的項目，比如開發一個小型的HTTP服務器，學習網絡編程并結合多線程。

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4. 學習資源與實踐方法
學習資源：

1. 書籍：
   • 《C++ Primer》：非常適合初學者的經典書籍。
   • 《Effective C++》：進階學習C++最佳實踐的指南。
   • 《The C++ Programming Language》：Bjarne Stroustrup（C++之父）的權威著作。
2. 在線課程：
   • Coursera 上的 C++ 編程課程。
   • YouTube 上免費的 C++ 系列教程。
3. 社區與文檔：
   • 參與C++相關的論壇（如CSDN、Stack Overflow）。
   • 閱讀官方文檔（https://en.cppreference.com）。

實踐方法：

1. 多寫代碼，多調試：
   • 每學一個概念后，寫至少兩個示例代碼并進行調試。
2. 做小項目：
   • 從簡單的控制臺程序開始，比如文件讀寫、計算器、小游戲等。
   • 慢慢過渡到圖形界面或網絡程序開發。
3. 閱讀他人代碼：
   • 閱讀開源項目的代碼，理解優秀代碼的設計思路。
4. 參加編程比賽：
   • 比如 LeetCode 或 Codeforces，可以幫助你提升算法能力和C++的熟練度。

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5. 保持耐心與興趣
學習C++可能會面臨以下困難：

1. 復雜的語法：如模板、智能指針、多線程等。
2. 調試困難：指針錯誤、內存泄漏、未定義行為可能讓人頭疼。

如何應對：

• 將大問題拆解成小問題，逐步解決。
• 不斷重復基礎知識，以加深理解。
• 保持興趣，嘗試一些有趣的項目，比如寫一個游戲、制作一個簡單的圖形程序。

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小結
學習C++需要一個循序漸進的過程，從基礎語法到面向對象編程，再到進階的模板和并發編程，每一步都需要耐心和實踐。通過充分利用學習資源、進行大量編碼練習，以及挑戰實際項目，你一定可以成為C++的高手。記住，學習的核心在于理解，而非死記硬背。

祝你學有所成，享受C++編程的樂趣！

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