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[Rust]教學系列-猜謎遊戲:取得使用者輸入值

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前情提要

筆者就照著官方教學文件，繼續往下走了，來到撰寫猜謎遊戲的環節，主要是做一個command line互動遊戲，因為尚未講解到語法、資料型別等，因此這個猜謎遊戲就當作初試Rust的撰寫體驗，不了解的部份，由後面章節會繼續介紹其語法、資料型別等。官方文件的策略是先由一個簡單的小遊戲，來入門Rust的程式語法、思考邏輯、Coding Style等。

內容

程式內容為使用亂數產生1~100間的數字，與使用者輸入的數字做對比，沒有猜對，可以一直猜下去，猜對則跳出成功訊息結束。

建立專案

已經介紹過Cargo，官方也建議使用Cargo做建立專案，套件管理，建置、執行專案，首先，建立一個猜字遊戲專案

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cargo new guessing_game
cd guessing_game

先用cargo指令執行驗證看看

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cargo run
# 輸出結果
Compiling guessing_game v0.1.0 (/Projects/guessing_game)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.38s
     Running `target/debug/guessing_game`
Hello, world!

讀取使用者輸入值

猜謎遊戲第一步就是要讓使用者輸入猜數，程式實作要讀取使用者輸入值並存至變數中，爾後需與隨機產生的數字作比較，來看看Rust語言要怎麼實作吧

宣告變數值

首先要宣告一個變數值存入使用者輸入值

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let mut guess = String::new();

由於Rust本身宣告變數時，預設是不可變的，若是可變動變數則需要加一個mut關鍵字於變數名稱前方，接著看到的是String::new()，new是String型別的關聯函式，需使用::這個符號串接，其實也沒這麼複雜，就是new出一個空字串。

讀取使用者輸入值

讀取使用者輸入值需引入標準函式庫，使用use關鍵字引入函式庫，函式庫為std底下的io

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use std::io;

io::stdin()
    .read_line(&mut guess)
    .expect("讀取該行失敗")

若沒有使用use std::io;則撰寫時std::io::stdin()，就是呼叫標準函式庫下的io函式庫，io函式庫下有一個command line輸入值handle的型別函式stdin。

stdin函式底下有一個method名稱叫read_line，使用該方法可以取得使用者輸入值，那讀出來的輸入值存到哪個變數中呢，由method的parameter中傳入，道理跟上面宣告變數一樣，Rust世界中預設皆不可變，因此需要使用&mut guess傳入，若維持不可變則使用&guess傳入即可，其中&這個符號reference的概念，之後筆者會照著官方教學，會有一篇獨立的教學文章來說明。

最後是expect，Rust這邊將標準函式庫中的method回傳值都包裝成泛型Result型別，因此透過Result型別我們可以處理可能發生的Exception，Result型別底下有一個method，名稱叫expect，以結果ok或error而傳入不同參數給expect方法，筆者以vscode中expect的解說中的範例來說

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// expect的方法定義
// pub fn expect(self, msg: &str) -> T
let x: Result<u32, &str> = Err("emergency failure");
x.expect("Testing expect");

// 執行結果
// thread 'main' panicked at 'Testing expect: "emergency failure"', src/main.rs:4:7

以結果來看，若發生Error則，顯示訊息會是「傳入的string：error訊息」，因此若以筆者上述宣告的來說，發生錯誤則會顯示「讀取該行失敗：error訊息」，先有這樣的概念即可。

輸出猜數

最後將使用者輸入的猜數印出來做這段的結尾，使用println!文字格式化輸出

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println!("你的猜測數字：{}", guess);

完整程式碼

最後組合一下上面宣告的那些程式碼，完整程式碼如下

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use std::io;
fn main() {
    println!("請猜測一個數字!");
    println!("請輸入你的猜測數字!");
    
    let mut guess = String::new();
    io::stdin()
        .read_line(&mut guess)
        .expect("讀取該行失敗");

    println!("你的猜測數字：{}", guess);
}

執行結果

依照上述程式碼，跟著筆者一起來看看執行結果吧

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cargo run
# 輸出結果
Compiling guessing_game v0.1.0 (/Projects/guessing_game)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.44s
     Running `target/debug/guessing_game`
請猜測一個數字!
請輸入你的猜測數字!
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你的猜測數字：10

結論

猜謎遊戲就先到這邊，下篇繼續完成其他部份，筆者最後recap一下今天所學的東西

  • 引入package函式庫，使用use關鍵字，例：use std::io;
  • 宣告不可變參數，使用let及mut關鍵字，例：let mut guess = String::new();
  • 取得使用者輸入值，使用io函式庫下的stdin函式庫中的read_line方法，例：io::stdin().read_line(&mut guess);
  • 泛型Result型別中的expect方法，宣告輸出error訊息時的搭配訊息，例：expect("該行讀取失敗");
  • 格式化輸出技巧，使用{}符號定義參數取代位置，會依序取代，例：println!("你的猜測數字：{}", guess);
  • ::符號：函式庫取用，例：io::stdin()，String::new()
  • &符號：reference的方式傳入，例：read_line(&mut guess);

參考

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